FR2980155A1 - Dispositif aerodynamique par rotation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif aérodynamique de rotation de l'air permettant la réduction de la traîne aérodynamique des véhicules routiers. Le Dispositif Aérodynamique par Rotation (DAR) (1) oriente l'air autour du véhicule en mouvement (39) (camions (31), car (131), et autres véhicules) en utilisant le principe aérodynamique en superposition à la circulation de rotation de l'air. Ceci a pour conséquence de diminuer la traîne aérodynamique imposée sur le véhicule et qui engendre une sur consommation du véhicule. Son fonctionnement repose sur l'action de l'air généré par le déplacement du véhicule sur un partie mobile de forme cylindrique (pour la version non motorisée) la version motorisée quant à elle sera actionnée non seulement par l'air, mais également par une partie motorisée permettant une optimisation des économies en carburant. Il est composé d'un cylindre mobile sur un axe, qui réagit à la force exercée par l'air déplacé par le mouvement du véhicule ; le mouvement du cylindre déplace l'air de manière circulaire vers l'arrière du véhicule ce qui réduit le cône de succion et réduit la résistance aérodynamique qui provoque une surconsommation. Le dispositif est particulièrement adapté à l'équipement des véhicules VL et PL de l'industrie du transport, de la logistique et de la messagerie.

Description

Il est bien connu qu'un objet en mouvement dans l'air (un avion, un car, ou un camion) subit une force aérodynamique dans le sens opposé à celui de son déplacement. Elle est présente tout au long du déplacement et est contrée par une force motorisée pour maintenir le mouvement de l'objet, ce qui génère des dépenses de carburant et engendre de la pollution. Pour des entreprises de transport et d'industrie de distribution cela représente des coûts opérationnels et fournit une image anti-environnementale. Un poids lourd roulant aux alentours de 90km/h consomme en moyenne 30 Litres tous les 100kms. Environ 65% de l'énergie générée est utilisée pour surmonter la force aérodynamique. C'est à dire, environ 20 Litres au 100kms sont dépensés à cause de l'inefficience aérodynamique du poids lourd. Une grande partie de cette même force est la conséquence de la dépression à l'arrière du véhicule. Celles-ci proviennent de la séparation de l'air à l'arrière du véhicule. o Domaine d'application technique Le dispositif aérodynamique par Rotation (ou DAR) permet de réduire l'effet de succion à l'arrière d'un véhicule en mouvement et, par effet de poussée, de réduire la consommation en carburant ; amenant ainsi à une possibilité technique de réduction de la consommation en énergie et l'émission de gaz à effet de serre. o Technologies existantes Plusieurs dispositifs ont été brevetés pour réduire cette région de séparation d'air. La majorité de la documentation porte sur les dispositifs qui dévient l'air des côtés ou du dessus d'une remorque vers l'arrière, en utilisant par exemple une canalisation (Cf. U.S. Pat. No. 7,185,944 et U.S. Pat. No. 7,156,453) ou des ailerons (U.S. Pat. No. 7,240,958 ; U.S. Pat. No. 7,192,077), certaines sont des extensions de l'arrière d'une remorque pour la rendre plus aérodynamique (U.S. Pat. No. 7,537,270 ; U.S. Pat. No. 7,207,620 ; U.S. Pat. No. 7, 185,944 ; U.S. Pat. No. 6,467,833), pendant que d'autres sont des versions qui se déploient (U.S. Pat. No. 7,380,868 ; U.S. Pat. No. 7,374,230 ; U.S. Pat. No. 7,147,270 ; U.S. Pat. No. 5,823,610). D'autres cas reportés utilisent les générateurs de tourbillons pour augmenter la mixité de l'air entre le haut et le côté de la remorque et l'arrière (U.S. Pat. No. 7,255,387 ; U.S. Pat. No. 6,959,958; U.S. Pat. No. 5,058,837). Certains de ses dispositifs ont déjà été commercialisés. Les paragraphes suivant résument les technologies commercialisées ayant rencontré le plus de succès : les générateurs de tourbillon, les barres anti-encastrements pleines et l'aileron de réduction de la résistance aérodynamique. Ils expliquent le fonctionnement aérodynamique de ces technologies, les entreprises responsables de leur développement et commercialisation, et l'économie minimum de carburant garantie par les dispositifs. - 2 - Les générateurs de tourbillons sont des protubérances en forme de V aérodynamiques lisses et de surface plate. Leur fonction est de stimuler les changements d'air autour et à l'arrière de la remorque. On réduit ainsi la dépression arrière et diminue la force aérodynamique qui s'oppose au mouvement du camion.

Cette technologie a été largement étudiée par des entités aéronautiques telles que la NASA. Le dispositif a été breveté. Par exemple, Wheeler (U.S. Pat. No. 5,058,837) a dessiné et placé des générateurs de tourbillons en forme V sur des ailes d'avions, voitures et bateau à voile. Basford (U.S. Pat. No. 6,959,958) a breveté une version géométriquement similaire à celle de Wheeler, disposées sur les arrêtes latérales arrières d'une remorque, qui a été testée par la NASA. Le dispositif a été vendu aux constructeurs de camions des Etats-Unis.

L'économie minimum de carburant garantie par l'entreprise que commercialise le produit est de 1.2 Litres tous les 100kms (économie de 4%). Les barres anti-encastrement pleines sont des extensions plates sur le côté de la remorque. Leur fonction aérodynamique est de réduire la masse et la vitesse de l'air sous la remorque, par séparation physique de l'air qui entoure le véhicule. Globalement, cela réduit la résistance aérodynamique et améliore la stabilité de la remorque. Cette technologie de barres a été brevetée (Cf. U.S. Pat. No. 7,497,502 pour Wood) et commercialisée avec succès en Europe comme un produit résultant d'un projet de recherche conduit par une université des Pays Bas ainsi que par des entreprises industrielles routières. L'économie minimum de carburant garantie pour ce produit est de 4.5 Litres aux 100kms (économie de 15%). L'aileron de réduction de la résistance aérodynamique est placé sur et à l'arrière de la remorque. C'est un dispositif passif qui ne demande aucune énergie pour opérer et qui fonctionne avec le mouvement du camion. Le dispositif sert à canaliser une partie de l'air vers l'arrière de la remorque. Ainsi celui-ci diminue la dépression ainsi que la force aérodynamique opposée au mouvement du camion. Cette technologie des ailerons placés sur le haut au bout de la remorque a été largement brevetée. Par exemple, Skopic (U.S. Pat. No. 7,240,958) a placé des ailerons à chaque coin arrière de la remorque. Hilleman (U.S. Pat. No. 7,192,077) a placé des ailerons autour au bout de la remorque. Keck (U.S. Pat. No. 3,960,402) a placé des ailerons en haut au bout de la remorque. Rinard (U.S. Pat. No. 5,280,990) présente une version géométriquement similaire à celle de Keck, également placée en haut et au bout de la remorque, mais fait partie d'un groupe de plusieurs dispositifs. Ce brevet est en train d'être commercialisé avec succès en Espagne. L'économie minimum de carburant garantie par l'entreprise que commercialise le produit est de 1.5 Litre au 100kms (économie de 5%).

La faille technique des technologies mises au point jusqu'à ce jour réside dans leur conception et leur mode de fonctionnement passif. Comme tout système passif, la performance aérodynamique est liée directement à la conception. Donc, quand le véhicule est à l'arrêt, il n'y a aucun composant du système qui fonctionne et le système n'utilise pas de source de puissance externe pour créer l'effet aérodynamique. Cette à dire que tous les dispositifs sont dépendant du mouvement du camion pour leur permettre de fonctionner.

