Transport routier : Quand scanner 3D rime avec économies de carburant

Airshaper, éditeur de logiciels cloud basé à Anvers (Belgique), spécialiste des simulations aérodynamiques complexes, a fait appel à Artec 3D, fabricant de scanners 3D pour améliorer le rendement énergétique de camions semi-remorques.

Un camion transporte 400 à 570 litres de carburant et consomme entre 30 et 60 litres aux 100 km. En France, on compte plus de 350 000 semi-remorques enregistrés, aux États-Unis ils sont plus de trois millions, cela représente une énorme quantité d’essence consommée chaque jour.

Bien entendu, le rendement énergétique de ces véhicules est déterminé par de nombreux facteurs, notamment la charge, le style de conduite, la taille du moteur, etc. Mais il est un domaine que les constructeurs de camions négligent souvent dans leur quête de fonctionnalité : la traînée aérodynamique.

La trainée aérodynamique boostée par le scan 3D
Générée par tous les véhicules lorsqu’ils traversent l’air, cette force ne fait que s’accentuer à mesure qu’ils se déplacent à vitesse d’autoroute, ce qui les oblige à utiliser plus de puissance (et de carburant) pour accélérer. Un camion ordinaire utilise 50 % de son énergie d’avancement pour repousser l’air à grande vitesse, et on estime qu’une réduction de 20 % de la résistance aérodynamique pourrait permettre d’économiser jusqu’à 10 % de carburant par trajet.

L’amélioration de l’aérodynamisme des véhicules passe souvent par une analyse CFD pour déterminer les parties les plus traînantes. Mais la création d’un modèle étanche pour la première simulation prend plusieurs semaines.

Airshaper a décidé de rationaliser le processus en utilisant les technologies de scans 3D. Pour ce faire, ils ont fait appel à Artec 3D et leurs scanners Artec Ray II, scanner 3D LiDAR à longue portée ultra-rapide et Artec Leo, premier scanner 3D sans fil au monde, propulsé par l’intelligence artificielle.

Les spécialistes d’Artec 3D ont numérisé l’intégralité d’un véhicule long-courrier en moins de deux jours. L’implémentation de cette technologie a permis aux utilisateurs d’identifier directement les améliorations de design à réaliser par le simple téléchargement et l’analyse de scans 3D d’Artec très détaillés.

Avec l’algorithme de fusion intelligente d’Artec Studio, il est même possible de fusionner des scans de deux scanners très simplement.

Des économies de carburant qui pèsent lourd
Quelques heures plus tard, lorsque le rapport d’Airshaper était prêt, les résultats étaient stupéfiants. En effet, le camion utilisait 76 000 watts pour vaincre la traînée aérodynamique à vitesse d’autoroute.

Grâce aux images 3D détaillées, la plateforme d’Airshaper a également identifié les principaux responsables de la traînée aérodynamique. Ici, l’habitacle, les déflecteurs et les pare-soleil ont tous été identifiés comme des éléments aérodynamiques essentiels, mais ce sont les rétroviseurs et le toit qui provoquaient des turbulences particulièrement gênantes.

Pour que le véhicule pénètre plus facilement dans l’air, il a été suggéré de repositionner les rétroviseurs, de limiter les ouvertures du toit et de mieux aligner les spoilers pour dévier l’air. Les scanners 3D ont ainsi permis à l’équipe de capturer le camion par morceaux et de le décomposer en vue d’une « analyse des forces pièce par pièce. »

« Nous disposions d’une quantité impressionnante de détails avec lesquels nous pouvions jouer et qui ont été directement pris en compte dans la simulation », explique Wouter Remmerie d’Airshaper. « Malgré une certaine perte de détails lorsque l’on passe de la réalité au scan, et du scan au maillage, nous sommes parvenus à capturer tous les petits détails de manière fantastique. Dans le modèle, les rétroviseurs et la calandre étaient clairement définis, on pouvait même voir les fils des pneus. »

Prochaine étape : l’autonomie des véhicules électriques
La plateforme d’Airshaper est déjà utilisée pour optimiser l’aérodynamisme et éviter des modifications de design coûteuses ou l’ajout de pièces de rechange par des géants tels que Tesla et Morgan. Wouter Remmerie s’attend désormais à ce qu’elle trouve d’autres applications pour les véhicules électriques (VE).

Les VE sont peut-être plus respectueux de l’environnement que les véhicules à essence, mais ils dépensent toujours beaucoup d’énergie pour se déplacer dans l’air. Une amélioration de leur aérodynamisme de seulement 10 % permettrait d’économiser 5 % d’énergie, ce qui suffirait à réduire l’impact de leur taille et du poids de leurs batteries intégrées dans leurs consommations. Ce chiffre est appuyé par des analyses portant sur des véhicules électriques tels que le Tesla Semi.

« Nous avions un marché mature avec les camions, mais avec les VE, il est redevenu très ouvert. Il est donc de plus en plus important de maîtriser la conception, la rétroingénierie et l’amélioration des nouveaux véhicules à l’aide du scan 3D. » Conclut Wouter Remmerie.

www.artec3d.com

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