Effet de sol

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L'effet de sol est un phénomène de portance aérodynamique ou aérostatique qui résulte de la proximité du sol et d'une surface spécifique d'un appareil, comme par exemple la voilure d'un aéronef, la face interne du plenum d'un navire à coussin d'air. L'effet de sol peut être utilisé pour générer une déportance dans le cas d'un véhicule automobile de type Formule 1.

[modifier] Effet de sol, portance aérodynamique

En aéronautique, le vol à proximité du sol "en effet de sol" augmente légèrement la portance, mais permet surtout, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la traînée induite par la portance. Cela améliore la finesse (le rapport portance/traînée) de l'engin et permet d'économiser du carburant pour augmenter l'autonomie ou la masse transportée.

Ce phénomène est mis à profit par des avions amphibies de type WIG (Wing In Ground effect) ou Ekranoplane, appellation russe du concepteur Alekseyev, ou Navion (navire-avion). Dans le cas amphibie typique, l'engin est conçu pour voler à faible altitude au dessus de l'eau (entre le dixième et le cinquième de son envergure). La puissance installée ne permet pas de voler hors effet de sol, la traînée étant alors trop forte.

Certains oiseaux comme les pélicans l'utilisent aussi en volant au ras de l'eau. Ils peuvent voler au ras de l'eau également pour voler face au vent à moindre effort (le vent est quasi nul au ras de la surface).

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Près du sol, un hélicoptère en vol stationnaire profite d'un effet de sol dû au souffle de son rotor principal. Les performances en vol stationnaire d'un hélicoptère sont donc indiquées en fonction de sa proximité du sol dans l'effet de sol (DES) ou hors effet de sol (HES).
Un navire "à coussin d'air" de type aéroglisseur (Hovercraft) ou Navire à Effet de Surface (catamaran à coussin d'air) trouve sa portance dans le différentiel de pression qui existe entre l'air extérieur et l'air en surpression soufflé dans une enceinte quasi close ou plenum. Comme pour un hélicoptère, l'effet de sol ne dépend pas de la vitesse de l'engin, mais du fonctionnement de la soufflante.
Il existe des engins à effet de sol hybrides présentant à la fois des ailes (portance aérodynamique) et soit une surpression locale générée par des soufflantes spécifiques (Ekranoplane : Orlyonok), soit un coussin d'air dans une enceinte plus ou moins fermée par des jupes ou des surfaces mobiles (Hoverwing). La surpression aérostatique est utilisée dans ce cas comme portance additionelle au décollage pour diminuer la traînée hydrodynamique.

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En sport automobile, l'effet de sol est utilisé pour augmenter l'adhérence (le grip) des pneumatiques (pour augmenter le niveau admissible d'accélération en virage, à l'accélération et au freinage). Le fond plat, entouré de jupes, piège l'air qui passe sous la voiture. Comme le fond plat se relève sur l'arrière, l'augmentation de la section entre le sol et le fond plat provoque une diminution locale de la pression de l'air qui plaque la voiture au sol. Cette technique, développée par Colin Chapman, sur les Lotus 78 et Lotus 79, s'ajoute à la déportance aérodynamique des ailerons, qui eux ne sont pas en effet de sol.

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La Brabham BT46 a démontré l'effet optimal de l'effet de sol : sur cette monoplace de formule 1 créée en 1978, la dépression recherchée entre le sol et le fond plat était assuré par une turbine d'aspiration entraînée par le moteur. L'efficacité de ce système était tel que la voiture ne participa qu'à un Grand Prix, avant d'être déclarée interdite en course.

En formule 1, l'effet de sol a été progressivement interdit, dans l'optique d'augmenter la sécurité en diminuant la vitesse. Il reste utilisé en champ car.