Ceci est valable pour les générateurs de tourbillons, la barre anti-encastrement pleine, et les ailerons. - 3 - Les technologies développées jusqu'alors, ne sont pas en mesure d'être immédiatement efficace au démarrage du camion. Ces technologies sont déjà optimisées au maximum, et sont ainsi restreintes dans leurs capacités à améliorer leurs performances. o Principe Le Dispositif Aérodynamique par Rotation (DAR) oriente l'air qui passe sur la partie supérieure de la remorque de manière à la diriger à l'arrière du véhicule en vue de réduire le cône de succion provoqué par le déplacement. La réduction de cette dépression provoque un effet de propulsion qui permet de réduire de manière significative la consommation de carburant, plus encore que toutes les solutions brevetées auparavant. Il est possible d'envisager une réduction de la consommation en carburant de 3,5 litres aux 100 kms. Ce qui représente pour les entreprises de transport, une économie substantielle et une diminution importante de l'impact du fret routier sur l'environnement. o Concurrence directe Les ailerons sont placés dans la même position sur le véhicule que le dispositif DAR. Ils redirigent l'air vers l'arrière du véhicule. De tous les dispositifs évoqués, l'aileron est le seul concurrent direct. Le paragraphe suivant a pour objectif d'identifier les différences de conception et de mode de fonctionnement entre l'aileron et le dispositif DAR. o Avantage concurrentiel Le dispositif DAR est actif ; il possède des composants qui fonctionnent lorsque le véhicule est à l'arrêt moteur en marche et peut utiliser une source de puissance externe pour optimiser la performance aérodynamique dès le premier tour de roue, sans avoir à attendre que le véhicule prenne de la vitesse. Un système actif présente plus de possibilités d'utiliser la puissance du moteur pour fonctionner, indépendamment de la vitesse du camion (La puissance est optimisée en fonction de la route et de la ville). o Les différences Il y a plusieurs différences qui distinguent la présente invention du dispositif évoqué auparavant. La différence principale est que les ailerons orientent vers le bas une quantité constante d'air au travers du conduit (formé par l'aileron et le dessus de la remorque), alors que le DAR superpose les flux d'air afin de diriger l'air vers l'arrière du véhicule. Une autre différence importante vient du sens de circulation de l'air provoqué par chaque dispositif. En termes aéronautiques, les ailerons peuvent être considérés comme une source de circulation aérodynamique. Les vannes ou les cuillers, sont des ailes des caractéristiques spécifiques, bien qu'elles puissent être présentées -4- comme un ensemble de sources de circulation. Les ailerons font accélérer l'air en dessous et ralentir le mouvement de l'air au dessus, provoquant un effet de circulation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (sens négatif). Le DAR quant à lui, provoque une circulation dans le sens inverse, cette à dire dans le sens des aiguilles d'une montre (sens positif). Enfin, les ailerons sont des dispositifs sans partie mobile, tandis que le DAR nécessite la rotation d'un corps pour provoquer l'effet de circulation de l'air. L'élément qui génère la circulation de l'air dans le dispositif DAR est définit comme un roulement, un cylindre par exemple. Quelques brevets comme Cousteau et al. (U.S. Pat. No. 4,630,997), Picard (U.S. Pat. No. 5,180,119) et Garver (U.S. Pat. No. 6,824,109) utilisent déjà des cylindres tournant (effet Magnus) et des soufflements tangentiellement appliqués sur des surfaces courbées (connu sous le nom d'effet Coanda). La seule application de ces brevets est de générer une force aérodynamique, qui peut être utilisée pour améliorer la performance et le contrôle d'un véhicule ou équipement nécessitant l'utilisation de cette même force. o Objectif principal et mode de fonctionnement (explication générale) A l'inverse des brevets mentionnés dans le précédent paragraphe, l'objectif du DAR n'est pas de générer une force aérodynamique, mais plutôt une rotation descendante de l'air vers l'arrière du véhicule optimisant l'aérodynamisme et donc les performances du véhicule. Pour réussir à produire cet effet de rotation aérodynamique, l'invention DAR superpose une circulation autour d'un axe de rotation pour faire tourner l'air autour d'un véhicule en mouvement. La remorque se déforme naturellement avec le mouvement du camion. Les déformations locales sur la partie supérieure arrière de la remorque peuvent déformer le dispositif DAR, l'empêchant de fonctionner.

Afin de prévenir cette situation, le composant de base du dispositif DAR est fait d'une matière rigide minimisant ainsi l'impact de la déformation sur le fonctionnement global du dispositif. De plus, le chargement des marchandises dans la remorque peut également générer des impacts. Cependant, tous les autres composants du dispositif DAR sont faits de matières résistantes au choc. Quelques composants du dispositif DAR, comme par exemple les saillies (201) et les cavités (220) du cylindre, nécessitent une fabrication à partir d'un moule, puisqu'il est difficile et onéreux d'usiner de telles formes complexes. Les pièces du dispositif DAR de géométrie simple et de matière rigide, telle que l'aluminium, peuvent quant à elle, être usinées. Toutefois, le processus de fabrication à favoriser pour toutes les pièces reste le moulage. Après la fabrication, les pièces sont assemblées pour produire le dispositif DAR. Nous étudions une seconde possibilité d'améliorer la consommation de carburants pour plusieurs autres types de véhicules.

La Figure 1 montre les différentes positions (sur un tracteur-remorqueur et sur un car) où le dispositif permet la réduction de la résistance aérodynamique. Les paragraphes suivant présentent en détails les différentes conceptions et application industrielles possibles pour le dispositif DAR. o Fonctionnement de l'invention DAR sur un camion remorque (explication détaillée) La figure 2 montre une vue de côté d'un camion (31) composé d'un tracteur (10) et d'une remorque (32). La remorque est composée d'une surface avant (33), de deux côtés (34), d'une surface de dessus (35), d'une surface de dessous (36) et d'une surface arrière (37).

Une poche d'air séparée, également appelé cône de succion (38) se développe à l'arrière de la remorque (32) avec l'avancée (39) du camion (31). La pression (49) dans cette région de turbulence est plus basse que celle présente autour du véhicule, provoquant une dépression à l'arrière de la remorque (37). L'air sur la remorque (42) se déplace parallèlement à la surface supérieure de la remorque(35). Au-delà de la surface arrière de la remorque (37), l'air tourne vers le bas (43).

La quantité d'air déplacé est donnée par l'équilibre entre les deux phénomènes : dans un premier temps, l'absence soudaine d'air causée par le passage de la remorque (32) tire l'air sur la remorque (42) le faisant tourner ver le bas (phénomène 1) ; l'air entre dans la poche d'air séparée (38) et pousse l'air qui passe (43) le faisant tourner vers le haut (phénomène 2). C'est l'équilibre entre ces deux phénomènes qui déterminera la taille du cône de succion (38), ainsi que la rotation de la vectrice vitesse de l'air à l'arrière de la remorque (37).

La basse pression dans le cône de succion (38) génère une force de traîne aérodynamique (40) sur la remorque s'opposant au mouvement (39) du camion (31). Le tracteur (10) génère une force (41) de magnitude égale mais de direction opposée à l'avancée (39) permettant ainsi le maintien du camion (31) à vitesse constante. La figure 3 montre une vue de côté du véhicule (31) avec le dispositif DAR installé sur la surface supérieure arrière (35) de la remorque (32).

