Dans le contexte actuel d'urgence environnementale, la communauté européenne, sensible à la qualité de l'air et à l'épuisement des ressources fossiles fixe un objectif clair et ambitieux aux constructeurs automobiles pour les émissions de gaz à effet de serre. Les rejets de gaz carbonique ne devraient ainsi pas dépasser 120g/km à l'horizon 2015 et sans doute 90g vers 2018. Le travail de thèse s'insère dans cette dynamique urgente de réduction des émissions de dioxyde de carbone. Il s'agit de réduire la traînée aérodynamique de l'ordre de 20% afin de parvenir aux normes environnementales de 2015 et également de mieux comprendre la physique de la dynamique tourbillonnaire afin d'optimiser les solutions de contrôle. Concrètement, cela consiste à coupler deux méthodes de contrôle d'écoulement : un contrôle passif par la modification de l'état de surface des carrosseries par insertion de milieux poreux et un contrôle actif par la mise en place de jets soufflant et/ou aspirant à l'arrière du véhicule. L'étude est menée en 2D pour la configuration du corps d'Ahmed avec un culot droit puis en 3D pour la configuration avec une lunette inclinée à 25° avec une résolution directe des équations de Navier-Stokes. / In the present environmental urgency, the european community which is alive to the air quality and fossil resources rarefaction determines a clear and ambitious objective to the car makers for the greenhouse gas emissions. The carbon gas discharges will not exceed 120g/km for the year 2015 and probably 90g around the year 2018. The thesis work lies within this urgent dynamics of the carbon dioxide emissions. It is question of reducing the aerodynamic drag of the order of 20% to manage to the environmental limits of the year 2015 and also to better understand the vortex dynamics in order to improve the control solutions. In practical terms, it consists in coupling two flow control methods : a passive control with a wall modification using porous media and an active control with the use of blowing and/or sucking actuators at the car back wall. The study is lead in 2D for the square back Ahmed body and next in 3D for the Ahmed body with a rear window inclined at 25° with a direct resolution of the Navier-Stokes equations.

Ce travail expérimental concerne la diffusion de la chaleur en aval d'une source ponctuelle placée au culot d'un corps d'Ahmed. Trois géométries particulières ont été étudiées avec des angles d'inclinaison de la lunette arrière a=05°, 25° et 40°. Ces études ont été menées dans l'air et dans l'eau à différents nombres de Reynolds. L'anémométrie Doppler Laser (ADL) et à fil chaud et la thermométrie à fil froid ont été utilisées pour mesurer les champs de vitesse et de température dans une zone correspondant au proche sillage ( ).<br />Les caractéristiques des champs de vitesse mesurées pour les trois angles d'inclinaison a ont montré que le champ dynamique dans le sillage proche dépend très fortement de cet angle lorsque le nombre de Reynolds augmente. Ces mesures ont mis en évidence pour a=25° l'existence d'une transition 2D-3D à un nombre de Reynolds ReLc=2,7.104. L'étude des champs thermiques a mis en évidence une complexité importante liée à la fois au caractère complexe du champ dynamique et à l'injection décentrée. Nous avons décrit les différents scénarios de transport et de mélange du scalaire en fonction de l'angle a de la lunette arrière. Le problème du mélange a été abordé en étudiant successivement les variations de l'écart de la température moyenne maximale, de l'intensité maximale des fluctuations de température et du taux de dissipation de ces fluctuations. Les résultats obtenus dans cette étude ont permis de déterminer le temps de mélange et d'estimer les ordres de grandeur des concentrations de polluants émises reçues par des récepteurs particuliers (piéton au bord d'une route lors du passage d'un véhicule automobile ou automobiliste dans le sillage d'une voiture).