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Des microvalves pour l'aérodynamisme des véhicules

Nadège Aumond

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L'entreprise adapte un micromécanisme, conçu à l'origine pour l'aéronautique, au monde de l'automobile.

Maîtriser, grâce à des micromécanismes, les écoulements d'air pour améliorer l'aérodynamisme ou l'acoustique d'un objet se déplaçant, voilà le fondement de la société Flowdit. L'entreprise bisontine a été créée en 2002, suite au vif intérêt porté par PSA-Peugeot-Citroën sur les travaux menés par Christophe Edouard, l'un des fondateurs de Flowdit, lors de sa thèse. Celle-ci, effectuée au sein du Laboratoire de physique et de métrologie des oscillateurs (LPMO), récemment intégré dans l'institut Femto-ST à Besançon (Doubs), et de Dassault Aviation, était liée à l'étude et à la réalisation de micro-actionneurs pour le contrôle d'écoulement fluidique.

Le constructeur automobile sollicite alors le jeune docteur pour qu'il transfère ses acquis aux problématiques automobiles. Le défi devient donc : modifier les écoulements d'air autour d'une voiture (et non plus d'un aéronef) afin d'améliorer son comportement aérodynamique et de réduire sa consommation de carburant à des vitesses avoisinant les 130 km/h.

Rationalisation de procédés éprouvés

« Dès le départ, il s'est agi de concevoir un microsystème industrialisable à grande échelle et à des coûts compatibles avec le monde automobile », explique le scientifique. L'équipe a donc concentré, dans un premier temps, l'essentiel de ses efforts sur la fabrication. Deux ans de collaboration avec le Centre de Micro-nano Technologie (CMI) de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, ont été nécessaires pour développer et fiabiliser l'ensemble du procédé de production du micro-actionneur. Celui-ci, entièrement en silicium, ne comporte aucun circuit électrique ni pièce en plastique. Ce qui lui confère un meilleur comportement face aux agressions environnementales telles que la variation de température ou les vibrations.

« Nous avons rationalisé des procédés déjà éprouvés. Au final, nous utilisons trois techniques élémentaires : la gravure sur silicium, la photolithographie et l'oxydation thermique. Toutes les opérations sont réalisées en salle blanche pour garantir une reproductibilité élevée », explique Christophe Edouard.

Pour couronner cette première phase, une série de micro-actionneurs sont intégrés dans le pavillon du concept-car Sport-Lounge de Citroën, présenté au salon de Francfort à l'automne 2005. Les microvalves électrostatiques pulsent de d'air à une fréquence définie pour former un aileron fluidique qui modifie l'aérodynamisme du véhicule sans en changer le design. La démonstration est un succès : l'intérêt pour l'automobile est scientifiquement établi, tout comme la faisabilité industrielle.

L'équipe s'attache depuis à améliorer le confinement ainsi qu'à optimiser la géométrie et la connectique afin d'intégrer ces microsystèmes sur des véhicules grand public.

« Techniquement, ils pourraient être commercialisés d'ici à cinq ans », estime Christophe Edouard. Cependant, la décision appartient à PSA qui devra encore évaluer le rapport entre le coût de l'option et les gains en consommation de carburant pour le client...

En attendant, loin de se reposer sur ses lauriers, la jeune entreprise diversifie ses points de chute. Les secteurs visés : l'aéronautique bien sûr, mais également le ferroviaire et l'éolien.

LE DÉFI

Concevoir un micro-actionneur dédié à l'automobile et fabriqué à des coûts et à des volumes compatibles avec le secteur.

LA SOLUTION

Utilisation de la gravure sur silicium, de la photolithographie et de l'oxydation thermique.

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