L'invention superpose une circulation d'air sur les deux phénomènes, résultant d'un effet de rotation de l'air sur la remorque (42) vers le bas à et l'arrière de la remorque (37). La rotation nette est donnée par l'addition des rotations individuelles provoquées par chaque phénomène, et par l'action du dispositif DAR sur ces derniers. La vue coupe amplifiée A-A de la figure 3 montre une perspective de l'arrière haut de la remorque (32) d'un camion (31) avec le dispositif DAR composant une seule source de circulation (50) installée. L'axe de rotation (52) est déplacé de l'arrière-haut de la remorque par une distance verticale H et horizontale (D). Pour obtenir un maximum d'effet de circulation de l'air au dessus et à l'arrière de la remorque, les distances verticales et horizontales doivent être de zéro. Cependant, le dispositif DAR est un produit physique et matériel qui présente des dimensions certes réduites, mais ne pouvant pas, par obligation être de zéro. La conception du dispositif DAR a été pensée et conçue pour réduire au maximum la distance verticale (H) et horizontale (D). - 6 - La direction finale de l'air qui tourne vers l'arrière de la remorque n'est pas connue. Nous considérons et prenons en considération (selon une hypothèse pessimiste) que l'air circulant sur la remorque (42) ne tourne pas derrière la remorque (37) (condition pessimiste). Ce qui implique que la vectrice vitesse (71) à une position donnée (70) dans l'air dans la région arrière de la remorque (37) est horizontale. Les arcs (53) définissent les trajectoires circulaires dans lesquelles la force de circulation aérodynamique est constante et indépendante du rayon R et l'angle a. Ces arcs de circulation (53) se superposent avec les lignes droites, définissant la trajectoire de l'air circulant sur la remorque (42). La superposition de la circulation provoquée par la source (50) dans la position (70) tourne et augmente la magnitude du vecteur « vitesse » original (71) de l'air pour obtenir le nouveau vecteur de vitesse final (72). La superposition de la circulation sur la trajectoire de l'air doit être provoquée à l'arrière de la remorque, à savoir, dans la figure 3 lorsque l'angle a se situe entre 90 degrés et -90 degrés. De cette façon, la circulation et donc la rotation de l'air est dirigé de manière optimale vers le bas.

La force de la circulation superposée est donnée par le produit entre la distance radiale R et le vecteur circonférentiels de vitesse (74) à la position de l'air (70). Elle est constante pour tout angle a. En augmentant la magnitude de vitesse du vecteur circonférentiel (74) pour le vecteur circonférentiel (81), nous augmentons la magnitude de vitesse et rotation du vecteur final (72) pour le vecteur final (82). Ce changement d'orientation du vecteur et augmentation de la vitesse est l'objectif principal qui a guidé la conception du dispositif DAR, objet du présent document. Pour aider à la compréhension du document, on définit le sens de rotation positif (54) du cylindre comme celui qui superpose un effet de rotation de l'air vers le bas de la remorque. Le sens négatif génère l'effet opposé souhaité. o L'effet aérodynamique de l'invention sur un camion remorque et un car La figure 4 est une vue de côté du tracteur-remorque montrant les conditions de l'air à l'arrière de la remorque pendant le voyage avec un dispositif DAR installé. La position et les caractéristiques de fonctionnement du dispositif prises en compte sont celles décrite dans la figure 3. La présence du DAR augmente la rotation de l'air à l'arrière de la remorque (46) ce qui diminue la taille du cône de succion (38). Le dispositif DAR augmente la pression à l'arrière de la remorque (37), réduisant ainsi la traîne aérodynamique (51). En conséquence de quoi le tracteur (10) n'a plus besoin de générer de force importante (45) pour maintenir le véhicule (31) à vitesse constante (39). La figure 5 représente une vue de côté d'un véhicule de transport (car) (131) montrant les conditions de l'air à l'arrière de la remorque pendant le voyage sans dispositif DAR. Au-delà de la surface arrière du car (137), l'air qui circule au dessus du car (135) est redirigé vers le bas (143). Une poche d'air séparée (138) se développe à l'arrière - 7 - du car (137) du fait du mouvement en avant. La basse pression de la région de turbulence génère une force de résistance (140) sur l'arrière s'opposant à l'avancée (39) du car (131). Celui-ci génère une force (141) de magnitude égale mais de direction opposée à l'avancée (39) et maintient le car (131) à vitesse constante.

La figure 6 est une vue de côté d'un car (131) montrant l'effet du dispositif DAR sur le véhicule pendant le déplacement. De la même manière que pour le camion (31), les arcs de circulation (53) générés par la source (50) se superposent avec les lignes droites, définissant la trajectoire de l'air circulant sur le car (142). La position du dispositif DAR est définie de la même manière que pour le camion (31). La figure 7 est une vue de côté d'un car (131) montrant les conditions de l'air à l'arrière de la remorque pendant le voyage avec le dispositif DAR installé. La position et le mode de fonctionnement du DAR sont identiques à celle déjà expliquée dans la vue coupée A-A. Le dispositif DAR produit sur le car (131) le même mécanisme aérodynamique déjà expliqué pour le camion (31). C'est-à-dire que la présence du dispositif DAR augmente la rotation de l'air à l'arrière du car (146) et par conséquent réduit le cône de succion (147), et désormais une plus faible force de résistance aérodynamique (151).

En conséquence, le car (131) génère une force motrice (145) moins importante que celle qui serait nécessaire pour maintenir le car (131) sans le dispositif DAR (à vitesse égale (39)). Il en résulte une diminution de consommation de carburant. Le même discours est valable pour tous les autres véhicules de transport lourd. Pour une question de simplicité, le camion (31) est l'exemple utilisé dans le reste du document. o Fonctionnement de l'invention DAR sur un camion remorque (plusieurs sources horizontales) La figure 8 montre une vue de côté du camion (31) avec un DAR qui établi un schéma composé par la source de circulation initiale (50) et d'une source de circulation additionnelle (60), installée à l'arrière supérieur (35) de la remorque (32).

L'objectif de l'ajout de plusieurs sources de rotation (sens positif) aux pièces existantes est d'augmenter la rotation et la magnitude du vecteur circonférentiel de vitesse combinée de l'air à l'arrière de la remorque. La vue coupée amplifiée B-B montre une perspective détaillée des vecteurs des sources superposées sur le vecteur original dans la position (70) de l'air qui se déplace sur la remorque (32). La source additionnelle (60) est composée par un axe de rotation (62) ainsi qu'un sens de rotation (64) positif. L'axe de rotation (62) est horizontalement colinéaire avec l'axe de rotation (52) de la première source (50). La distance entre l'axe de rotation (62) et la position (70) est donnée par le rayon (Ra). La distance entre les deux axes est donnée par la variable (W). - 8 - Les arcs (80) définissent les trajectoires circulaires où la force de circulation créée par la source (60) est constante et indépendante du rayon de rotation (Ra) et de son angle. Les circulations générées par les deux sources sont superposées. La première source de circulation (50) superpose un vecteur circonférentiel de vitesse (74), pendant que la deuxième source (60) superpose un autre vecteur circonférentiel de vitesse (75). La combinaison des ces deux vecteurs, en utilisant la règle de parallélogramme, amènent à un nouveau vecteur circonférentiel (76).

L'effet de surimpression de la circulation de la source additionnelle (60) a tourné et augmenté dans un même temps la magnitude du vecteur de vitesse final (72) de l'air dans la position (70), initialement créée par la première source (50), pour le nouveau vecteur de vitesse final (73). L'air dans la position (70) avec un vecteur de vitesse (71) est l'objet d'une rotation à cause des deux sources de circulation, qui amènent à un nouveau vecteur (73) orienté ver l'arrière de la remorque. o Fonctionnement de l'invention DAR sur un camion remorque (plusieurs sources tournées La figure 9 est une vue de côté amplifiée d'un tracteur-remorque avec une version modifiée de du dispositif DAR créant deux sources de circulation tournées, installée à l'arrière supérieur (35) de la remorque (32). Dans ce cas, la deuxième source (60) a créé un angle ([3) dans le sens positif autour de l'axe (52) de la première source (50).

