Titre du projet : Effet de sol

L'équipe : Príncipe Felipe_Effet de sol

Calle de Finisterre   Madrid   Espagne   6 Âge de l'élève : 14-15 ans

Pouvons-nous concevoir un véhicule qui produise moins d'émissions ?

Après avoir examiné le navigateur EO et les gaz méthane, monoxyde de carbone, dioxyde d'azote et dioxyde de soufre, nous avons été surpris de constater leurs fortes concentrations à Madrid. Par exemple, il y a 59,4 μg/m3 de NO2 à Madrid et environ 2 μg/m3 à Tolède. Même si ces villes sont proches les unes des autres, la différence de concentration de gaz nocifs est importante, près de 30 fois supérieure. Ces fortes concentrations de gaz peuvent provoquer plusieurs maladies et c'est pourquoi, après avoir constaté cela, nous avons réfléchi à des moyens de réduire les émissions de gaz polluants. Nous pensons pouvoir atteindre cet objectif en concevant un véhicule qui tire parti de l'effet de sol pour se déplacer avec une plus grande efficacité, en réduisant la consommation de carburant et, par conséquent, les émissions de ces gaz.
En réfléchissant à la manière de résoudre ce problème, nous avons découvert qu'un véhicule utilisant l'effet de sol pour se déplacer pourrait produire moins d'émissions. Les véhicules à effet de sol volent près du sol et, pendant qu'ils se déplacent, l'air est emprisonné entre les ailes et la surface qu'ils survolent. Comme ils ne touchent pas le sol, ils ne subissent pas de pertes dues au frottement avec la surface et ce coussin d'air qui se crée sous les ailes crée encore plus de portance. Ce phénomène est très utile car il réduit l'énergie nécessaire pour se déplacer à une vitesse donnée et c'est pourquoi un véhicule qui tire parti de l'effet de sol émettrait moins de gaz polluants. Nous espérons que l'utilisation de véhicules conçus pour tirer parti de l'effet de sol permettra de réduire les émissions de gaz polluants.

Nous avons analysé les images EO Browser pour étudier la concentration de méthane, de monoxyde de carbone, de dioxyde d'azote et de dioxyde de soufre à Madrid. Nous avons comparé toutes ces données avec les valeurs des concentrations de CO et de NOx dans le Barrio del Pilar entre 2010 et 2023, et elles sont toutes deux très élevées. Nous avons téléchargé les données à partir du "Portal de calidad del aire de Madrid" et de "AEMET Open Source".
Bon nombre de ces gaz nocifs sont émis par les véhicules. En concevant un véhicule spécial qui produit moins d'émissions, nous pourrions les réduire. Pour ce faire, nous allons tirer parti de l'effet de sol, qui est la conséquence du fait qu'un avion vole près du sol. Il réduit les tourbillons autour des ailes, ce qui diminue la traînée et augmente la portance. Cela réduit la quantité de carburant nécessaire pour se déplacer, ce qui réduit les émissions du véhicule.
Nous pourrions mesurer l'impact de l'effet de sol sur la consommation d'énergie d'un véhicule en construisant un avion équipé d'un capteur de courant pour mesurer l'énergie nécessaire au maintien d'une vitesse constante et d'un capteur de distance pour effectuer ces tests à une hauteur constante et vérifier la relation entre la hauteur par rapport au sol et la consommation d'énergie, bien que nous ayons effectué quelques simulations pour obtenir ces valeurs sans avoir à construire le véhicule réel.
Nous avons analysé l'énergie dont un véhicule a besoin lorsqu'il vole dans l'effet de sol et hors de l'effet de sol. Les graphiques ci-dessous montrent que lorsque le véhicule est proche du sol, il subit moins de traînée et plus de portance.

En concevant et en construisant de nouveaux véhicules comme celui présenté dans ce projet, nous pouvons réduire les émissions polluantes et améliorer notre avenir.

https://sites.google.com/view/ground-effect-vehicle/introduction?authuser=2

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