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Cette étude est au stade du brainstorming. N'hésitez pas à faire part de vos idées dans la page de discussion. Le chef de projet se fera un plaisir de prendre en compte vos suggestions et votre participation.

Plusieurs pistes sont pour l'instant à l'étude dans le cadre du module de propulsion multi-énergies propres. Les premières recherches ont permis de trouver plusieurs mécanismes susceptibles de convenir pour le développement du module. Ce ne sont pour l'instant que des idées "brutes" et tout complément ou autre commentaire sera très apprécié.


1- Le pédalage constant. Modifier

La rencontre avec M.Couque a été très intéressante et a ouvert un premier axe de réflexion: le pédalage constant. Ce système permet de pédaler toujours avec la même intensité quelque soit la type de route (montée, descente, plat, et même à l'arrêt -- Une vidéo devrait prochainement être ajoutée pour montrer le mécanisme en fonctionnement--). Le principe de fonctionnement a fortement été inspiré de la Toyota Prius, c'est à dire qu'il y a 2 moteur électriques et le moteur thermique de la voiture est remplacé par le pédalier sur le vélo. Les 3 moteurs sont reliés par un train épicycloïdal tel qu'on peut le voir sur ce site

Ci-dessous une petite étude du fonctionnement du train épicycloïdal sur la Prius (les images et valeurs ont été relevées sur le site précédemment cité). Mais avant, vous pouvez aller voir le schéma simplifié de la chaine de puissance sur ce site

La couronne (en jaune) est directement reliée au moteur MG2 qui propulse la voiture. Le porte satellite (non représenté) est en contact avec les 4 satellites (oranges) et est relié au moteur thermique. Le planétaire (en bleu) est, quant à lui, relié au moteur MG1 (qui recharge la batterie dans les zones 1 et 2 des schémas ci-dessous).

http://img190.imageshack.us/img190/685/z1z2.jpg

http://img9.imageshack.us/img9/2843/z3z4.jpg

Voilà une idée de l'évolution des vitesses sur un graphique :

http://img16.imageshack.us/img16/5154/graphecouque.jpg

Zone 1 (entre les points 1 et 4) : Le moteur thermique ou les pédales accélèrent et le moteur MG1 produit de l'électricité, MG2 ne tourne pas ; le véhicule est à l'arrêt.

Zone 2 (entre les points 5 et 7) : Le moteur MG2 est mis en route, la vitesse du ICE reste constante, MG1 produit de l'électricité, mais moins ; le véhicule entre en mouvement.

Zone 3 (entre les points 9 et 13) : MG2 continue d'accélérer linéairement tandis que MG1 décélère et tourne même en sens inverse à partir de Vmg2 /2.

Zone 4 (entre les points 14 et 18) : MG2 reste constant, on accélère ICE, MG1 repasse dans le sens de rotation positif.

Remarque :

- La vitesse de la voiture n'est pas représentée ici, car elle est de la même forme que MG2 puisque MG2 est directement relié aux roues;

- En zone 1 et 2 et seulement dans ces conditions (c'est-à-dire lorsque la vitesse de MG1 est supérieure à la vitesse de MG2), la batterie se recharge.

- Attention, on utilise le modèle de fonctionnement de la Toyota Prius, qui n'est pas tout à fait identique au notre. En effet, la voiture roule à faible allure sur le moteur électrique MG2 (de 0 à 42 mph). C'est-à-dire que le moteur électrique MG2 et seul au démarrage, et on utilise le moteur ICE seulement en cas de besoin. A l'inverse, on démarre le moteur ICE (musculaire) en premier, afin de recharger un peu la batterie et par la suite seulement, on démarre le moteur MG2 qui entraine le véhicule.


2- Système de dynamo fixé sur les freins Modifier

C’est un système qui permet de récupérer l’énergie cinétique du cycliste lors de la phase de freinage et de la transformer en électricité. En effet la dynamo est rendue solidaire du patin de frein au lieu d’être fixé sur le cadre du vélo. Cela n’occasionne aucun effort supplémentaire pour le cycliste et évite de perdre toute l’énergie en simple échauffement.

Pour une vitesse de 10 km/h, une dynamo peut produire 9 volts (en valeur efficace en régime sinusoïdal), ce qui correspond à 5 ou 6 volts après redressement du signal à l’aide d’un pont de diodes. Il suffit alors de multiplier les dynamos (par exemple 2 à chaque roue, ce qui fait 6 au total), sachant que la vitesse du tryke sera plutôt aux alentours de 20 à 30 km/h, on pourra alors recharger une batterie.

C'est un système déjà existant qui est pour l'instant utilisé pour l'éclairage de certains vélos. L'explication détaillée et quelques photos sont disponibles ici.


3- Système éolien Modifier

Il y a 2 possibilité d’utilisation de ce système. Soit en créant de l’électricité, soit en version purement mécanique. Tout d’abord le système mécanique : l’énergie du vent peut être récupérée par un système de voilure et donc utilisé pour faire avancer le tryke directement. Cependant, ce système n’est pas très intéressant en zone urbaine ou dans toute zone dépourvue de vent. D’autre part, on peut se servir de l’énergie éolienne pour produire de l’électricité et ainsi rechercher la batterie. Dans ce cas là, tout dépend de la vitesse du vent et de la surface de balayage des pales.

Si les roues du tryke tournent à 3.1tr/s (ce qui correspond à 25km/h pour des roues de 70cm de diamètre) il faut alors que le vent ai une vitesse égale ou supérieure pour que le système soit "intéressant". Il reste tout de même un inconvénient en cas de vent de face.

Si on utilise l’éolien pour produire de l’électricité, il faut calculer le rendement en utilisant le coefficient de BETZ. Ce dernier a émis la formule suivante :

$ P = 8/27 X ro X S X v^3 $

Avec :

S : la surface du disque balayée par les pales en m²,

v : la vitesse de l’air en m/s,

ro : la masse volumique de l'air en kg/m3.

Dans un cas concret avec des pales de 20 cm de long et de l’air à 20 km/h (soit 5.5m/s), la puissance produite est de 0.255 W. Il est toutefois envisageable de mettre une tuyère avant l’éolienne, ce qui permettrait d’augmenter très sensiblement la vitesse du vent et donc la vitesse de rotation des pales. Ceci occasionnerai une production d’électricité très supérieure car la vitesse du vent est à la puissance 3 dans la formule de rendement.


4- Moteur Stirling Modifier

Le moteur Stirling est un moteur à combustion externe, le fluide principal est un gaz soumis à un cycle comprenant 4 phases : chauffage isochore (à volume constant), détente isotherme (à température constante), refroidissement isochore puis compression isotherme. C’est un cycle fermé entre 2 pistons (un froid est un chaud). Actuellement, on sait construire des machines à air chaud ou moteurs Stirling dont le rendement dépasse de très loin celui des moteurs à explosion.

Il est difficile d’envisager l’utilisation d’un tel moteur sur le tryke car il demande un système de chauffage des pistons bien qu’il soit envisageable de chauffer par conduction. D’autre part c’est un moteur assez lourd et généralement de grosse taille, ce qui contraste fortement avec les ambitions du projet. Cependant, on peut éventuellement fournir un moteur Stirling dans l’objectif de recharger la batterie à l’arrêt.