Et c’est reparti pour l’autoroute des vacances : aller voir d’abord mémé dans le Vaucluse, le cousin Thierry à Saint-Etienne pour enchaîner par le mariage de la petite-nièce au bout de la Bretagne, le scénario est souvent écrit d’avance… Chaque année, nous sommes nombreux à faire ce genre de pèlerinage familial, au cours duquel notre bilan carbone, vertueusement travaillé durant l’année sur notre vélo, en prend pour son grade. La culpabilité grandissante que nous en éprouvons va certainement nous conduire à utiliser moins la climatisation, et à ouvrir les fenêtres…
Ce faisant, nous n’allons pas manquer de redécouvrir ce phénomène étonnant et désagréable des battements infrasoniques qui peut se manifester quand on roule vite, avec une seule fenêtre ouverte à l’arrière, et qui donne l’impression qu’un hélicoptère transporteur de troupes veut se poser sur la voiture. Avec une fenêtre ouverte, l’air à la frontière entre l’intérieur et l’extérieur est cisaillé de façon importante, ce qui donne naissance à des tourbillons à l’amont de la fenêtre qui se développent en allant vers l’aval. En rencontrant le montant aval de la fenêtre, ils peuvent aller soit vers l’intérieur, soit vers l’extérieur (pour schématiser), ce qu’ils ont tendance à faire à une certaine fréquence, un phénomène appelé « sheartone ».
Or il se trouve que la masse d’air de la voiture peut se comporter de façon collective si elle est excitée à sa fréquence de résonance (elle devient ce qu’on appelle un « résonateur de Helmholtz »). Dans cette vibration, l’air se comprime alors globalement dans l’habitacle à basse fréquence (typiquement 10-20 battements par seconde). Quand la fréquence d’émission des tourbillons à l’amont de la fenêtre n’est pas très différente de cette fréquence, un verrouillage de fréquence se produit : la réponse importante de l’habitacle est suffisante pour influencer à son tour le phénomène qui lui donne naissance et forcer l’émission des vortex à se caler à sa fréquence « préférée » !
Equilibre avec deux ouvertures
Ce phénomène se produit davantage par l’ouverture des fenêtres arrière (et des toits ouvrants), car la forme des rétroviseurs est optimisée pour limiter son apparition à l’avant. Par ailleurs, la solution à ce problème ne consiste pas à refermer la fenêtre et brancher la climatisation, il suffit d’entrouvrir une fenêtre sur le bord opposé pour faire cesser les battements. En effet, l’air de l’habitacle ne se comporte alors plus comme un résonateur de Helmholtz, puisque la pression s’équilibre par les deux ouvertures.
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