La vue de côté amplifiée C-C présente l'effet de rotation de la vectrice « vitesse » de l'air à l'arrière de la remorque. L'objectif de la rotation de la deuxième source est d'augmenter la magnitude de vitesse et la rotation vers le bas du vecteur de vitesse original (71). La rotation de la source (60) provoque une rotation du vecteur circonférentiel (75) (cf. vue côté amplifiée B-B), formant le nouveau vecteur circonférentiel de vitesse (84). La distance originale (W) entre les deux sources a été conservée. La distance radiale (Ra) entre l'axe (62) de la deuxième source (60) et la position (70) diminue avec la rotation ((3) vers la distance radiale (Rb). Par définition, la diminution de la distance radiale entre l'axe de rotation et la position de l'air (70) augmente la magnitude du nouveau vecteur circonférentiel de vitesse (84) par rapport au vecteur circonférentiel de vitesse original (75). Le vecteur circonférentiel combiné original (76) (cf. vue côté amplifiée B-B) change pour le nouveau vecteur circonférentiel combiné (85). En utilisant encore la règle de parallélogramme on arrive au nouveau vecteur de vitesse final (83), plus orienté et avec une magnitude plus importante par rapport au vecteur de vitesse final (73) avant la rotation de la source (cf. vue côté amplifiée B-B). -9- En conclusion, l'addition de plusieurs sources de circulation positive, horizontale colinéaire ou tournée, génère une rotation vers le bas de la remorque en augmentant la magnitude du vecteur vitesse original (71).

Maintenant, portons notre attention vers l'avant du camion. o Fonctionnement de l'invention DAR sur l'avant d'un camion remorque La figure 10 montre que lorsque l'air tourne autour de la surface frontale (11) du tracteur (10) vers la surface supérieure (12), il se sépare, développant ainsi une poche de tourbillons (15). Une pression sur la surface avant de la remorque (33) est donc générée, présentant une force de résistance aérodynamique qui s'oppose au mouvement du camion (39). La figure 11 présente une cabine (18) installée sur la surface supérieure (12) du tracteur (10). Sa fonction est de dévier progressivement l'air circulant (19), éliminant la poche de tourbillons. La figure 12 illustre que la surimpression de circulation (23) créée par le dispositif DAR représenté par la source (20) (constituée d'un axe de rotation (22) et du sens de rotation positif (24)), génèrent une rotation de l'air vers le haut de la remorque. o Bénéfice de l'invention DAR sur le camion avec et sans la remorque La figure 13 montre que cette rotation produit une déviation progressive de l'air (25) d'une façon similaire à celle générée par la cabine.

La figure 14 présente un tracteur à l'arrêt, moteur en marche avec une cabine et sans la remorque, développant ainsi une poche d'air (26) à l'arrière du tracteur. La cabine augment la taille de cette poche. Quelques cabines sont verticalement extensibles, permettant la fermeture après séparation de la remorque du tracteur, réduisant ainsi la poche. La figure 15 montre que même quand la cabine est enlevée, ou rétractée complètement, la taille de la poche d'air (27) diminue. L'avantage de l'utilisation du dispositif DAR sur la cabine est qu'elle permet d'avoir le bénéfice aérodynamique quand le tracteur est à l'arrêt avec la remorque (comparer la figure 11 avec la figure 13), et en même temps élimine l'augmentation de la poche créée par la cabine quand le tracteur est seul (comparer la figure 14 avec la figure 15). La figure 16 montre que l'invention a un autre bénéfice : elle diminue significativement la taille de la poche d'air séparé (28) du tracteur par rapport à la poche (27) quand le tracteur est à l'arrêt sans la remorque (cf. figure 15). Un avantage que les cabines rétractables conventionnelles ne peuvent pas reproduire. - 10 - o L'élément tournant de l'invention DAR La figure 17 illustre les différentes façons de définir l'élément physique, qui, lorsqu'il est en rotation, génère l'effet de circulation de l'air autour.

Cet élément est physiquement généré par la rotation de (360) degrés d'une face pivotante (401) autour d'un axe central (405). Dans une perspective générale, la face pivotante (401) est composée de quatre segments de lignes dans un même plan, définit comme suit : un segment rectiligne (404) aligné avec l'axe central (405), deux segments rectilignes (403) et (406) perpendiculaire à l'axe central (405) et positionnés aux extrémités du segment (404), et le quatrième segment peut être définit par une fonction arbitraire (402) qui interconnecte les extrémités des segments mentionnés auparavant (respectivement (403) et (406)). Un cylindre est créé quand la fonction arbitraire (402) est linéaire et parallèle à l'axe central (405), comme illustré dans la vue coupée D-Da. D'autres fonctions arbitraires pourraient être utilisées pour augmenter la surface de l'élément, et donc augmenter l'effet de circulation. Par exemple, une pièce usinée avec différent diamètres est présenté dans la vue coupée D-Db. Le même élément peut être construit avec plusieurs pièces, comme illustré par la vue coupée D-Dc. La fonction parabolique, linéaire et polynômiale (cf. vue coupée D-Dd, D-De et D-Df, respectivement), ainsi que d'autres fonctions, permettent de faire varier le rayon de rotation d'une façon continue : plus grande au centre, et progressivement réduite vers les extrémités du corps. Comme l'élément n'est pas infini, la vue coupée D-Dg présente une configuration qui minimise le flux aérodynamique ver les côtés de la remorque, maximisant ainsi l'effet aérodynamique de rotation de l'air vers l'arrière de la remorque.

La figure 18 présente une vue isométrique d'un cylindre (200) et plusieurs vues coupées présentant des cavités de plusieurs formes (220). Pour une question de simplicité, le cylindre (200) sera l'exemple utilisé dans la suite du document. Cependant, ce même argument est valable pour tous les autres corps permettant une rotation. L'objectif de l'addition de cavités dans un cylindre est de diminuer son poids et donc celui du dispositif. Cela diminue aussi le moment inertiel de rotation du cylindre, et donc la force initiale nécessaire pour mettre le cylindre en rotation. La répétition circulaire de ces caractéristiques produit des nouveaux modèles de cylindre. La disposition asymétrique des cavités génère des forces centrifuges, qui avec le temps d'utilisation risquent d'endommager le dispositif DAR. Le dispositif englobe donc tous les modèles avec des cavités qui se répètent symétriquement autour du l'axe de centrage (405) du cylindre. Les répartitions asymétriques des cavités sont inclues à condition que le déplacement du centre de gravité du cylindre (200) à partir de l'axe de centrage (405) n'excède pas à plus de 50% le milieu du rayon. La vue coupée E-E montre différents exemples de dispositions radiale des cavités : rayon creux constant (cf. vue coupé E-Ea), vertèbres radiaux et circonférentiels (cf. vue coupé E-Eb et E-Ec) et orifices creux (cf. vue coupé EEd). - 11 - o L'addition de saillies sur la surface du cylindre La figure 19 présente une vue isométrique d'un cylindre avec des saillies sur la surface et plusieurs vues coupées du cylindre avec des saillies ainsi que différents types de géométries de saillies.

