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1 Sottaire Nos Objectifs Page 3 Général Page 6, 7 À propos de nous Le Streamliner Pages 4, 5 Pages 8, 9 Châssis Motorisation Pages 10, 11 Stockage énergie Pages 14, 15 Roues et Pneus La Compétition Pages 12, 13 icule h é V e L Transmission Pages 16, 17 Carrosserie Pages 18, 19 Pages 20, 21 Sécurité Pages 22, 23 Vos Avantages Pages 26, 27 Voyage ue Logistiq Nous Joindre Page 32 Pages 24, 25 Etat d’avancement Pages 28, 29 ts Contac Ils nous ont fait confiance Pages 30, 31 2 Nos Objectius Imaginer, Concevoir, Financer et Réaliser un Véhicule de course dans de brefs délais (2 ans). Prendre au pied de la lettre l’expression « Light is Right » de Colin Chapman (moins de 500 kg). Propulser ce véhicule grâce à une motorisation 100% électrique. Participer en 2016 à la semaine de la vitesse de Bonneville aux USA. Battre un Record de Vitesse ! 3 A propos Localisée sur 2 sites : LevalloisPerret (92) et Laval (53), l’ESTACA, école d’ingénieurs post bac est un acteur européen majeur dans le domaine des transports et de la mobilité. Elle forme en 5 ans après le Bac des ingénieurs dans les secteurs Automobile, Aéronautique, Spatial, Ferroviaires Grâce à une pédagogie innovante au cœur des problématiques actuelles des transports (écoconception, systèmes embarqués, système propulsif et énergie à bord, …) et à un centre de recherche en ingénierie en plein développement, l ’Ecole diplôme des ingénieurs dotés d’un savoir-faire technique reconnu dans le monde industriel et économique. Passionnés et professionnels, les ingénieurs ESTACA sont reconnus dans le monde industriel pour leur capacité à s’adapter rapidement. Très demandés par les entreprises, 80% des élèves-ingénieurs de l’école signent un contrat avant l’obtention de leur diplôme. 4 de nous… L’Association Initiation à la Technique et au Développement est une association étudiante à but non lucratif (loi 1901) rattachée à l’ESTACA. Elle fut créée en 1996 à Levallois-Perret mais demeure aujourd’hui exclusivement sur le campus Lavallois. Sa principale vocation est d’Initier ses membres aux techniques de l’industrie (bureau R&D et Production) grâce à la réalisation de mini projets ( CAO, Mécanique, Chaudronnerie, Composite etc.) ou au travers de véhicules sportifs et originaux. A ce jour, l’association compte 45 adhérents issus des 4 filières, travaillant sur quatre projets véhicule : IVR-S, EMMA, PHOENIX et ESTACA On The Salt . 5 La Cotpétition SPEED OF Un peu d’histoire... Depuis plus d’un siècle, Bonneville est le lieu incontournable pour les amateurs de vitesse et de sensations fortes toutes générations confondues. Chaque année durant une semaine en Août se déroule une course aux records, plus communément connue sous le nom de Semaine de la Vitesse. Aujourd’hui cette course d’envergure internationale regroupe de plus en plus d’amateurs et de professionnels dont le but est de battre un record au volant de véhicules plus étonnants les uns que les autres. Un peu de géographie... La semaine de la vitesse se déroule à Bonneville, dans le nord de l’Utah aux États Unis. La compétition a lieu sur les vestiges d’un ancien lac (le lac Bonneville), aujourd’hui asséché. Situé à 185 km de Salt Lake City, il est traversé par l’autoroute 80. De par sa constitution cette étendue a pour effet de contenir le peu d’eau qu’elle reçoit durant l’hiver. Le printemps arrivant, cette eau s’évapore, laissant une vaste surface de 260 km², parfaitement plate, et composée majoritairement de sel, et de minéraux. 