Projet

Véhicule

Biomobile a su évoluer en apportant toujours plus de nouveautés et de développements, tant aux niveaux mécanique que structural. Les avancées technologiques les plus importantes sont marquées par de nouvelles voitures.

La première voiture est le véhicule destiné aux courses. Elle fait partie de l’ancienne génération, mais elle n’en demeure pas moins très fiable et parfaitement connue.

Elle possède une carrosserie en fibres de carbone. Le châssis est réalisé en tubes d'acier qui possèdent une épaisseur de 0.5mm, afin de minimiser les masses.

Dans le cas de biomobile, la traînée aérodynamique contribue à peu près à part égale avec les frottements mécaniques (pneus et autres) aux forces qui s'opposent au mouvement. La forme de la voiture a été optimisée afin de réduire les pertes aérodynamiques. Le choix de rendre la roue arrière motrice et directrice permet de réduire au minimum autorisé la largeur de la voiture.

Elle est animée par un moteur Honda de 25cc (employé pour les outils de jardin). Ce dernier n'est pas idéalement conçu pour être utilisé sur un véhicule tel que le nôtre; nous l'avons donc légèrement retravaillé.

Sur cette voiture, le moteur, doté d’un carburateur, fait partie du berceau arrière dont la liaison avec le châssis est réalisée par un pivot bimétal : bronze titane. Le système de carburateur est fiable et robuste, mais ne permet pas d'optimiser la quantité d’essence injectée en fonction des conditions d'utilisation. Bien réglé, il permet d’excellente performance, mais dans une plage réduite de fonctionnement.

Concernant la partie électronique, la voiture est équipée du dispositif de suivi de course : Togodo. Ce dernier constitue une solution novatrice et complète en ce qui concerne l’analyse des trajectoires et du comportement du véhicule. Il comporte à la fois un système embarqué qui mesure et enregistre les données de la voiture, avec une précision peu égalée, ainsi que le logiciel de traitement des mesures faites.

La deuxième voiture est, en quelque sorte, une voiture de "transition". Sa carrosserie est réalisée en composites végétaux et son châssis en carbone. Ce dernier est deux fois plus léger que la version précédente ! Cependant, il reste encore plusieurs d’éléments importants en matériaux d’origine fossile. Elle est destinée aux futures courses, une fois parfaitement au point.

Un changement conséquent a été apporté au niveau du berceau arrière : il se déplace selon un axe de rotation fictif, le mouvement est tridimensionnel. Il repose sur une géométrie déformable, exclusivement basée sur des rotules et biellettes. Son mouvement est tel, qu’en plus de tourner, la roue s'incline comme une moto en virage. Cela permet de gagner en stabilité dans les virages.

De plus, le moteur a évolué sur plusieurs points :

La première modification a porté sur le remplacement du carburateur par un injecteur, développé par Bosch. Pour pouvoir intégrer ce dernier, la géométrie de l’admission a été modifiée. L’opération a été complexe, puisqu’elle a nécessité une réorientation du conduit d'admission. Deux avantages majeurs s'en dégagent :

• La bioessence est désormais pulvérisée en microgouttes par l’injecteur (avant elle était déversée dans la chambre de combustion par le carburateur), ce qui permet une meilleure combustion du mélange gazeux.
• Le réglage précis de la quantité d’essence injectée, en tenant compte des paramètres ambiants et de fonctionnement du moteur; le tout est commandé par une centrale d’injection.

En deuxième lieu, le taux de compression a été augmenté afin d'améliorer le rendement thermodynamique. Le taux de compression du moteur d’origine est de 8 sur le moteur d'origine (sur les moteurs actuels, il tend vers 12. La bielle d’origine a été rallongée d’environ 2mm et le cylindre a dû être réalisé pour éviter que le piston ne vienne taper contre la culasse. Avec ces modifications, le moteur fonctionne sans cliquetis et ce avec un taux de compression de 14.

Finalement, la loi d'ouverture-fermeture des soupapes a été modifiée pour s'approcher du cycle thermodynamique de Miller. Il s'agit de mieux exploiter l’énergie lors de la détente. Deux objectifs à cela :

• Augmenter le rendement du moteur grâce à une détente plus longue comparée à celle du cycle conventionnel.
• Corriger les caractéristiques négatives du moteur d’origine : vitesse de rotation trop élevée et puissance fournie trop importante, pour les rapprocher des propriétés attendues

Le but est de réduire la vitesse de rotation aux alentours de 3000 tr/min au lieu des 7000 actuels. Cela permettait un gain sensible sur trois points : diminution des pertes dues au frottement, meilleur balayage aérodynamique des cylindres et, finalement et pas le moindre, la suppression de l’étage intermédiaire de transmission. Ce dernier est source de poids, de perte d’énergie et de panne.

Cette opération est assez délicate car elle entraîne des modifications majeures par l'introduction d'une nouvelle came; sur le moteur d'origine, la même came servant à la fois pour l'admission et l'échappement.

La troisième voiture est destinée à accueillir les derniers développements. Hormis le moteur et les verrières, elle est entièrement réalisée en matériaux biosourcés.

Le châssis était anciennement constitué de tubes en composite lin-époxy biosourcée. Actuellement, il est entièrement réalisé d'une âme en balsa renforcée par des lés en lin et ne comporte qu'une cinquantaine de grammes de matériaux métalliques.

La carrosserie est entièrement réalisée en composite fibres végétales (abaca, cellulose et lin) et résine biosourcée. Les passages de roue sont les premiers à avoir été réalisés selon le procédé PowerRibs (brevet Bcomp) : la "grille", propre à ce procédé, est aussi constituée de fibres de lin et sert à augmenter la rigidité de la structure sans augmentation notable de masse. La masse finale est de l'ordre de grandeur de la version en fibre de carbone.

Nous avons également réalisé un premier prototype de pièce structurale. Il s'agit du support de l'axe d'une roue avant. Pour mieux répartir les efforts, il est constitué d'un sandwich aluminium – composite végétal. La fibre utilisée est de la cellulose. D'autres éléments internes seront aussi réalisés selon ce procédé (support de l'extincteur par exemple etc.).

Le siège est en éponge végétale.

Pour compléter l'équipement de la voiture, l'entreprise ZZ-Racing nous a offert un casque, homologué, réalisé en bambou !

Les verrières sont toujours en matériaux fossile, puisqu’aucun compromis n’a encore été trouvé, même si du verre végétal nous a été proposé : technique largement utilisée dans le monde du cinéma, mais beaucoup trop fragile pour l’utilisation que nous en faisons ici.

La transmission a été profondément modifiée. Pour ''entrer'' dans le châssis' végétal, plus étroit que le précédent, l’encombrement de la transmission a été réduit dans le but de permettre un angle de braquage suffisant, surtout dans la perspective des courses en milieu urbain. La géométrie de l’embrayage a été "inversée" pour réduire l’encombrement et la même opération a été effectuée sur l’étage intermédiaire. La (c)mobile utilise un embrayage novateur (centrifuge à trois mordaches) où la force de rappel habituellement exercée par des ressorts se fait par des des aimants permanents. De plus, biomobile utilise une roue-libre sophistiquée qui supprime avec un principe inertiel, les frottements classiques et gagner de l'énergie. Contrairement à tous les autres dispositifs semblables, elle ne génère aucun frottement.