L'ENGIN ROULANT ELECTRIQUE E.R.E.

dernière mise à jour le 10 janv 2009

Dans les univers virtuels et oniriques des jeux et créations Myst et Riven (photo d'un engin étrange dans le jeu), il est question d'Age mythique, ici il s'agira d'ERE et bien réelle !	Et justement une invention bien réelle : notre moteur Invention présentée sur Francinov

La galerie des réalisations et projets d'Engins Roulant Electriques ERE.

Jean-Michel horvat et ses Jarrets !

Comment rouler à l'énergie solaire et aux économies d'énergie grâce aux lumières douces ?

Comment concevoir simple ?

Quelles caractéristiques ?

En savoir plus : ERE par rapport aux autres !

La suite ultra-légère depuis 2004 : ERE-PLUME

NEW Le moteur 2008-2009

Dans ce qui suit, nous racontons un petit bout de la grande épopée des moyens de transports. Nous avons relaté nos essais et erreurs et mis des liens vers d'autres histoires, en expérant que cela serve à ne pas tourner en rond même en électrique.

L'histoire de l'électricité est dans WIKIPEDIA, on y découvre qu'en 1835 Thomas Davenport, forgeron à Brandon dans le Vermont aux U.S.A., construit un des premiers véhicules électriques. Le moteur électrique était vraisemblablement un moteur du genre « piston simple effet de locomotive ».

Vous découvrirez également les fascinantes découvertes de Faraday, Tesla, Feynman, ...,Gillonier et votre serviteur.

Jules Vernes ayant confirmé qu'impossible n'est pas Français, on ne peut pas en rester là !

OBJECTIF ERE INITIAL (années 90) : L'ERE HYDRAULIQUE

• un véhicule non polluant de coeur de ville
enfin ! ( en complément du vélo bien sûr)
• un "engin roulant électrique" en kit
simple à fabriquer
• un prix non rebutant batterie incluse
• fabriquer vite un certain nombre d'ERE avec des partenaires (adhérents) pour tester le concept

Le cahier des charges initial et générique d'ERE (avant ERE PLUME) c'était :

un véhicule électrique optimisé pour l'usage urbain : trajets courts, vitesse limitée d'où une faible longueur possible (<2,50m) pour se garer et se faufiler, très manoeuvrable (pas de vitesse à passer et si possible faible rayon de braquage).

Comme résultat probable, un véhicule assez haut donc ayant une très bonne visibilité. Il y a 2 places principales et les autres places en appoint pour les enfants ou raccompagner des amis ou il dispose d'un volume équivalent..

Une grande fiabilité et si possible un système anti-panne sèche

	Deux triporteurs de type 1 qui circulent à Paris depuis 93 : 15000 et 8000 km avec 250 kg de batterie au plomb et 1000 km avec 140 kg de batterie au Nickel-Cadmium, un moteur de 10 kW/10 kg
	Un triporteur de type 2 à Amiens depuis 96 : 3000 km
	Le premier modèle 4 roues sorti fin 97 : 8000 km sur des batteries plomb de 250 kg, 500 km sur 100 kg de NiCd
	Le deuxième 4 roues à l'étude en 98-99 sur le même chassis pour améliorer la forme de la première version

Ces développements et l'utilisation ont permis de réfléchir à ce qui est faisable, ce qui peut optimiser, ce qui est pratique et ce qui est attendu. Suivez-nous pour voir pourquoi le VE patine et comment avancer.

Pour 7000 $, GEMCAR (Daimler-Chrysler) une société de Fargo aux USA propose un petit véhicule.
Tandis que beaucoup de compagnies dont General Motors ne poursuivent pas les recherches sur les VE purs ou hybrides de route, GEMCAR a obtenu un succès dans la vente de VE de voisinage, a.k.a. GEMCAR a vendu 18 000 VE de proximité aux U.S.A. dont 10 000 en Californie. A voir absolument, c'est un véhicule modulaire très, très personnalisable.

- Poids 550kg, longueur 2,50 m (lourd pour le moteur ! dans ERE 3 roues on a 10 kW pour 400 kg)
- Vitesse 35-40 km/h maxi - moteur DC shunt 3,6 kW - 72 V (puissance un peu faible pour les côtes !)
- Autonomie : 70 km (batteries plomb gel en 6 blocs 12 V ce qui explique le poids)

Pas si mal, bien que cher.

En france aussi :

de SECMA

- Longueur : 2,01 m x Largeur : 1,06 m x Hauteur : 1,47 m
- Poids à vide : 241 kg (batteries comprises)
- Vitesse : 40 km/h - moteur 1,9 kW - 36 V (un peu faible pour les côtes !)
- Autonomie : 40 km en parcours urbain (batterie plomb gel en 3 blocs 12V/90 Ah)

En voir plus sur CLUBDUVE

Deux approches sont possibles :
- soit utiliser des pièces automobiles, soit s'orienter vers les cycles. L'avantage de la première solution est de moins bousculer les traditions. Mais les inconvénients sont le poids, le prix, la consommation.
- soit réaliser un tri ou quadri-cycle ULTRALEGERE ou PLUME
La bi-énergie éventuelle (pédalier) supprime la hantise de la panne sèche.