6 WEEK BONNEVILLE Principe : Nous foulerons le lac salé pour la première fois, nous aurons donc le statut d’équipage « débutant ». Un passage d’initiation devra être effectué, sous les yeux des experts de la SCTA, sous la barre des 150 mph (soit 241.5 km/h). Si le jury déclare notre équipage ainsi que le véhicule conforme au règlement, nous pourrons tenter d’homologuer un record de vitesse. Pour valider la performance du véhicule, il faut réaliser deux passages sur la piste en moins de 4 heures. La piste fait une longueur totale de 7 miles (soit 11,265 km). La vitesse sera enregistrée entre le mile 3,4 et le mile 5 (soit entre 5,5 km et 8 km). Sur les deux passages, une moyenne est calculée permettant d’obtenir la vitesse retenue pour le véhicule. Les organisateurs: 7 ge na rei 6 F 5 Southern California Timing Association, et Bonneville Nationals Inc. 1 age 4 3 ro Ch 2 ati lér x2 n étr om on é Acc Inscription: • Toute inscription envoyée avant le 10 mai sera d’un montant de $525 ( soit 422€ ) • Toute inscription effectuée après cette date sera d’un montant de $725 ( soit 583€ ) Nous Soutenir L’inscription a un coût, aussi si vous souhaitez nous aider à la financer tout don de votre part sera grandement apprécié ! Coût Inscription Euros Dollars US 422€ $525 7 Le Streatliner Informations Générales Carrosserie Fibre de carbone Longueur max 6000 mm Largeur max 950 mm Empattement 4000 mm Voie avant 730 mm Voie arrière 550 mm Poids total 500 kg 4 roues motrices 750 mm 950 mm Type 550 mm 730 mm 8 Chaine de Traction Moteur Puissance totale Couple total Poids total motorisation Synchrone triphasé flux axial 280 kW ( 380 ch ) Jusqu’à 700 Nm 85 kg Energie embarquée Batteries Lithium Fer Phosphate Nombre de cellule 170 (prismatiques) Poids Batteries 85 kg Energie totale 5 kWh 950 mm 6000 mm 4000 mm 9 Châssis et… Le Châssis est conçu et réalisé à l’ESTACA par les étudiants d’ITD. Il sera de type tubulaire, en Acier 25Cd4S (équivalent US : E 4130). Toute la conception s’effectue sur CATIA V5. L’assemblage quant à lui débutera début 2015 sur le marbre présent dans l’atelier de l’école. La Structure sera soudée au TIG. Cellule de Survie Longueur 2000 mm Largeur 600 mm Hauteur 900mm Poids total (estimé) 49,7 kg Matériau Acier Nuance 25Cd4S, (25CrMo4) Forme Tube Rond 50x2mm Type Etiré 10 Liaisons Au Sol Articulations Nous choisissons des trains de type double triangle à l’avant et à l’arrière. Afin d’assurer le mouvement et le réglage de ces derniers, nous optons pour l’utilisation de rotules mâle femelle renforcées. Visserie La SCTA oblige les participants à utiliser une visserie de qualité pour leurs véhicules : Qualité 8.8 mini. Afin de réduire toujours plus la masse du véhicule, nous opterons pour une qualité supérieur (12.9) permettant ainsi, pour un même effort à transmettre, de réduire les dimensions de la visserie. Nous Soutenir Le 25Cd4S est un acier de qualité, mais coûteux, aussi si vous souhaitez soutenir financièrement cet achat n’hésitez pas à nous contacter ! Si votre entreprise fournit ou dispose de fournisseurs de rotules ou de visserie correspondants à nos besoins n’hésitez pas à nous contacter ! 11 La totorisation Pendant nos différentes études et simulations, nous avons pu déterminer l'ordre de grandeur d'énergie électrique afin d’atteindre nos objectifs de vitesse : il est apparu que le moteur Yasa-400 correspond parfaitement à notre cahier des charges. Le moteur YASA-400 est un moteur électrique de la société YASA-Motors. Il s’agit d’un moteur triphasé à aimants permanents traversé par un flux axial. L’avantage indéniable de ce type de technologie est son haut rendement (aux environs de 95%) ainsi qu’un poids léger et un faible encombrement, ce qui correspond parfaitement à notre type d’application (Streamliner de moins de 500 kg) Performances maximales Puissance max. 165 kW (224 ch) Couple max. 360 Nm Vitesse max. 7500 tr/min Performances nominales Nous souhaiterions équiper chacun de