L'objectif de l'ajout des saillies (201) est d'augmenter la surface du cylindre (200), et donc la surface de contact avec l'air environnant. Ceci ayant pour effet d'augmenter la circulation et ainsi la rotation de l'air à l'arrière de la remorque. La figure 19 vue coupée F-F montre la section d'un cylindre avec des saillies espacées possédant des géométries et des dimensions variables. La vue coupée amplifiée F-Fa montre la forme des saillies ainsi conçues. Elles sont une combinaison d'une fonction arbitraire (203) avec une section supérieure plate (204) qui varie pour favoriser une meilleure influence aérodynamique. Les saillies sont espacées. La longueur entre les saillies (202) peut varier arbitrairement bien que la variation ne puisse être que linéaire ou d'augmentation exponentielle, il est préférable de commencer du centre vers les extrémités des cylindres. Plusieurs vues coupées amplifiées F-Fb à F-Ff montre différents exemples de géométries des saillies. Une simple forme rectangulaire est exposée dans la figure 19 vue coupée amplifiée F-Fc. Finalement, un exemple particulier d'un cylindre avec saillies où toutes ces variables sont combinées (espace entre saillies, géométrie et dimensions) est présenté dans la figure 19 vue coupée H-H. Dans ce cas la surface du cylindre présente des saillies de forme sinusoïdale (206) espacées sans la section de dessus plate (204), la longueur entre les saillies (207) augmente exponentiellement, et leur hauteur varie linéairement du centre vers les extrémités des cylindres. Les saillies augmentent la surface, et par extension, la surimpression de circulation dans l'air. o L'effet aérodynamique créé par le cylindre tournant sur l'arrière de la remorque La figure 20 présente une vue isométrique du dispositif installé sur l'arrière de la remorque (32) avec l'air qui voyage sur la surface supérieure (42). En supposant que le cylindre soit libre de tourner sans retenue, on étudie maintenant le comportement de l'air autour du dispositif, en variant la hauteur du cylindre. La vue coupée amplifiée 1-1 illustre le cas où la distance entre la surface du dessus de la remorque (35) et la tangente de la surface inférieure du cylindre (330) est infinitésimale. Cela empêche l'air de voyager sur la surface basse du cylindre (620). L'air qui voyage au dessus du cylindre (610) agit telle une force de friction (327). Cela génère un couple aérodynamique positif par rapport à l'axe de rotation (52), permettant au cylindre de tourner dans le sens de rotation (54) désiré pour avoir un effet de surimpression de circulation (55). Quand la distance entre la surface supérieure de la remorque (35) et la tangente de la surface inférieure du cylindre (330) n'est pas infinitésimale, comme illustrée dans la figure vue coupée amplifiée J-J, l'air qui voyage en dessous du cylindre (620) génère une force de friction (328) additionnelle. L'espace disponible pour l'air qui passe en dessous du cylindre (330) est plus petite que l'espace sur le cylindre (340). L'accélération de l'air sous le cylindre (326) sera donc plus grande que l'accélération sur le cylindre (331). Comme la force de friction aérodynamique sur -12 - une surface est directement proportionnelle à la vitesse de l'air circulant en parallèle, la force de friction qui agit sur la surface basse du cylindre (328) sera plus grande que celle sur le dessus (327). La force nette génère un couple aérodynamique négatif par rapport à l'axe de rotation (52), conduisant le cylindre à tourner dans le sens opposé celui souhaité. o Le couple motrice aérodynamique La figure 21 montre l'addition des saillies « moulins » (233) comme étant une façon de résoudre le problème de rotation inverse (négatif) illustré dans la vue coupée J-J. Les saillies moulins génèrent un couple net aérodynamique positif (230), amenant le cylindre à tourner dans le sens souhaité (54). Les saillies « moulins » ont une fonction aérodynamique, et sont donc différentes des saillies (201) présentées dans la figure 19. Cela augmente la surface du cylindre. Comme illustré dans la vue coupée amplifiée K-K, les saillies « moulins » (233) sont disposées sur et autour de la surface circonférentielle du cylindre, présentant un côté (231) perpendiculaire à la direction de déplacement de l'air autour du cylindre. Cela créé une force aérodynamique de pression (232) ce qui représente un couple net aérodynamique positif (230) par rapport à l'axe de rotation (52), qui conduit le cylindre à tourner dans le sens souhaité (54). Elle s'étend partiellement et apparaît en différentes positions dans la longueur du cylindre. Dans la figure 21, les saillies « moulins » (233) sont positionnées au centre et aux extrémités du cylindre. La figure 22 montre l'addition des cavités « moulins » (243) comme une autre façon de résoudre le problème de rotation négative illustrée dans la vue coupée J-J. Celles-ci ont la même fonction que les saillies « moulins » (243) mais présentent une géométrie différente. Ces cavités ont une fonction différente des cavités (220) présentées dans la figure 18 qui permettaient de diminuer le poids et le moment inertiel de rotation du cylindre. Comme illustré dans la figure 22 vue coupée amplifiée L-L, les cavités « moulin » sont disposées dessous et autour de la surface circonférentielle du cylindre, présentant un côté (241) perpendiculaire à la direction de déplacement de l'air autour du cylindre. Donc, elles produisent également une force aérodynamique de pression (242) composant un couple net aérodynamique positif (240), qui conduit le cylindre à tourner dans le sens souhaité (54) pour créer un effet de surimpression de circulation. De plus, elle s'étend partiellement et apparaît en différentes positions dans la longueur du cylindre. Dans la figure 22, les saillies « moulins » (243) sont positionnées au centre et aux extrémités du cylindre. o L'addition d'une pièce détourneur d'air. Le dispositif DAR permet d'ajouter une pièce qui détourne l'air pour changer son comportement autour du cylindre de sorte que la force de friction qui agit sur la surface basse du cylindre (328) est supprimée, et la force de friction sur le dessus du cylindre (327) est maximisée. La première condition est de prévenir l'air circulant en dessous du cylindre (328). La deuxième condition est de détourner et d'accélérer l'air vers le dessus du cylindre (327). Les deux conditions ont pour effet de maximiser le couple positif composé de la force de friction et de la vitesse de rotation du cylindre (54), qui par conséquent augmente la rotation de l'air à l'arrière de la remorque (46).