Le problème d'homologation est le suivant : si on reste en TQM, la vitesse est de 45 ou 75 km/h selon le poids et la puissance ; si on est en cycle, seule l'assistance électrique est autorisée, la traction principale devant être humaine. On a droit à 500 à 1000 W comme un coureur professionnel. Il faut donc être vraiment ULTRALEGER !!!

Aller directement aux spécifications

En 2001, 2002, nous sommes arrivé à la conclusion que
- faire une carrosserie c'est beaucoup plus difficile que faire une chaîne de propulsion électrique ou un chassis,
- le véhicule restera lourd avec ses grandes surfaces en aluminium et des vitrages,
- le passage de la maquette 1/5 peu détaillée à l'échelle 1 n'est pas évident même du point de vue design,
- le prix reste trop élevé

L'attrait de l'automobile et du recyclage ne suffit pas. Se tourner résolument vers de l'ultra- léger, semble être une meilleure piste puisque l'autonomie, la vitesse et l'usage correspondent.

Cette approche n'est pas contradictoire avec celle de l'ADEME (Agence pour le Developpement et la Maîtrise des Energie) qui semblait (en 2002) miser tout sur les véhicules de route en abandonnant tout espoir de solution à court terme :

• L'hybride à moyen terme : thermique classique optimisé en ville grâce à une petite batterie et un moteur électrique, par exemple la Toyota Prius (nous regrettons l'absence de prise électrique, on se recharge à l'essence uniquement, même en trajet urbain)
• A plus long terme, le véhicule à pile à combustible ou à moteur à combustion direct d'hydrogène

Il n'empêche que pour le court terme, comme les californiens, nous, ERE, continuons à croire que les NEV (Neighbourhood Electric vehicule = Vehicule électrique de voisinage ou proximité) restent une solution. Le Suedois City-el ou le géant Bombardier ont par exemple créé des modèles assez intéressants. Citons aussi la Th!nk de Ford / Pivco. Et bien sûr la GEMCAR vendu à 18 000 exemplaires aux USA, ou bien la petite Française SECMA tandis que les Asiatiques préparent la leur : BYD, hyundai,...

Et l'ADEME ? Pierre Radanne ex-président de l'ADEME, que nous avons croisé quand il était à la tête de l'Inestène et proche de de la pensée de l'économie alternative, a bien souligné la nécessité de lutter contre l'effet de serre et le gaspillage des combustibles thermiques, notre or noir. Avec raison, il encourage le fer-routage et l'isolation des habitats, mais désabusé, il ne semble pas croire à l'acceptation d'une solution proche pour le transport individuel comme nous l'évoquons et se tourne vers les solutions où les grands véhicules resteraient, rois des routes y-compris en ville.

ERE imagine un nouveau cheval pour la cité, un nouveau cycle pas imaginaire du tout. Et nous n'inventons pas, revivez-le sur les sites extraordinaires qui rendent compte d'une histoire créatrice, et d'une richesse inouïe jusqu'à ce jour

On pourra faire le parallèle avec l'électricité renouvelable où l'éolien plus immédiat a "le vent en poupe" alors que le plus grand potentiel d'autonomie est bien l'énergie directe du soleil thermique et photovoltaïque. Pourquoi alors tout miser dans le grand Eolien ? Le solaire très décentralisé est-il trop politiquement incorrect et à contre-vent des lobbies en place ? Mais en 2005-2006, le solaire PV encore loin derrière, progresse plus que l'éolien (+ 66 % par an contre + 35 %) et même en France en 2006, on commence à avoir un tarif de rachat intéressant pour l'électricité solaire sur un toit ou même pour une centrale de plusieurs MW (cf XFAQ pour plus d'info sur l'énergie)

Donc demain, il nous faut que notre production de kWh solaire recharge notre véhicule solaire !

Selon ERE, on peut très bien avoir une hybride de route qui émet moins de CO² ET une ultralégère de proximité

COMPARAISON DETAILLEE entre ERE hydraulique et ERE PLUME

CHASSIS : l'ERE du recyclage auto

Le chassis est, mécaniquement, très simple. Il peut s'agir soit d'un véhicule complet recyclé, soit d'un chassis réalisé en partie avec des composants recyclés. La carrosserie est construite à base de tubes, panneaux plans, vitres planes et joints.

