Développement d’un modèle MFN pour l’analyse et la prédiction des performances d’un prototype de formule SAE en conditions de virage

Résumé

Ce mémoire aborde l’étude aérodynamique, via des outils de Mécanique des Fluides Numérique (MFN) comme StarCCM+, d’un prototype de Formule SAE conçu et fabriqué par les étudiants de l’ÉTS. Depuis 2010, les étudiants membres de Formule ÉTS s’intéressent à l’impact de l’aérodynamique sur les performances de leurs véhicules, mettant en oeuvre des méthodologies sophistiquées pour concevoir des appendices aérodynamiques élaborés, parmi les meilleurs du monde. Jusqu’à aujourd’hui, ces méthodes impliquaient des simulations d’écoulement aérodynamiques externes rectilignes sur des demi modèles de la voiture, supposée symétrique, avec pour objectif d’optimiser des caractéristiques aérodynamiques comme la déportance ou la traînée aérodynamique. La méthode ligne droite (SLSM) prouve des résultats encourageants, facilement comparables à des données extraites de la soufflerie, pour des écarts inférieurs à 4%, ainsi qu’une similarité claire à des données expérimentales récupérées sur la piste. Cependant, une des critiques principales de ce modèle étant le manque de pertinence aux cas où l’aérodynamique est la plus importante (e.g. en condition de virage), un modèle de simulation adapté est étudié afin de mieux comprendre l’impact des conditions de virages, en régimes permanents et transitoires. Ce modèle voit sa fiabilité être comparée aux résultats de la ligne droite, ainsi qu’aux essais sur piste et en soufflerie, pour des différences n’excédant pas 6%, ainsi qu’une corrélation très forte à la littérature dédiée au sujet basée sur des simulations des grands échelles. De ce travail découle un modèle d’analyse en virage utilisable pour les objectifs d’ingénierie d’une équipe de Formule SAE. La méthodologie liée aux essais expérimentaux, en soufflerie et sur piste fermée, est également décrite, afin de fournir les éléments nécessaires à la reproduction de ces essais pour assurer la pérennité de la qualité des résultats aérodynamiques.

Date	12 août 2026
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Giuseppe Di Labbio (Directeur(-trice)) & Simon Joncas (Codirecteur(-trice))