La figure 23 présente une composition de plusieurs vue coupées amplifiées du comportement de l'air autour du dispositif équipé de plusieurs pièces permettant de détourner l'air, de géométries différentes. L'évolution des différentes versions de cette pièce est détaillée dans les paragraphes suivants. o Vue coupée amplifiée M-M Dans un premier scenario, considérons que la pièce permettant de détourner l'air est une pièce plate verticale fine placée à l'arrière au dessus (35) de la remorque (32) et dénommée la pièce détourant l'air arrière (310). L'air qui approche le cylindre, ralentit (314) et forme une région d'air stagnant en dessous du cylindre (311) composé des tourbillons. Le cylindre exerce une force de friction (328) sur l'air stagnant en dessous ainsi que sur l'air qui approche la surface inférieure et avant du cylindre (318). Cependant, l'effort sur l'air décélérant (314) représente une perte de vitesse de rotation du cylindre. L'addition de la pièce détournant l'air (310) diminue la force de friction sur la surface basse du cylindre (328), augmentant le couple positif qui permet au cylindre de tourner dans le sens désiré. o Vue coupée amplifiée N-N La modification suivante est proposée pour améliorer l'effet aérodynamique. La pièce détournant l'air arrière (310) est placée à l'avant du cylindre, devenant la pièce détournant l'air avant (329). Elle empêche le contact entre l'air décélérant (314) sur la surface inférieure (620) et avant du cylindre. L'effort sur l'air décélérant (314) est maintenant pris par la pièce détournant l'air avant (329). Cela diminue plus fortement la force de friction (328) qui agit sur la surface inférieure du cylindre (620). o Vue coupée amplifiée 0-0 On ajoute la pièce détournant l'air en arrière (310) pour résoudre le problème de l'effort sur l'air à l'arrière du cylindre (319) et sur la région de l'air stagnant sous le cylindre (311). Cela diminue en plus la force de friction sous le cylindre (328), minimisant la réduction sur la vitesse de rotation positive (54) et améliorant ainsi l'effet de circulation. o Vue coupée amplifiée P-P Cependant, le cylindre travail toujours sur l'air stagnant (311) bloqué entre la pièce détournant l'air à l'arrière (310) et à l'avant (329). On substitute les deux par une seule pièce solide formée par la pièce détournant l'air avant (329) et la pièce détournant l'air arrière (310) ainsi que tout l'espace entre les deux (311). -14 Le résultat est la nouvelle pièce (331), présentée dans la vue coupée amplifiée P-P. La nouvelle pièce détournant l'air élimine l'air initialement bloqué entre les deux pièces et le cylindre. Le vecteur identifiant la force de friction sur la surface inférieure du cylindre (328) disparaît, réduisant le travail additionnel fait par le cylindre. Nous avons déjà supprimé la force de friction sur la surface inférieure du cylindre (328) (condition 1). Maintenant, nous augmentons la force de friction sur la surface supérieure du cylindre (327) (condition 2) pour maximiser le couple aérodynamique et optimiser les performances du dispositif. o Vue coupée amplifiée Q-Q La force de friction aérodynamique sur une surface est directement proportionnelle à la vitesse de l'air circulant en parallèle. Une extension du profil aérodynamique (333) est ajoutée devant la pièce (331) pour dévier progressivement (334) l'air circulant sur la remorque (42) de sorte que cela soit tangentiel au point de contact avec la surface tournante du cylindre (335). La vue coupée amplifiée Q-Qa et Q-Qb montre une vue élargie de la région où l'air sort de la pièce détournant l'air profilée (332) et rencontre la surface du cylindre (335) de manière tangentielle. Dans la vue coupée amplifiée Q-Qa, l'air tangentiel (337) créé la friction (336) sur la surface du cylindre (335), l'amenant à tourner. L'addition de la pièce qui permet de détourner l'air augmente la friction aérodynamique positive dans le cylindre et donc augmente la rotation dans le sens souhaité. Dans ce cas, c'est la surface du cylindre (335) qui créé la friction (338) sur l'air tangentiel (337), permettant ainsi une accélération de la rotation. De plus, on il faut considérer l'ajout des cavités « moulins » ou saillies « moulins » pour obtenir une vitesse de rotation plus importante. o Vue coupée amplifiée R-R On regarde maintenant l'arrière du cylindre. Pour la pièce détournant l'air profilée (332), la surface arrière du cylindre en contact avec l'air est de 0 90 degrés (cf. la vue coupée amplifiée Q-Q). On peut augmenter l'angle 0 de plus de 90 degré en inclinant la face arrière. Avec ce changement illustré dans la vue coupée amplifiée R-R arrive la nouvelle pièce (321). Quand on augmente la surface du cylindre qui en contact avec l'air à l'arrière, on augmente aussi l'effet d'influence aérodynamique positif surimposé, et donc la rotation de l'air vers la surface arrière de la remorque (46). La recirculation de l'air (350) autour du cylindre augmente le mouvement circulaire global de l'effet de surimpression (53) sur l'air sur et à l'arrière de la remorque (43). Les paragraphes suivants montrent deux mécanismes permettant de produire la recirculation : le déplacement vertical du cylindre, et l'insertion d'un canal connectant l'avant et l'arrière de la pièce. -15 - o L'effet de déplacement vertical du cylindre La figure 24 montre touts dispositifs précédents montrés en vues coupées amplifiées M-M à R-R sur la figure 23 avec le cylindre déplacé à la verticale. L'ouverture entre la surface inférieure du cylindre (620) et la pièce qui détourne l'air provoque un effet de recirculation positif d'air autour du cylindre (350). L'indice R dans les vues coupées indique la présence de l'effet de recirculation produit par la rotation du cylindre (350). o L'addition d'un canal de recirculation d'air La figure 25 montre les dispositifs évoqués ci avant présentés en vues coupées amplifiées P-P à R-R sur la figure 23 avec l'insertion d'un canal physique (360). L'insertion d'un canal physique (360) connectant l'arrière et l'avant de la pièce ayant pour fonction de détourner l'air fonctionne comme un mécanisme de recirculation d'air. L'indice C ajouté dans les figures ayant des vues coupées indique la présence de l'effet de circulation produit par le canal. La direction de sortie de l'air du côté avant du canal doit être verticale et tangentielle à la surface du cylindre (386). Ainsi, la pression sur la surface arrière de la remorque (37) sera plus basse que celle de la surface supérieure du cylindre (610). La pression différentielle génère alors une dépression qui fait entrer l'air dans les ouvertures de l'arrière (385) et ressortir devant la pièce détourneur de l'air (386). Les vues coupées P-PRc et R-RRc présentent les vues P-P et R-R avec le canal de recirculation ainsi qu'avec le déplacement vertical du cylindre. o L'addition d'ailes La figure 26 présente plusieurs ailes superposées verticalement, rajoutées au concept présenté dans la figure 25 vue coupée amplifiée R-RRc a pour objectif d'améliorer l'aérodynamisme du DAR. L'indice A indique la présence de l'effet accélérateur des ailes mentionnées. L'ensemble des ailes est nommé « pièce accélératrice », ici montré dans la vue R-RRCA. Comme illustré dans la vue la vue R-RaRcA, la fonction de la « pièce accélératrice » est d'augmenter la vitesse du l'air voyageant sur la remorque (42) et de la réorienter de façon à ce qu'elle devienne tangentielle (745) à la surface du cylindre (335), augmentant donc la force de friction aérodynamique produite (327). La géométrie des ailes (700) peut être décrite en terme aéronautique par une ligne cambré (721) composée d'un bord d'attaque (720) et d'un bord de fuite (722) surimposés par une ligne avec une épaisseur variable (735). Pour une performance aérodynamique optimale, les particularités géométriques suivantes sont proposées : Le profil d'aile utilisé pour contrôler l'air dans un moteur à turboréacteur est typiquement choisi comme une ligne cambrée en arc circulaire. Le même profil est choisi pour les ailes du dispositif DAR(700). Le bord d'attaque (720) devra être en ligne avec l'air circulant sur la remorque (42) et le bord de fuite (722) devra être parallèle à la tangente de la surface locale du cylindre. Donc la direction de sortie de l'air, ou « jet », doit également être tangente à la surface locale du cylindre (740).

