Porsche Active Aerodynamics (PAA)

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Depuis des décennies, Porsche est à la pointe du développement aérodynamique dans la construction de véhicules de série. Ce qui a commencé avec la Porsche 964 fait partie intégrante de tous les modèles de série 911. Ce qui est aujourd’hui connu sous le nom de Porsche Active Aerodynamics (PAA) a vu le jour au centre de développement de Weissach et a permis aux modèles GT de battre des records toujours plus impressionnants sur les circuits du monde entier. Une raison suffisante pour que nous retracions pour vous le développement et ses différentes étapes.

Pour ceux qui ne sont peut-être pas familiers avec la terminologie : Dans le domaine de la construction automobile, l’aérodynamique active désigne les dispositifs qui peuvent influencer activement le comportement de l’écoulement de l’air autour de la voiture – par exemple par le biais de spoilers déployables ou d’entrées d’air réglables – dans différentes directions telles que la réduction de la résistance à l’air ou l’augmentation de l’appui.

Le dilemme des ingénieurs – trouver le bon équilibre entre résistance à l’air et pression de contact

« Nous, les aérodynamiciens, sommes généralement confrontés à un dilemme : un faible coefficient de traînée est souhaitable pour obtenir une vitesse de pointe plus élevée et une consommation de carburant plus faible, tandis qu’une forte déportance est bénéfique pour la dynamique de conduite. Or, ces deux caractéristiques sont contradictoires », explique le Dr Thomas Wiegand, responsable du développement aérodynamique chez Porsche. « Porsche Active Aerodynamics résout les conflits entre ces différents objectifs aérodynamiques », poursuit Wiegand.

En tant qu’aérodynamiciens, nous sommes généralement confrontés à un dilemme : un faible coefficient de traînée est souhaitable […] tandis qu’une forte déportance est bénéfique pour la dynamique de conduite. Cependant, ces deux propriétés sont en contradiction l’une avec l’autre

Dr Thomas Wiegand, directeur du développement aérodynamique chez Porsche

Porsche Active Aerodynamics – Première étape de développement sur la Porsche 964

Je me souviens avoir vu, adolescent, une Porsche 964 Carrera (1989-1994) s’engager dans une rue. Alors qu’elle accélérait, un aileron motorisé est sorti du hayon. Pour un jeune fan de voitures de sport, c’était la chose la plus cool que j’avais jamais vue. J’étais tellement fasciné que le lendemain, j’ai pris mon vélo pour aller au kiosque le plus proche. C’était bien avant l’invention du smartphone, j’ai donc dû acheter un magazine pour en savoir plus.

L’aileron arrière rétractable était standard sur les modèles 964 Carrera 2 et Carrera 4. L’aileron était conçu pour se déployer à 80 km/h et se rétracter en dessous de 10 km/h. Il n’était donc pas nécessaire de l’enlever. De cette façon, Porsche voulait conserver le design intact à l’arrêt. Une fois déployé, le spoiler augmentait l’appui à l’arrière, améliorant ainsi la stabilité à haute vitesse. Mais le premier composant aérodynamique actif Porsche avait une autre astuce dans son sac : il doublait la quantité d’air entrant dans le compartiment moteur. Cela permettait un refroidissement plus efficace.

A partir de 1990, l’aileron arrière de la 964 Carrera pouvait également être actionné manuellement.

Sur les modèles fabriqués à partir de 1990, Porsche a également ajouté un bouton sur la console centrale qui permettait au conducteur d’actionner manuellement le spoiler. Cette configuration a été le seul système aérodynamique actif de Porsche pendant plusieurs décennies. En effet, l’aileron arrière escamotable est resté un équipement de base de toutes les Porsche 911 Carrera jusqu’à aujourd’hui. Les exceptions étaient les véhicules dotés d’équipements spéciaux comme le kit aérodynamique d’usine ou les modèles spéciaux de type Sport Classic, etc. La dernière Porsche 992 GT3 Touring est également équipée d’un spoiler arrière discret et escamotable. Bien qu’il se déploie à un angle plus prononcé que celui de la Carrera.

D’autres modèles sont également équipés de différentes variantes de l’aileron arrière rétractable. Le Cayman, le Boxster, le Panamara, le Taycan et même le Cayenne utilisent cette technique. Comme les voitures sont devenues beaucoup plus rapides depuis l’introduction de la 964, les vitesses auxquelles les déflecteurs se déploient et se rétractent ont également changé. Sur les nouveaux modèles, les seuils sont fixés à 121 et 60 km/h. Les spoilers ne sont donc pas utilisés pour des raisons de sécurité.