Dans le cas de la PLUME, il s'agit de tube et de toile et de pièces de cycle solide donc tout terrain ou velomoteur (roues, frein, ...)

ERE : Nous avons mis au point en 94 une chaîne de propulsion électro-hydraulique constituée d'un moteur électrique, d'une pompe hydraulique et d'un moteur hydraulique dans une roue. Les performances sont comparables à celle d'une solution à variateur de vitesse électronique et mécanique.

Une propulsion purement électrique avec 2 moteurs électriques du même type, donc deux fois plus puissante pourrait être testée. C'est moins simple, car il faut peut-être un circuit de refroidissement pour le moteur électrique et l'électronique de commande.

PLUME : le gain de poids permet de gagner beaucoup sur la motorisation et la batterie. On pourrait utiliser les moteurs de vélo électrique, s'il en existe avec un rendement correct > 85 %. Actuellement, nous craignons que cela plafonne à 70 % mais il faut investiguer plus.

ERE : la batterie est de type plomb étanche sans entretien ou nickel-cadmium. On espère tester d'autres type de batteries.
PLUME : le NiMH est aussi envisageable et pourquoi pas le lithium-ion.

MICROPROCESSEUR DE BORD

Le microprocesseur de bord affiche une jauge précise de 0 à 100 % de charge et les km restants qui sont estimés à la consommation moyenne réelle. Cette indication reste juste quelque soit l'âge de la batterie et la température grâce à un algorithme autoadaptatif. Le microprocesseur calcule aussi le taux de performance de la batterie pour savoir quand la remplacer. Il pilote le chargeur pour optimiser le temps de recharge et faire durer la batterie le plus longtemps possible.
Evidemment, pas de problème pour un microprocesseur sur une PLUME.

ERE le chargeur est dérivé d'un modèle standard pour charriots de manutention et la platine comporte un convertisseur 12 V qui rend optionnelle la batterie auxiliaire. La charge s'effectue en 3 h à 75 % et 6 h à 100 %

PLUME: on doit gagner sur le chargeur ou sur le temps de charge. Une charge rapide en 1 h est possible sur une prise ordinaire puisque la batterie est beaucoup plus petite.
Un appoint de recharge solaire devient possible avec des panneaux souples qui font toit par exemple.
La PLUME pourrait utiliser uniquement de l'éclairage à LED.

ERE : l'ensemble des composants peut constituer un kit de motorisation qu'un bon amateur équipé en outils pour la mécanique et l'électricité devrait pouvoir assembler en 200 heures environ. Le véhicule peut, soit circuler en immatriculationW pour un garage sur la voie publique, soit sans immatriculation sur un site privé. Mais pour l'homologation par type et l'assurance constructeur ERE, il faudrait des subventions et la demande de plusieurs dizaines d'engins, ce qui ferait également baisser le prix des composants.

PLUME : elle pose beaucoup moins de problème de fabrication et homologation. Le kit est lui-aussi ultra-léger et moins cher.

• dimensions : 2,50m x 1,40m, 2 portes
• masse à vide : entre 600 et 450 kg avec 250 kg de batterie au plomb ou 100 à 140 kg de Nickel/cadmium
• moteur 48 V continu à aimant permanent, de rendement >90% : 1 ou 2 x 10 kW - 10 kg
• autonomie maximale (en hydraulique) : 30 à 40 km avec une batterie plomb de 200 à 250 kg ou 140 kg de NiCd
  
• vitesse : 50 km/h (maxi 65 km/h)
• conduite automatique : pas de vitesse à passer ni d'embrayage
• recharge sur prise 230V/10 A en 4 h à 80 %
• consommation moyenne : 120 à 200 Wh/km - (soit en moyenne 0,75 € (5 F) d'EdF par 100 km)
• chauffage électrique + récupération de la chaleur du chargeur et de celle de la motorisation

NOUVEAU CONCEPT depuis 2002 :

Reprise de notre logo et idée initiale de 1994 d'un nouveau cheval pour la cité

PLUME L'ULTRA LEG'ERE
SPECIFICATIONS PROVISOIRES de "PLUME" :

C'est le tandem parallèle, comme 2 vélos accolés pour la stabilité et la portance.