Il reste à définir l'épaisseur variable (735) des ailes et leur disposition spatiale. Les différentes ailes superposées verticalement forment des canaux. Chaque surface d'ailes est un côté du canal. La surface courbe de l'avant de la pièce détournant l'air (333) est aussi un côté du canal. La disposition spatiale des ailes doit former des canaux qui diminuent progressivement la largeur du canal coupe vers la surface du cylindre. L'air sur la remorque (42) qui entre dans les canaux est accéléré par le principe aérodynamique de conservation de masse (pour la même quantité de masse, la coupe transversale disponible pour passer l'air augmente, la vitesse diminue, et inversement). La ligne ayant une épaisseur variable (735) est définie selon le principe aérodynamique connu si la condition de Kutta est vérifiée. Cette condition prévoit que les vecteurs de vitesse au dessous (732) et vers le dessus (731) du bord de fuite (722) des ailes doit être parallèle. La vérification de cette condition assure que l'air sort du bord de fuite avec un minimum de turbulence. L'air qui sort des canaux est déjà positionné tangentiellement à la surface du cylindre, et a une vitesse plus importante qu'auparavant. En conclusion, la pièce accélératrice optimise le comportement de l'air sur le cylindre de sorte qu'il produit une force de friction plus efficace, maximisant la friction vers le dessus du cylindre (327) optimisant ainsi la recirculation et la rotation du cylindre. La figure 27 présente une vue isométrique de la figure 26 présentant le dispositif DAR installé sur l'arrière de la remorque avec les pièces détournant l'air (332) et accélératrice (700) attachées, permettant la circulation d'air autour du cylindre par deux moyens : le déplacement vertical du cylindre et l'insertion d'un canal connectant l'avant et l'arrière de la pièce(360). o Comparaison entre le couple aérodynamique et celle généré par un moteur Jusqu'alors, la rotation du cylindre est créée par un couple composé de la friction de l'air et de la surface du cylindre. Un couple aérodynamique auxiliaire peut être produit grâce à l'implantation des saillies « moulins » (233) ou cavités « moulins » (243) sur la surface du cylindre (cf. figures 21 et 22).

La vitesse de rotation (54) prévue pour un cylindre mis en rotation par frottement aérodynamique est de l'ordre d'une centaine de tours par minute. En revanche, la vitesse de rotation (54) prévue pour un cylindre animé par un moteur est de l'ordre d'un millier de tours par minute. Le DAR a donc été pensé et conçu pour permettre l'intégration d'un moteur ayant comme fonction de donner un couple plus puissant que celui créé par le seul effet aérodynamique engendrant la rotation du cylindre ; afin de permettre une rotation plus rapide. Avec cette flexibilité, la rotation de l'air qui conduit à une plus faible dépression (51) à l'arrière de la remorque est augmentée. L'autre avantage est qu'une invention sans moteur est dépendante du mouvement du camion pour fonctionner. Par conséquent, une invention avec moteur peut fonctionner indépendamment de la vitesse du camion et être efficace dès le premier tour de roue du véhicule. - 17 - Le dispositif (550) représente matériellement l'invention. Il est conçu de sorte à ce qu'il puisse être assemblé à partir de plusieurs modules identiques. Dans un premier temps, nous évoquerons l'assemblage d'un dispositif sans moteur (utilisant le couple aérodynamique pour fonctionner), composant les figures (28) et 29. Dès lors, le modèle du même système est modifié pour devenir un modèle motorisé (utilisant le couple aérodynamique et électrique pour fonctionner), composant les figures 30 et (31). Nous commençons avec le modèle sans moteur. Ensuite nous intégrons le moteur dans le modèle. o Composant de l'invention DAR : version rotation libre La figure 28 présente une vue isométrique du module individuel composant le dispositif DAR. La vue coupée S-S montre l'interconnexion entre les composants. Chaque module est composé de trois parties : un support (501), deux roulements (507) (composés d'une course intérieure (506), d'une course extérieure (503) et d'un cylindre (200) qui tourne (510). La course extérieure (503) : des roulements sont fixés de chaque côté du support (501) du dispositif.

L'extrémité du cylindre (505) est attachée à la course intérieure des roulements (506) (du module suivant) et tourne librement. Dans ce cas, le cylindre tourne uniquement grâce au couple aérodynamique cité auparavant. La vitesse de rotation est constante quand le couple aérodynamique est en équilibre avec le couple de frottement mécanique des roulements.

La figure 29 présente une vue isométrique et plusieurs vues coupées T-Ta et T-Tb des modules assemblés composant le dispositif DAR non motorisé. Le dispositif total (550) a été étudié de sorte qu'il puisse être assemblé à partir de plusieurs modules identiques (500). Chaque module est intégré et supporté par le module adjacent. Les modules aux extrémités du dispositif (508) ont un support de plus (509) pour les maintenir. La vue T-Ta présente le concept composé par 2 modules de longueur variable. La vue T-Tb présente le concept composé par plusieurs modules, de longueur variable. o Composant de l'invention DAR : version motorisé La figure 30 présente une vue isométrique du module motorisé individuel composant le dispositif DAR. La vue coupée U-U montre l'interconnexion entre les composants. Chaque module est composé de quatre parties : un support (501), un moteur (502), un roulement (507) (composé d'une course intérieure (506), d'une course extérieure (503) et d'un cylindre (200) qui tourne (510)). Le moteur (502) et les roulements hors de la course extérieure (503) sont fixés de chaque côté du support (501) du dispositif. Le cylindre est attaché et entraîné par le moteur (502) à son extrémité droite (504). Sur l'extrémité gauche (505), le cylindre est attaché à la course intérieure des roulements (506) (du module suivant) et tourne librement. La vitesse de rotation est constante quand la somme du couple aérodynamique et du moteur est en équilibre avec le couple de frottement mécanique des roulements. La figure 31 présente une vue isométrique des modules motorisés électriques assemblés composant le dispositif DAR. Chaque module motorisé est intégré et supporté par le module motorisé adjacent. Les modules motorisés aux extrémités du dispositif (508) ont un support de plus (509) pour les maintenir. Les vues coupées V-Va à V-Vc montrent l'assemblage de modules motorisés de nombre variable et ayant des longueurs de cylindres variables. Les vues coupées V-Va et V-Vb montrent deux modèles particuliers où le dispositif motorisé total est symétrique sur le plan vertical central (520). La vue coupée V-Vc montre un autre modèle particulier où le dispositif motorisé total est asymétrique. o Matières utilisées et usinage La remorque se déforme avec son mouvement naturel. La déformation locale sur le dessus à l'arrière de la remorque peut déformer le dispositif DAR, l'empêchant de fonctionner. Pour prévenir cette situation, le composant de base du DAR est fait d'une matière rigide pour minimiser la possibilité d'une déflection élastique. De plus, le chargement des marchandises dans la remorque peut également générer des impacts. Toutefois, tous les autres composants du dispositif DAR sont faits de matière résistante à l'impact. Quelques composants du dispositif DAR, comme par exemple les saillies (201) et les cavités (220) du cylindre, nécessitent une fabrication à partir d'un moule, puisqu'il est difficile et onéreux d'usiner de telles formes complexes. Les pièces disposant d'une géométrie simple et de matière rigide, telle que l'aluminium, peuvent être usinées. Mais le processus de fabrication à favoriser pour toutes les pièces reste le moulage. Après la fabrication, les pièces sont assemblées pour produire le dispositif DAR. Nous étudions une seconde possibilité d'améliorer la consommation de carburant pour plusieurs autres types de véhicules. o Application industrielle Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à être posé sur tout véhicule utilitaire VL (-de 3,5 Tonnes), PL (+ de 3,5 Tonnes avec ou sans remorque.) et cars ; indépendamment de l'année de construction, du kilométrage ou de la puissance de sa motorisation.

