Le train entre en... soufflerie

Retombez-vous en enfance dès que vous apercevez un train électrique? Attendez de voir celui que possède le THERMAUS, le Groupe de recherche en thermique et en aérodynamique de l'Université de Sherbrooke! Loin d'être un simple jouet pour le groupe de recherche, la maquette du train permet en fait de mesurer son coefficient de traînée et ainsi établir sa résistance à l'avancement.

La maquette de la rame est à la grandeur des aspirations du groupe qui a reçu un contrat de recherche de Bombardier. Le groupe THERMAUS a pour mandat de déterminer et réduire le coefficient de traînée du train haute vitesse (THV) American Flyer de AMTRAK, qui reliera Boston à New York et New York à Washington. <<Notre rôle consiste à réduire le coefficient de traînée de la rame de manière à ce que la durée du déplacement entre deux points rencontre les devis en ce qui a trait à l'aérodynamique>>, explique André Laneville, professeur au Département de génie mécanique et responsable du projet.

Un train miniature à faire rêver!

Avec ses trois principales composantes (la motrice en position de tête et deux remorques) auxquelles est ajoutée une forme profilée en aval, la maquette de la rame mesure 8,5 mètres. Le poids d'une composante peut atteindre 36 kilos. Les chercheurs ont dû mettre au point une méthodologie des essais originale car à l'échelle géométrique 1:10, la longueur de la maquette aurait atteint 20,3 mètres. <<Si nous avions modélisé la rame au complet, il aurait fallu une soufflerie dont la section des essais est longue d'environ 21,3 mètres>>, estime le responsable du projet. En effet, le prototype de la rame possédera deux motrices, une en position de tête et l'autre en position de queue, ainsi que six remorques.

Les composantes de la maquette sont indépendantes les unes des autres, ainsi les chercheurs peuvent mesurer la traînée de chacune d'entre elles. Pour calculer le coefficient de traînée, Pierre Vittecoq, professeur au Département de génie mécanique, a conçu des balances internes très précises qui supportent le poids de la maquette et servent aussi à établir la force de traînée aérodynamique.

Une fois la maquette montée dans le simulateur d'écoulement qu'est la soufflerie, les mesures du coefficient de traînée ont été faites. Le groupe THERMAUS en est actuellement à la rédaction du rapport final. <<Le pouvoir décisionnel ne réside pas ici, mais nos suggestions reçoivent une oreille attentive>>, reconnaît André Laneville.

Du train virtuel à la maquette

Aucune maquette de l'American Flyer n'avait été construite. En fait, il s'agirait, d'après André Laneville, du premier et du seul modèle physique qui existe pour étudier ce THV, les autres étant des trains virtuels. C'est tout de même avec l'aide d'un film créé de toutes pièces sur ordinateur chez Conception Labbé, le designer, que le consortium Bombardier et Gec-Alsthom ont décroché le contrat chez AMTRAK.

Dans une offre de services, le THERMAUS s'est joint à Conception Labbé pour réaliser les maquettes et mesurer les qualités aérodynamiques dont la traînée de la rame. D'autre part, le THERMAUS s'était adjoint la firme Modelage Royer, un maquettiste local, pour la construction de la rame à l'échelle 1:10. C'est l'offre qu'a retenue Bombardier.

La conception du montage et la vérification de la concordance entre maquettes et plans provenant autant de Bombardier que de Conception Labbé a été un travail ardu et principalement soutenu par Stéphane Cyr, jeune professeur au Département de génie mécanique. À cette étape, plusieurs détails n'étaient pas arrêtés et la réalisation des maquettes a forcé la prise de plusieurs décisions. <<Nous sommes très satisfaits du travail du maquettiste, affirme aussi André Laneville, c'est un artisan perfectionniste. Il a fait un excellent travail.>> La maquette, de couleur verte <<Université de Sherbrooke>>, en a mis plein la vue une fois installée dans la soufflerie.

<<Il s'agit du premier THV pour l'Amérique et le groupe THERMAUS est fier d'y avoir contribué. La beauté de la maquette couronne notre satisfaction, souligne André Laneville. De plus, il faut noter la participation d'un étudiant à la maîtrise, Pierre Forget, qui par la mise au point de l'acquisition et du traitement des données, a acquis une expérience de contrat de recherche, ainsi que celle de Sébastien Harvey, technicien du THERMAUS. Ce dossier apporte du prestige et de la reconnaissance en plus de l'expérience qui nous permettra d'obtenir d'autres contrats et de relever de nouveaux défis.>>

France Gaignard

Vignette

Sébastien Harvey, technicien au THERMAUS, s'affaire sur le modèle unique de la maquette de la rame à l'échelle géométrique 1:10.