Des véhicules autonomes circulent déjà dans plusieurs villes des États-Unis, facilement reconnaissables à leurs tourelles rotatives qui servent de centres de capteurs.

Ces dispositifs high-tech — comme le LiDAR, le radar et les caméras — sont essentiels pour cartographier l’environnement immédiat. Pourtant, leur taille imposante peut perturber l’aérodynamique du véhicule, réduire son efficacité énergétique et limiter son autonomie.

<h3>Améliorer l’aérodynamique grâce à une conception optimisée des capteurs</h3>

Des chercheurs de l’université de technologie de Wuhan, en Chine, ont utilisé un algorithme d’intelligence artificielle d’optimisation pour améliorer les performances aérodynamiques des véhicules autonomes (VA) en modifiant la forme structurelle de leurs capteurs. En effet, les empilements classiques de capteurs, composés de LiDAR, de radars et de caméras, augmentent la traînée aérodynamique, ce qui entraîne une consommation d’énergie plus élevée et une autonomie réduite.

Leur design optimisé a permis de réduire la traînée aérodynamique totale de 3,44 % par rapport à la configuration standard, selon les simulations. Pour valider ces résultats, une soufflerie a été utilisée, et l’étude a été publiée dans Physics of Fluids.

<h3>Le défi de la traînée aérodynamique dans les véhicules autonomes</h3>

Les constructeurs automobiles cherchent depuis longtemps à minimiser la traînée aérodynamique pour améliorer la vitesse et l’efficacité énergétique. Les voitures modernes adoptent donc des formes arrondies et intègrent divers éléments aérodynamiques pour guider l’air de manière fluide. Toutefois, l’ajout de nombreux capteurs volumineux sur les véhicules autonomes — notamment des caméras et des systèmes LiDAR — complique cette quête d’efficacité.

Ces capteurs saillants perturbent l’écoulement de l’air, créant des turbulences et augmentant la résistance. Les chercheurs ont observé que lorsque les capteurs sont placés sur le capot ou le pare-chocs, ils génèrent des vortex d’air qui aggravent encore la perte d’efficacité aérodynamique.

<h3>Optimiser la forme des capteurs pour réduire la traînée</h3>

En modifiant la forme des capteurs situés près des vitres latérales, du capot et du pare-chocs arrière, les chercheurs ont réussi à diminuer significativement la traînée. Parmi les ajustements : une réduction de la hauteur des capteurs avant latéraux et une reconfiguration du capteur central sur le toit afin de mieux canaliser l’air.

L’étude montre que de simples modifications, surtout au niveau du toit, peuvent avoir un impact majeur sur la traînée. Une meilleure aérodynamique, obtenue grâce à des capteurs repensés, permettrait de réduire la consommation d’énergie des VA et d’améliorer leur autonomie, rendant les trajets longue distance plus viables.

<h3>Des retombées prometteuses pour le transport routier autonome</h3>

Ces découvertes pourraient avoir des implications importantes pour le secteur du transport routier autonome. Des capteurs conçus pour être plus aérodynamiques permettraient d’augmenter l’efficacité énergétique, particulièrement cruciale pour les camions électriques. Des entreprises comme Waymo et Zoox explorent déjà des solutions pour repositionner ou intégrer subtilement leurs capteurs afin de limiter les frottements.

Une meilleure aérodynamique pourrait se traduire par des délais de livraison plus courts, des coûts opérationnels réduits et une durée de vie accrue des batteries. Les enseignements de cette étude pourraient influencer la conception future des véhicules autonomes, en favorisant des modèles plus efficaces, durables et capables de parcourir de plus grandes distances sans compromettre la sécurité.