ces moteurs, avec un convertisseur 400 Vdc & 400 Arms venant également de YASA-Motors Puissance continu 85 kW (115 ch) Couple continu 250 Nm Rendement > 93 % 12 Pour assurer la propulsion de notre Streamliner, nous souhaitons équiper sa chaîne de traction de deux moteurs alimentés et contrôlés par deux contrôleurs venant du même mototriste YASA Chaque moteur pilotera indépendamment un essieux. Il sera relié à un différentiel mécanique par l’intermédiaire d’une chaine (cf transmission). Actuellement, deux étudiants travaillent sur la partie motorisation, au travers de projets pédagogiques, en étant encadré par un enseignant chercheur de l’ESTACA spécialisé dans la modélisation et la commande d’actionneurs électriques. Le dimensionnement du moteur et du contrôleur est maintenant terminé. Ces étudiants cherchent désormais à développer la commande et l’interaction avec la chaîne de traction afin d’optimiser ses performances et d’améliorer différents systèmes de sécurité visant à préserver le pilote durant la course. Nous Soute- Si vous disposez de produits similaires ou ayant des performances supérieures et si vous souhaitez nous fournir l’un de vos produits susceptibles de nous aider à atteindre nos objectifs, n’hésitez pas à nous en faire part. Nous serions ravis d’étudier la faisabilité de son/leur incorporation dans notre véhicule. Si vous ne possédez pas de produits de ce type mais que vous souhaitez investir dans cette partie du véhicule, tout don de votre part sera la bienvenue et grandement apprécié ! Coût des pièces Quantité Requise Budget (Unitaire) Moteur YASA 2 7500€ Convertisseur 2 4000€ Câbles HEV 6 350€ TOTAL 25 100€ 13 Batteries & Recharge Les cellules de poches prismatiques AMP20 sont des produits la société A123 Systems. Ces cellules sont très appréciées en compétition automobile électrique comme par exemple en Formula Student. Dans notre cas, ces batteries constituent un parfait compromis entre puissance et énergie : elles permettent d’effectuer une course avec suffisamment de puissance (200 kW maximum) disponible en permanence (8 km en ligne droite) sans pour autant avoir une masse très conséquente (85 kg max). Caractéristiques principales Dimensions Masse Valeurs 7.25 x 160 x 227 (mm) 496 g Capacité 19.6 Ah Energie contenue 65 Wh Puissance de décharge nominale 1200 W Tension nominale 3.3 V Puissance spécifique nominale 2400 W/kg Energie spécifique nominale 131 Wh/kg Densité énergétique 247 Wh/L Température d’utilisation -30°C à 50°C Température de stockage -40°C à 60°C 14 Nous souhaitons alimenter chaque moteur du Streamliner par un pack de 85 cellules prismatiques AMP20 correspondant à un total de 170 cellules à bord du véhicule. Ces deux packs seront disposés en parallèle dans le sens longitudinal du véhicule entre l’essieu avant et la cellule de survie. Le produit AMP20 est vendu par lot de 20 pièces. Nous aurions donc besoins de 9 lots de ces cellules. Actuellement, cinq étudiants travaillent sur la partie énergie embarquée du véhicule. Deux enseignants-chercheurs experts dans ce domaine les encadrent. Le dimensionnement du moteur et les simulations dynamiques ont permis de déterminer la puissance et l’énergie nécessaire au véhicule pour réaliser la course. Aujourd’hui les travaux portent sur la recherche de technologies alternatives afin de trouver une solution qui d’une part surpassera les cellules d’ A123 Systems et d’autre part permettra d’alléger le véhicule, (hybridation de différentes batteries). L’élaboration d’un système de gestion des batteries (BMS) fait aussi l’objet de leur étude. Ce système doit principalement surveiller la température des cellules, leur vitesse de décharge et leur niveau de charge. Nous Soutenir Si vous disposez de cellules ou de