• dimension < 2 m x 1 m, 1 à 2 sièges/(selles pour pédaler) + coffre fermé à clé, 3 roues (4 si pb de poids)
• masse à vide < 50 kg (60 kg maxi avec motorisation + batterie) : un défi
• charge utile dans les 150 kg ( 2 passager ou 1 passager + objets)
• usage piste cyclable autorisé
• vitesse comparable à celle d'un coureur cycliste (pas en descente, sinon on tend vers les 100 km/h ! : coeur de ville 25 km/h de base ; étendue 45-50 km/h, route 70-90 km/h
• carenage : toile décapotable
• 1 ou 2 moteurs + pédalier. L'accouplement doit être très simple.
• IMPORTANT : le moteur doit permettre de faire monter 100 kg sur une pente à 10 % entre 20 et 25 km/h. La limite légale 250 W ne va pas. Il faut beaucoup plus pour ne pas se trainer, à voir ... et savoir : calcul d'un moteur dans la XFAQ
• batterie < 3 à 15 kg (du plus léger au plus lourd : Lithium, Nickel ou plomb) pour la rendre amovible :autonomie de 20 à 100 km selon version, vitesse, appoint musculaire et charge
• chargeur sur prise 230 V/6 A (option toit solaire si ultraléger et souple, ou solaire fixe plus simple)
• consommation moyenne selon charge et relief : 20 à 80 Wh/km - (soit en moyenne quelques cEuro par 100 km et surtout 1 panneau solaire peut recharger (il en fallait plus sur un véhicule plus lourd)

......... et un prix cible de base de 3000 Euro

Nous avons tenté de positionner les différentes solutions ce qui nous a amené logiquement au choix actuel (vert sur le diagramme suivant un peu complexe au premier abord).
Axe horizontal : autonomie en km, axe vertical : vitesse, taille de la bulle et valeur caractérise l'énergie par km et poids utile transporté.
(Le marcheur ou le vélo porterait 5 à 15 kg, le triporteur jusqu'à 75 kg : charge ou passager). Le vélo électrique gagne en autonomie et confort mais pas en charge utile. Il ne permet pas non plus une protection pluie simple et un coffre. Un léger carénage permet d'augmenter la vitesse sans consommer plus car il améliore énormément l'aérodynamisme. ENCORE PLUS DE DETAIL ICI

Exemples de designs existants dont on pourrait s'inspirer :
	ZEDIS trouvé sur le site général MAXIMATIC
	Electro air bike Un dessin de forme interessant pour cette recherche sur un cycle à propulsion à air comprimé
	Lightfoot USA des vélo-cars existants et une forme de carénage (prix environ 3 à 4500 $ avec assistance électrique). La position couchée n'est pas forcément idéale en cote et dans un flux automobile. Il s'agit de mono-place.

ET aussi d'autres Velocar ou Vélomobile

Véhicule Suisse ZEM en Aluminium avec suspension (85 kg). 6000 Euro, sans toile ni moteur ; 2,67 m x 1,20 m : c'est un peu trop grand. Mais on est à la hauteur comme sur un vélo.	Un ancien concept car des années 70/80 la DING de M. Le Poix : l'idée est de suspendre l'habitacle ouvert au milieu d'arceaux porteurs qui font le toit. Trop grand, trop lourd en l'état mais ...	Le TWIKE monoplace carenné de 2,50 x 1,20 m, 250 kg, 70 km/h, 30 km, coûte environ 15000 Euro. Bien trop cher. Taille ok sauf hauteur très basse.

juste un tout petit aperçu du site musée pleins d'idées de formes de micro et mini véhicules, pour se convaincre que pour inventer, va falloir se creuser les méninges, à moins qu'il y ait déjà ce qu'on cherche, site de référence à visiter absolument ... avant de nous rejoindre

Composants de base :

- Le Moteur (Galet ou Roue ?)

Bien sûr la batterie est souvent citée comme point faible des véhicules électriques, mais pour les ultralégers le moteur électrique est également très critique, car on cherche la simplicité, la robustesse, la légéreté pour de fortes valeurs de couple et puissance.

Il faut une construction mécanique simple, pas de maintenance, pas de bruit de réducteur ou ventilateur, très peu de pertes d'énergie avec un excellent rendement et pour un coût faible. Comme ce moteur n'existait pas nous avons dû l'inventer ! ce qui fut une aventure passionnante pour Julien Gillonnier et Didier Marquet, avec ses moments de doutes, mais aussi ses moments de jubilation, et avec la complicité de Laplace, Faraday, Ampère, Poirson, Tesla, Picou, Feynmann et d'autres encore.

Le moteur inventé est sans balais et à un fort couple à basse vitesse, ce qui permet de se passer d'un réducteur de vitesse en le logeant par exemple au niveau de la roue avant, tandis que la propulsion musculaire se fait par le pédalier classique et la roue arrière. Ce moteur conviendra pour l'ERE plume à 3 roues, entre autres. Une solution moteur roue est possible, mais la version galet comme sur le célèbre SOLEX, est bien plus légère, simple et moins chère, car le moteur peut tourner plus vite et comporte moins de matériel.

Voir la XFAQ (eXploration et Foire Au Question) pour en savoir plus sur la difficulté de la propulsion et du stockage d'énergie électrique. Voir aussi l'historique des moteurs par Bernard Multon CNRS ENS Cachan, et le moteur à réluctance variable Jarret

ÓPNFERE 99,00,01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08 ...