Porsche Active Aerodynamics – Du circuit à la route – 991 Turbo (2014-2019)

Porsche Active Aerodynamics (PAA) en tant que nom de marque n’a toutefois été introduit qu’il y a un peu plus de dix ans. En 2014, avec les Porsche 991 Turbo et Turbo S, Porsche a emprunté une toute nouvelle voie aérodynamique. Selon le Dr Wiegand, l’objectif du PAA était de réduire la résistance à l’air tout en générant plus d’appui. Ce n’était pas une tâche facile pour les ingénieurs de Porsche. Le concept mis en œuvre dans la 991 comporte trois niveaux de fonction (Start, Speed, Performance). Ils offrent différentes configurations entre l’aileron avant et l’aileron arrière afin d’offrir à chaque fois les meilleures caractéristiques de conduite possibles.

La Porsche 991 Turbo est équipée d’une lèvre de spoiler en élastomère flexible sur la jupe avant. Ce matériau caoutchouteux peut être étiré de manière flexible, mais reprend ensuite sa forme initiale. Cette partie extérieure du spoiler avant se déploie vers le bas dès que la vitesse de 121 km/h est atteinte. Il en va de même pour la partie supérieure du spoiler arrière rétractable. Les deux fonctionnent toujours en fonction l’un de l’autre afin de garantir l’équilibre aérodynamique. C’était la première fois que cette technologie était utilisée sur une voiture de route. Il existe trois modes différents de Porsche Active Aerodynamics sur la 991 Turbo (S) :

L’évolution aérodynamique d’une supercar – 918 Spyder (2013-2015)

La Porsche 918 Spyder a des options aérodynamiques similaires à celles de la 991 Turbo. Elles s’appellent Start, Speed et Performance. Mais pour la première fois sur une voiture de route, Porsche a installé des volets d’air réglables sur le soubassement avant du Spyder. Ils s’ouvrent dès que le mode « Performance » est sélectionné. Les prises d’air dirigent l’air à travers les canaux du diffuseur du soubassement, créant une zone de pression d’air plus faible sous la voiture. L’effet est inversé par rapport à celui d’une aile d’avion, créant ainsi de la portance au lieu de la portance. En mode Performance, l’aileron arrière est réglé sur un angle plus agressif et le petit spoiler sur le bord de fuite de l’aile est déployé. Ces deux éléments augmentent la pression de contact à l’arrière.

Dans le réglage « Speed », l’angle de l’aileron arrière change légèrement. Cela préserve d’une part la déportance et réduit la résistance à l’air à des vitesses plus élevées. L’aileron reste alors déployé, mais les volets de bas de caisse sont fermés. Cela permet d’augmenter la stabilité à des vitesses plus élevées. En mode « Start », l’aileron arrière et le spoiler sont rétractés et les volets de bas de caisse sont fermés. Ce mode offre la plus faible résistance à l’air de tous.

Le système Porsche Active Aerodynamics de la 918 Spyder fonctionne en combinaison avec les modes de conduite hybrides. Sous les phares, par exemple, se trouve un deuxième jeu de prises d’air réglables. Elles servent au refroidissement et sont toujours ouvertes en mode « Race Hybrid » ou « Sport Hybrid ». Cependant, en mode « E-Power » et « Hybrid », elles sont fermées pour réduire la résistance à l’air. Elles ne s’ouvrent à nouveau que lorsque la vitesse de 130 km/h est atteinte ou lorsqu’un besoin de refroidissement supplémentaire est détecté.

La nouvelle référence – Porsche 992 Turbo (à partir de 2020)

Avec les Porsche 992 Turbo et Turbo S, le constructeur de Zuffenhausen a fait encore mieux en matière d’aérodynamisme. « Aucune autre voiture de sport ne réagit à différentes situations avec une telle flexibilité aérodynamique que la nouvelle 911 Turbo S », a déclaré le Dr Wiegand lors de la présentation. Le vaisseau amiral de la série 992 brille depuis lors avec huit configurations différentes du PAA. Le nouvel Airbrake est particulièrement efficace. Lors d’un freinage d’urgence, non seulement l’aileron arrière se lève dans sa position la plus agressive, mais le spoiler avant se place également dans sa position la plus basse. Cela permet de créer autant de résistance que possible pour ralentir la voiture.