batteries ayant une puissance massique supérieure à 2400 W/kg et une énergie massique supérieure à 131 Wh/kg, n’hésitez pas à nous en faire part ! Nous serions ravis d’étudier la faisabilité d’incorporation de vos produits dans notre véhicule. Si vous disposez également de moyens techniques pouvant nous permettre d’assembler les cellules ou de développer un système de surveillance et de gestion des batteries, nous serions enchantés d’échanger avec vous ! Si vous ne possédez pas de produits de ce type mais que vous souhaitez investir dans cette partie du projet, tout don de votre part sera la bienvenue et grandement apprécié ! Cells coast Battery Pack AMP20 TOTAL Quantity Euros 2 4950€ 9900€ 15 Transtission Chaque essieux doit être en capacité de transmettre au moins 200 Nm de couple aux roues (100Nm/roues). Aussi après étude des solutions disponibles sur le marché, il est apparu qu’une transmission par double chaine suivi d’un différentiel puis de cardans serait une solution légère et peu contraignante (mise en place et financier) . Pièces et Matières Premières Excepté les roulements ou joints spi, l’ensemble des pièces mentionnées dans le tableau seront ré usinées. D’autre part les pièces « Sur mesure » présentes dans le tableau devront être usinée à partir de pavés ou de rondins en acier ou en aluminium. Pièces nécessaires Quantité Type Manchon Moteur 2 Sur Mesure Roulement Manchon 4 Normalisé Palier Manchon 4 Sur mesure Couronne dentée moto 4 Normalisée Chaine Moto 2 Normalisé Demi coquille pour différentiel 4 Sur mesure Différentiel* 2 Normalisé Roulement différentiel 4 Normalisé Palier Différentiel 4 Sur mesure Cardan* 4 Normalisé Fusée* 4 Normalisé Roulement de Fusée 8 Normalisé Joints Spi 4 Normalisé *Ces pièces doivent provenir d’un même véhicule dont le couple max se situe entre 200Nm et 250 Nm 16 Nous Soutenir Lors de la réalisation de nos deux transmissions, nous aurons à réaliser de nombreux usinages. Aussi si votre entreprise opère dans le secteur de la mécanique ou de l’industrie et qu’elle dispose d’infrastructures adaptées à l’usinage de pièces métalliques, n’hésitez pas à nous le faire savoir. Nous serions ravis de réaliser nos pièces via un partenariat. Si votre entreprise, fournis ou dispose de fournisseurs de pièces ou de matières premières correspondant à nos besoins n’hésitez pas à nous contacter ! Tout soutien financier serait également grandement apprécié ! 17 Jantes… Pour assurer la transmission de la puissance au sol le véhicule (4 roues motrices) nécessite 2 paires de jantes adaptées au contexte de leurs utilisation. Ci-dessous un tableau des critères que les jantes devront remplir : Critères de Sélection Faible Masse < 5kg Vitesse max + 340km/H Couple transmissible +/-100 Nm Diamètre 17 pouces Largeur 190mm Type A déport Montage 2 Solutions Techniques Apparaissent : Faire Usiner les Jantes Trouver des jantes sur le marché Sur Moyeux Après une étude des jantes présentes sur le marché une solution technologique est apparue : Jante Arrière DUCATI Panigale 1199 Marque Masse Vitesse max Couple transmissible Diamètre Marchesini 3,8 Kg + 340km/h 97 Nm R17 Largeur 190mm Type A déport Montage Sur Moyeux (Mono-bras) Afin de pouvoir exploiter ces jantes, il est nécessaire d’avoir des moyeux adaptés munis de leurs accessoires (écrou de roue (+ douille). 