Catégorie : Conception & construction

Ces dernières semaines, diverses évolutions ont modifié la masse de mon vélo : la batterie , remise à neuf pour stocker plus d’énergie*, est maintenant un peu plus lourde (sa capacité de 9,6Ah à l’origine est passée à désormais à 28Ah) et sur la remorque,  j’ai choisi de ne conserver que 4 panneaux solaires au lieu des 5 initialement prévus.

Je me suis pesé seul, puis en portant le vélo, et pour finir, en portant la remorque. Sachant que le poids des bagages est estimé à 8kg (tente et duvet compris), à vous de faire les calculs à partir des photos pour connaître :

• le poids du vélo,
• le poids de la remorque,
• le poids de l’ensemble de mon véhicule solaire et de son pilote.

le cycliste seul
le cycliste et le vélo	le cycliste et la remorque

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J’avais besoin de souder deux pièces et, vu la finesse de ces pièces en acier, mon poste de soudure à arc n’était pas adapté, il aurait tout fait fondre.

C’est un jeune garagiste de mon quartier – Rétro Performance – qui apporté tout son savoir faire pour me tirer d’embarras. Qu’il en soit remercié !

A quoi serviront ces pièces :
même si le départ est dans 10 jours, je garde espoir d’ajouter à mon prototype la cerise sur le gâteau imaginée dès le début du projet : la possibilité d’orienter les panneaux solaires en direction du soleil.

Cette orientation s’effectuerait selon un seul axe évidemment, l’axe de la trajectoire du vélo, et uniquement les jours sans vent.

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Je randonne assez souvent en montagne et heureusement jusqu’à présent, je n’ai jamais eu de météo désastreuse sur une ou deux semaines complètes. En revanche, j’ai déjà eu du temps gris ou pluvieux sur quelques jours.
Que se passera-t-il avec nos vélos solaires si vous avons 3 jours de suite où nous ne pouvons pas recharger la batterie ? Au milieu des Alpes, avec des cols à franchir ?
Eh bien j’imagine qu’il nous faudra de bonnes cuisses et de bons mollets…
Pour parer à cette éventualité, j’ai choisi de troquer mon pédalier de route contre un pédalier VTT, avec des plateaux plus petits, donc. Mais quand j’ai essayé de monter un pédalier SLX, curieusement je n’arrivais pas à faire les réglages pour que chaque plateau passe correctement.
J’ai donc confié ma monture à mon vélociste, Pignons-sur-Rues, et il a trouvé la solution !
Le problème est que les manettes de route ne sont pas forcément adaptées au tirage des pédaliers VTT. La solution était d’utiliser une très ancienne manette de type Shimano RSX 100.

Les connaissances et le savoir-faire de nos vélocistes est irremplaçable !

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Au moment de mon inscription au SunTrip, j’avais environ 6 mois pour construire et expérimenter mon prototype, ce qui limitait la recherche de partenaires, et donc le budget aussi.

J’ai évidemment beaucoup visionné la présentation Comment transformer un vélo électrique en vélo solaire de Bernard Cauquil. J’ai admiré sa sélection des solutions technologiques. Assurément, il avait hissé la barre très haut. Mais le prix de revient de sa machine était assez dissuasif pour moi.

Par ailleurs, j’aime bien le DIY (=do it yourself), j’aime faire preuve d’autonomie. Alors, quand c’était possible, j’ai plutôt opté pour les solutions les moins coûteuses, même si je savais d’avance que ce n’étaient pas les meilleures. Cela m’a permis d’avoir un véhicule pour un prix de revient raisonnable.

Le diagramme ci-dessous reflète le coût du vélo solaire (hors partenariat), il ne tient pas compte du budget R&D que j’ai du mal à évaluer.
Le total est sous la barre des 3300€.

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En randonnée, à pied ou à vélo, j’ai appris à être attentif au poids de mon équipement. J’ai beaucoup appris sur les sites de marche ultra-légère (MUL) notamment randonner-leger.org/ . Le principe de base : cet équipement m’est-il indispensable ? À chacun de trouver l’équilibre qui lui convient entre confort, sécurité et légèreté. J’applique les mêmes principes à la randonnée à vélo.

Pour le SunTrip, je savais que mon vélo serait plus lourd qu’un vélo normal et mes choix ont souvent été guidés par la préoccupation autour du poids.
Le vélo que j’ai acheté pesait 25kg. J’ai réussi à réduire son poids à 19,6 kg.
Comment ? Par exemple en supprimant des accessoires comme le porte-bagage en acier (1kg à lui seul !), les garde-boues, etc.. et en remplaçant la fourche suspendue par une fourche rigide en carbone (gain de 2 kg).