Claims (29)

1. REVENDICATIONS1. Le dispositif (FIG.1) permettant de réduire les REVENDICATIONS1. Le dispositif (FIG.1) permettant de réduire les consommations en carburant et en émission de gaz à effet de serre, DAR (dispositif Aérodynamique par Rotation) des véhicules utilitaires VL et PL qui en sont équipés ; caractérisé en ce que: - Le dispositif se base sur l'application du principe de la superposition aérodynamique de la circulation pour faire tourner l'air autour d'un véhicule en mouvement (camions, semi remorques, car, et autres véhicules) réduisant le cône de succion ainsi que la traînée aérodynamique et à fortiori, la consommation de carburant et l'émission de gaz. (FIG.2 et FIG.5) Le principe de fonctionnement du dispositif repose sur la superposition de plusieurs vecteurs circonférentiel de vitesse sur plusieurs vecteurs de vitesse qui décrivent le mouvement naturel de l'air autour du véhicule, résultant dans la dite rotation. (FIG.3 et FIG.6) - Le principe de la superposition aérodynamique de la circulation est produit par une source individuelle composée d'un axe et d'un sens de rotation. (FIG.4 et FIG.7) - Le dispositif issu de l'invention est conçu pour placer l'axe de rotation le plus proche de la surface dessus du véhicule et le plus arrière possible. (FIG.3 A-A) - Le sens de rotation est établi par rapport au mouvement du véhicule. Le sens positif de rotation qui produit l'effet souhaité est défini par le composant horizontal de la vectrice vitesse de la section de dessous de l'axe de rotation est dans la même direction que le mouvement du véhicule, pendant que la dite vectrice de vitesse provoquée sur la section de dessus de l'axe est en direction opposée au mouvement du véhicule. Le sens négatif génère l'effet opposé souhaité.
2. 2. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il utilise le principe de la superposition aérodynamique de la circulation généré par de multiples sources également composées d'un axe et d'un sens de rotation, quand lesdites sources sont orientées et tournent autours de l'axe de rotation de la source et séparée par une distance constante.
3. 3. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est composé de plusieurs sources produites par un corps en rotation soutenu par un mécanisme permettant sa rotation libre ou motorisée, et sont attachés au véhicule par un système peut être composé soit de vis, rivets, soudures, ou autres éléments de fixation similaires.
4. 4. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce qui génère le déplacement d'air de forme circulaire permet la réduction de consommation en carburant des véhicules prévues par la revendication 1.
5. 5. Le dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce - qu'elle dispose de plusieurs saillies qui sont ajoutées sur la surface du cylindre pour augmenter la surface de contacte avec l'air environnant, - qu'elle possède une forme variable de coupe transverse pouvant être soit triangulaire, circulaire, parabolique, rectangulaire, sinusoïdale et hyperbolique ou autres.
6. 6. Le dispositif selon la revendication 5, la taille des dites saillies peuvent être soit de même tailles, soit de tailles différentes de sorte qu'il diminue du centre aux extrémités de la dite surface cylindrique dans de nombreuses façons : linéairement, exponentiellement, logarithmique. (FIG.19 F-Fa F-Ff) 5
7. 7. Le dispositif selon la revendication 5 les saillies sont caractérisées en ce qu'elles peuvent être espacées de diverses façons : équidistant, linéairement, exponentiellement, logarithmique. (FIG.19 H-H)
8. 8. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les modèles de cavités dans la face de section croissante du cylindre évoqués en revendication 4 sont en ligne avec l'axe de rotation évoqués en revendication 1 peut être étendu totalement ou partiellement sur toute la longueur dudit cylindre. 10
9. 9. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les modèles de cavités peuvent être composés de l'un des modèles suivant : rayon creux constant avec radial et des vertèbres circonférentiel, orifices creux qui augmentent de diamètre avec la distance radial des axes de rotation.
10. 10. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une transformation additionnelle peut être intégrée à la pièce permettant un détournement d'air verticalement aligné avec le plan vertical tangentiel à l'arrière de la surface cylindrique 15 du dispositif évoqué dans la revendication 5.
11. 11. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une transformation additionnelle composée d'une pièce servant à détourner l'air (310) est ajoutée à l'arrière du cylindre, de manière à être verticalement alignée avec le plan tangentiel vertical (37).
12. 12. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une transformation additionnelle composée d'une pièce servant à détourner l'air (319) est ajoutée devant la surface cylindrique de manière à être verticalement alignée avec le plan tangentiel vertical (37).
13. 13. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une transformation additionnelle composée de deux pièces évoqués dans les revendications 11 et 12 sont ajoutées respectivement à l'arrière et à l'avant du cylindre.
14. 14. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une transformation additionnelle composée d'une seule pièce solide formée par la combinaison des deux pièces évoquées en revendication 13 remplissant également l'espace entre ces deux pièces (331), où la trajectoire d'extrusion est limitée par la présence de cette pièce, obligeant ainsi l'air à passer par la face supérieure, entraînant la rotation du cylindre (327).
15. 15. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une étendue d'extrusion courbée dans la direction opposée au mouvement du véhicule (333), pour laquelle la direction d'entrée de la surface courbée est parallèle à la surface dessus la remorque, et pour laquelle la sortie est positionnée tangentiellement à la surface du cylindre du dispositif énoncé dans la revendication 4.
16. 16. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le déplacement vertical de l'axe de rotation du cylindre génère une ouverture entre la surface inférieure du cylindre et la pièce servant à détourner l'air (311) provocant une circulation de l'air autour du cylindre.
17. 17. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'insertion d'un canal connectant l'arrière et l'avant de la pièce servant à détourner l'air (360) fonctionne comme un mécanisme de recirculation d'air (385).X21^'
18. 18. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une transformation additionnelle composée d'un ou plusieurs accélérateur d'air (700) verticalement superposés de sorte que la surface des canaux formés entre eux et entre le plus proche de la surface de la remorque (35), réduise progressivement dans un sens opposé au véhicule en mouvement.
19. 19. Un dispositif selon la revendication 18 caractérisé en ce que les canaux sont orientés de sorte à ce que la sortie d'air soit tangentielle à la surface locale du cylindre évoqué en revendication 4.
20. 20. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cylindre est libre de tourner, et en ce que la rotation est réalisée uniquement par le couple aérodynamique produit par le frottement d'air sur la surface du cylindre selon la revendication 4.
21. 21. Le dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un moteur (502) est intégré au dispositif selon la revendication 1, avec pour fonction d'ajouter au couple aérodynamique évoqué en revendication 20, une puissance complémentaire suffisante pour permettre au cylindre de tourner à une vitesse souhaitée.
22. 22. Le dispositif revendiqué en revendication 1 caractérisé en ce que la source de puissance du moteur évoqué en revendication 21 est électrique.
23. 23. Le dispositif revendiqué en revendication 1 caractérisé en ce que les saillies (figure 22- schéma243) ou cavités évoquées en revendication 5 sont réparties autour de la surface circonférentielle du cylindre, permettant de les présenter perpendiculairement à la direction de déplacement de l'air autour du cylindre, augmentant de fait le couple aérodynamique, et donc la vitesse de rotation du cylindre. (FIG.21 et FIG.22)
24. 24. Le dispositif revendiqué en 1 caractérisé en ce qu'il est composé d'un assemblage de multiples modules individuels. (FIG.29 T-Ta, T-Tb et FIG.31 V-Va V-Vc).
25. 25. Le dispositif revendiqué en 1 caractérisé en ce que le composant de base du dispositif est fait de matière rigide pour minimiser la déflection élastique lors du déplacement du véhicule, alors que tous les autres composants sont faits de matière résistante à l'impact.
26. 26. Le dispositif revendiqué en 1 caractérisé en ce que le module cylindrique de base est usiné, et tous les autres composants sont fabriqués par moulage.
27. 27. Le dispositif revendiqué en 1 caractérisé en ce qu'il est positionné à la fin arrière de la surface dessus de la remorque. (FIG.4)
28. 28. Le dispositif revendiqué en 1 caractérisé en ce qu'il est positionné sur la surface supérieure du tracteur. (FIG.13 et FIG.16)
29. 29. Le dispositif revendiqué en 1 caractérisé en ce qu'il est positionné à la fin arrière de la surface supérieure d'un car. (FIG.7)