18 et Pneus Les pneus sont les derniers maillons de la Chaine de Traction. Aussi pour ne pas compromettre la performances des organes précédents, il doivent répondre aux critères ci-dessous. Critères de Sélection Masse <6kg Vitesse max + 340 km/h Hauteur Flanc +/- 45mm Diamètre R17 Largeur 190 Type Plat Montage Valve Tube Less Acier Nous Soutenir Nous souhaitons équiper le Streamliner de 4 jantes Marchesini. Aussi si votre entreprise dispose de ces produits, et souhaite nous soutenir, faites le nous savoir ! Nous vous recontacterons avec grand plaisir ! Nous recherchons un fournisseur de pneus adaptés à la compétition et correspondant aux jantes précédemment présentées. Si votre entreprise ou vos fournisseurs peuvent nous proposer ce genre de produit faites nous le savoir ! Ici encore, tout soutien financier est grandement apprécié ! Enfin, si vous disposez d’information techniques précises sur ces produits nous serions ravis d’en profiter. 19 Carrosserie La Carrosserie fait l’objet d’une étude poussée réalisée sur deux semestres par quatre étudiants de l’ESTACA en 4ème Année encadrés par un expert de l’ONERA. Informations Générales Matériaux Fibre de Carbone Masse < 70kg Appui 500 Kg S Cx 0,073 L’étude de la carrosserie se fait grâce à l’emploi d’outils tels que Catia V5 et ANSYS Fluent. 20 Cette pièce est primordiale dans la conception du véhicule car elle se doit de mêler légèreté, rigidité, robustesse et aérodynamisme tout en laissant suffisamment de place à l’intérieur pour permettre un agencement convenable des organes nécessaires au fonctionnement du Streamliner. Par sa forme profilée elle devra guider au mieux le flux d’air permettant lors du freinage au parachute de se déployer dans l’axe du véhicule. Après trois mois de travaux l’équipe carrosserie nous laisse entrevoir leurs premiers résultats… Le profil est élégant et le SCx prometteur (0,073). Nous Soutenir Pour réaliser la carrosserie du Streamliner nous nécessitons de produit tels que de la mousse expansée, du démoulant pour le moule, ou encore de la résine et de la fibre de carbone ainsi que d’une infrastructure adaptée au travail du composite… Dès lors si votre entreprise peut nous mettre à disposition un ou plusieurs de ces éléments, faites le nous savoir: nous seront très heureux de vous recontacter ! Bien entendu de nombreux étudiants sont prêt à donner de leurs temps pour la réalisation des travaux. 21 Sécurité La Semaine de la Vitesse de Bonneville est l’une des compétitions au monde donnant le plus de libertés à ses participants (conception solutions technologiques, formes etc.). Grâce à cela et à son caractère non lucratif elle offre la possibilité à tous les budgets de pouvoir y participer. Cependant, la règlementation se durci dès que l’on aborde le sujet de la sécurité du pilote et de sa machine. Equipement Pilote Le règlement impose au pilote de s’équiper d’un casque automobile muni de son support et d’une combinaison ignifugée. Par ailleurs il devra être solidement harnaché au moyen d’un harnais 5 points. 22 Lors de l’inspection technique avant la course, des commissaires de la SCTA viennent inspecter chaque véhicule et donnent ou non leur accord pour participer aux différentes épreuves. Equipement Véhicule Concourant dans une catégorie où le record existant est supérieur à 200 mph notre véhicule devra être muni d’un parachute pour le freinage . Enfin deux extincteurs seront installés afin de sécuriser pilote et véhicule en cas d’incendie. Les extincteurs devront prévenir les incendies d’origine électrique. Bien entendu l’extincteur compartiment pilote ne pourra être de type C02. Le véhicule devra emporter au moins 5kg de produit, avec au minimum 3kg destiné au compartiment pilote. Nous Soutenir Si vous souhaitez nous aider, et si votre entreprise fournit ou dispose de fournisseurs de produits correspondant à nos besoins n’hésitez pas à nous le faire savoir ! Nous vous recontacterons avec joie ! Si votre entreprise souhaite nous aider financièrement dans l’achat de ces produits tout don sera grandement apprécié ! 