En revanche, ma nouvelle batterie reconditionnée a pris du poids : 3,6 kg contre 2,8 kg à l’origine. Mais ce poids supplémentaire ne me contrarie pas. Pourquoi ? Parce qu’il correspond à une augmentation de sa capacité de stockage : elle passe de 9,6 Ah à 28Ah car l’entreprise de reconditionnement m’a proposé d’augmenter le nombre de cellules en utilisant tout l’espace disponible.

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Aujourd’hui, Élisabeth Dounon m’a transmis les profilés aluminium usinés par les apprentis du CFAI de Châlon-sur-Saône. Merci aux jeunes, à leur professeur Vincent Dalery, et à Élisabeth Dounon !
(en savoir plus)

Ces pièces qui supportent les panneaux solaires permettent aux deux panneaux latéraux de coulisser de façon à réduire la largeur de la remorque.

J’ai souhaité avoir la possibilité de réduire la largeur de la remorque essentiellement pour des raisons de sécurité, notamment pour la traversée des grandes villes. L’idée m’est venue en voyant le vélo solaire des Cazaspe (SunTrip 2015) mais ma réalisation est moins sophistiquée.

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Dans la perspective d’un partenariat avec le CFAI-21-71, je présentais aujourd’hui mon vélo à un groupe de jeunes apprentis en formation en alternance. Je sollicitais leur aide pour l’usinage de tubes en aluminium qui soutiennent les panneaux solaires.
En effet, j’avais usiné moi-même des pièces en alu permettant de faire coulisser les panneaux solaires latéraux pour réduire la largeur de la remorque. Mais mon outillage à main ne permet pas d’obtenir des pièces aux côtes précises et régulières, ce qui a pour conséquence de gêner ou d’empêcher son bon fonvtionnement

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Tout au long de ce projet de création d’un objet technique, j’ai pu me rendre compte combien le processus de création est complexe, car en effet  :

• beaucoup de paramètres entrent en ligne de compte (de l’ordre de la physique) ;
• certains paramètres sont étroitement corrélés (alors que d’autres sont indépendants) ;
• certains paramètres relèvent d’un choix personnel ou d’une idée préconçue, d’autres relèvent simplement de lois physiques (NB: il n’est parfois pas plus facile de lever un obstacle lié à une idée préconçue qu’un autre lié à une loi physique) .

Ce n’est pas une démarche linéaire, mais cyclique ou plutôt spiralaire. On passe par des phases de recherche d’information, de conception, de recherche du matériel adéquat. Ensuite, viennent les phases de construction et d’expérimentation. Lorsqu’on aboutit pas au résultat escompté, on revient aux phases de recherche, de conception, de construction et à nouveau d’expérimentation.
Parfois, après plusieurs cycles, on parvient à l’objectif prévu, et on est content !
Quand on n’y parvient pas, on l’est moins… On est alors amené à remettre en cause certains choix de départ, certains paramètres. Et alors, le cycle recommence…

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Aujourd’hui, accompagné par Élisabeth Dounon, j’ai visité le Centre de Formation des Apprentis de l’Industrie à Dijon (CFAI 21-71). Pour moi qui aime la technologie, ce fut un plaisir de découvrir leurs équipements, notamment la salle dédiée à la robotique. Puis nous avons envisagé de quelle manière les apprentis pourraient être associés à la démarche de création du vélo solaire.

J’avais déjà vu ce robot humanoïde français, Nao, lors d’événements autour de l’éducation au numérique.

Évidemment, dans le hall d’accueil, ce panneau a retenu toute mon attention.

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Essais de pilotage d’un moteur pas à pas

Programmation sur Arduino : piloter un moteur… par stephane-suntrip2017

Essais de pilotage d’un servo moteur

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Aujourd’hui, le FabLab Kelle Fabrik organise un atelier pour apprendre à programmer un module Arduino. Je m’y étais inscrit avec enthousiasme.

Quelle relation avec la construction d’un vélo solaire, objecterez-vous?

Eh bien, j’avais vu que certains participants au Suntrip 2013/2015 optimisaient la récupération de l’énergie solaire en orientant leur panneaux solaires.
L’idée a donc germé d’automatiser ce processus et je me suis mis à rêver que, tout en pédalant, mes panneaux s’orienteraient de façon dynamique en fonction du soleil.

Entendons-nous bien : ils s’orienteraient le long d’un seul axe, celui de la trajectoire du vélo. Et bien sûr, je n’activerais cet automatisme qu’en absence de vent (j’ai pu me rendre compte qu’avec du vent, même faible, les panneaux devaient rester bien horizontaux).