Les modes « Performance 2 » et « Wet » étaient également nouveaux dans le répertoire de PAA. « Performance 2 » se glisse entre « Performance 1 » et « Speed » et est un mélange des deux fonctions. Elle favorise la stabilité à des vitesses supérieures à 257 km/h. Toutefois, « Performance 2 » réduit légèrement la déportance. Lorsque l’humidité est détectée (dans n’importe quel mode), l’aileron arrière se soulève, mais ne s’incline pas.

La technologie de la Formule 1 au service de la performance sur circuit – PAA dans la Porsche 992 GT3 RS

La 992 GT3 RS actuelle de Porsche offre sans aucun doute le kit aérodynamique le plus avancé de Porsche Active Aerodynamics. Étonnamment, aucune GT3 RS avant elle n’avait embarqué d’aérodynamique active jusqu’à présent. Pour la 992 GT3 RS, les ingénieurs ont toutefois passé plus de 250 heures dans la soufflerie. Résultat : à 285 km/h, la voiture de course génère pas moins de 860 kg d’appui. Cette valeur est deux fois plus élevée que celle de son prédécesseur, la 991.2 GT3 RS. La 992 GT3 est même trois fois plus puissante que la 992 GT3.

À 285 km/h, la Porsche 992 GT3 R génère pas moins de 860 kg d’appui, soit deux fois plus que son prédécesseur.

Le système Porsche Active Aerodynamics de la 992 GT3 RS réagit en fonction de la vitesse, de l’accélération latérale, de l’angle de braquage et du mode de conduite sélectionné. Selon les conditions de conduite, le spoiler avant réglable en continu peut être ajusté de la même manière que l’énorme aileron arrière actif en deux parties avec logement en col de cygne. Il est plus haut que la ligne de toit de la voiture et s’adapte automatiquement en plusieurs étapes pour préparer le conducteur et la voiture à toutes les situations possibles.

Porsche a opté pour un radiateur central afin d’optimiser le flux d’air

Porsche a choisi pour la 992 GT3 RS une solution avec un radiateur placé au centre, comme sur la 911 GT3 R. Les ingénieurs de Porsche ont utilisé l’espace ainsi libéré pour créer des prises d’air réglables. Elles font passer l’air par les fentes des ailes avant et les nouvelles ouvertures devant les portes. Cette sortie d’air rapide crée une dépression à l’avant du véhicule et donc de l’appui. Le département Active Aerodyanmics de Porsche a également mis en œuvre la fonction Airbrake, bien connue sur le Turbo.

Une autre première a été l’utilisation d’un système de réduction de traînée (DRS) sur une voiture de série Porsche. Oui, le DRS comme en Formule 1. Lorsque le DRS est activé, l’aileron de la 992 GT3 RS s’aplatit et les diffuseurs avant s’ouvrent. Ainsi, l’appui sur les essieux avant et arrière est réduit de manière égale, ce qui permet des accélérations plus rapides. Il s’active automatiquement dès que la vitesse atteint 100 km/h, que le régime moteur est supérieur à 5.500 tr/min, que l’accélération latérale est inférieure à 0,9 G et que le papillon des gaz est ouvert à au moins 95 pour cent. Il peut également être déclenché manuellement au volant lorsque l’angle de braquage est minimal et que l’accélérateur est à fond.

Le DRS est généralement utilisé dans les longues lignes droites afin de permettre des accélérations maximales. La vitesse maximale de la GT3 RS reste néanmoins inférieure à celle de la 992 GT3, à 296 km/h. Elle accélère jusqu’à 318 km/h. Cela s’explique par une plus grande résistance à l’air due à l’augmentation de l’appui et de la surface frontale, ainsi que par un rapport de boîte de vitesses plus court.

L’avenir de Porsche Active Aerodynamics

Avec l’introduction de la 992 Turbo et de la GT3 RS, Porsche a considérablement déplacé l’échelle de l’aéro actif. Il sera intéressant de voir dans quels domaines ils peuvent encore s’améliorer. Mais comme l’histoire l’a montré, les ingénieurs de Porsche continueront à repousser les limites et à établir une nouvelle référence sur laquelle tous les autres pourront s’appuyer. Nous sommes impatients de voir ce qui va suivre et nous allons surveiller les différentes voitures de course d’usine Porsche et la Formule 1 pour trouver d’éventuels indices.

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