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Deux jours avant cet atelier, j’avais installé le logiciel Blender, libre et gratuit, sur mon ordinateur personnel. En découvrant la complexité de l’interface, j’ai vite abandonné l’exploration, découragé.
Et ce soir, après 2 heures de découverte guidée par l’animateur de Kelle Fabrik, voilà que j’arrive presque à finaliser mon projet ! Je n’en reviens pas !
C’est génial, le partage, la collaboration…
Merci au FabLab d’exister !

Il faut reconnaître qu’il règne ici une atmosphère particulière, enthousiasmante et presque magique.

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Aujourd’hui, j’ai rencontré Philippe Heinrich, le directeur d’une société dijonnaise spécialisée dans l’impression 3 D et la formation logicielle :

J’ai pu découvrir les différents matériaux permettant d’imprimer des pièces ayant des propriétés mécaniques spécifiques.

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Comment vais-je m’y prendre pour réaliser mon vélo solaire ?

Je ne possède pas de vélo à assistance électrique, je ne connais que peu de chose sur le captage de l’énergie solaire…
Du coup, les questions fusent dans toutes les directions :

• pour le vélo à assistance électrique : quel type de moteur? Moteur moyeu ou pédalier?  Moteur sur le vélo ou sur la roue d’une remorque qui pousse le vélo ?
• quelle puissance pour la batterie ?
• comment la puissance du soleil, irrégulière, peut-elle charger la batterie ? Comment ça se régule ?
• Pour les panneaux solaires : combien? Quelle puissance? Quelles dimensions? Où les installer ? Sur le vélo, sur une remorque, sur les deux? Comment les fixer ?

Pour trier toutes ces idées, je réalise une carte mentale :

Je cherche des ressources sur internet, ça ne manque pas. Bien sûr, je tombe sur “LE” précurseur : De la France au Japon en vélo solaire

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Aujourd’hui, j’ai rencontré Jean-Claude qui est prof de physique à Dijon.
Je lui ai posé toutes les questions qui m’étaient venues à l’esprit les jours précédents :

• comment calculer l’énergie consommée par le vélo pour déterminer la surface nécessaires de panneaux solaires ?
• comment régule-t-on l’énergie solaire qui est par nature si fluctuante?

Il s’est lancé avec enthousiasme dans de savants calculs et de brillantes démonstrations, que je ne comprenais parfois que partiellement, mais c’était tellement rassurant de rencontrer quelqu’un qui sait ! Quelqu’un qui dissipe le brouillard qui nous entoure !

Je repartirai avec des réponses et plein de nouvelles questions, notamment sur les aspects pratiques de la mise en oeuvre de ces principes de base.

Avant de repartir, Jean-Claude essaie mon vélo à assistance électrique. Pour la photo, il pose près du panneau portant le nom de sa rue :
« Chemin des solaires »,  je suis en bonne voie !

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Selon Wikipédia, un vélo à assistance électrique (V.A.E.) est une bicyclette équipée d’un moteur électrique auxiliaire et d’une batterie rechargeable.

Définition légale d’un V.A.E.

En France, un vélo à assistance électrique doit être conforme à la directive européenne EC2002/24 et à la norme française NF R30-020 fixant les principes généraux suivants :

• la puissance nominale du moteur ne doit pas dépasser 250 watts,
• l’assistance fonctionne jusqu’à la vitesse de 25 km/h, pas au delà,
• l’assistance est fournie uniquement lorsque l’utilisateur pédale.

Un véhicule sera considéré comme vélomoteur si l’une des conditions suivante est remplie  :

• la puissance nominale du moteur est supérieure à 250 watts,
• l’assistance fonctionne à une vitesse supérieure à 25 km/h,
• l’assistance fonctionne lorsque l’utilisateur ne pédale pas, par exemple à l’aide d’une manette.

En France, un tel véhicule doit être assuré comme tout vélomoteur et nécessite le port d’un casque adapté. Par ailleurs, il n’est pas autorisé à emprunter les pistes cyclables.

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Cet après-midi, c’était ma “première fois”, mon premier essai avec un vélo à assistance électrique prêté par le magasin de cycles Pignons-sur-Rue.
Ce fut une sortie très instructive pour un novice comme moi, mes impressions furent contrastées : d’un côté, une grande satisfaction de monter la côte d’Étaules à une vitesse inhabituelle, mais d’un autre côté, quelle frustration sur terrain plat lorsque l’assistance m’abandonne dès que je dépasse les 25 km/h, le poids élevé du vélo se fait alors sentir ! Il va falloir que je m’habitue…

Mais à la réflexion, ces dernières années, quand je randonnais à vélo avec mes sacoches (tente, sac de couchage, vêtements, nourriture etc…), ma vitesse moyenne a toujours été inférieure à 25 km/h.
Ce sera encore le cas cet été, d’autant que le parcours dans les Alpes aura du dénivelé  ! Dans ces conditions, l’absence d’assistance au delà de 25 km/h se fera plus rarement sentir.

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