23 Le voyage des hottes… Expédier l’équipe à Bonneville La dernière étape du projet avant la compétition est de faire franchir l’Atlantique à une dizaine des membres du projet afin d’assurer le bon déroulement de la course. Location des véhicules sur place Une fois sur place nous devons louer deux camping-cars cinq personnes ainsi qu’un pick-up ou un van muni d’un attelage, afin de contenir l’ensemble des outils et pièces détachées et de tirer la remorque supportant le Streamliner. Permis de conduire En outre, trois membres du projets de plus de 21 ans devront détenir le permis EB afin d’être en droit de conduire l’ensemble des véhicules cités précédemment. 24 et du Matériel Expédition du Matériel La deadline du projet est fixée par les délais d’expéditions du matériel aux USA. Deux possibilités s’offre a nous : une expédition par avion cargo, ou par container bateau. Malgré de long délais (expédition courant juin 2016), la solution par bateau, reste la plus abordable et avantageuse (masse et volume). Recharge des Batteries Afin de recharger les deux pack batteries du Streamliner en plein milieu du lac salé, nous aurons besoin d’une importante source d’énergie électrique. Pour cela nous avons besoin de deux groupes électrogènes capables de fournir 5,5KW à chacun des deux chargeurs de batteries. Nous Soutenir La logistique constitue une lourde charge pour ce projet. Aussi si votre entreprise souhaite nous épauler et dispose de moyens techniques ou financiers afin de nous aider à expédier hommes et biens outreAtlantique, faites le nous savoir, nous serons heureux de vous recontacter ! 25 Vous y gagneriez quoi ? Mise en valeur de votre entreprise Présence de votre logo : Sur le Véhicule ; Lors des présentations officielles du Streamliner ; Sur l’ensembles des supports de communications liés au projet (web & papier) ; Sur les vêtement team / barnum / véhicules lés au projet lors des présentations officielles. Pages 24/ Emplacement des Logos Sur Pages 22/23 Pages 20/ La Carrosserie Ci-Contre un schéma illustrant les différents emplacement réservés aux logos des partenaires. Chaque emplacement correspond à une part du véhicule présentée précédemment. Les dimensions de chaque emplacement est proportionnelle à l’investissement financier et/ou matériel requis pour atteindre nos objectifs. Pages 22/23 Pages 20/ Pages 24/ 26 Une Opportunité inhabituelle de communiquer… La Semaine de la Vitesse de Bonneville est un évènement très médiatisé aux ÉtatsUnis. Aussi nous soutenir vous permettrait de bénéficier de retombées valorisantes lors de la compétition. Votre entreprise soutiendrait un projet alliant Sport, Performance et Innovation. Le Nom de votre entreprise serait associé à un Record de vitesse dans une catégorie (Categorie E-1) en plein essor. Les Streamliners sont les véhicules les plus spectaculaires et médiatisés. Par ailleurs, la motorisation électrique suscite le plus de curiosité. Le nom de votre entreprise bénéficiera donc de ces deux aspects. Evènementiel Mise à disposition du Streamliner lors de vos évènement de communication /25 Pages 12/13 Pages 18 /19 Pages 16 /17 /21 Pages 10/11 Pages 14/15 /21 /25 Pages 12/13 Pages 18 /19 Pages 16 /17 27 Où en sottes nous... Certaines personnalités du milieu de l’industie viennent nous rencontrer... Gérard Feldzer & JeanMichel Benad (PDG du groupe ITS) La presse parle de nous... 28 La construction avance à très grand pas... 29 Ils nous ont uait confiance... 30 ...Et vous ? Résumé du Budget estimé à engager Partie Mécanique Quantité requise Budget estimé (unitaire) Châssis 1 2000 € Transmission 1 2000 € Jante Arrière DUCATI 4 1660 € Pneu de Moto 5 200 € Parachute 1 700 € Articulations 1 800 € Visserie 1 500 € Harnais de sécurité 1 300 € TOTAL 13 940 € Partie Electrique Quantité Requise Budget estimé (unitaire) Moteur 2 7 500 € Convertisseur 2 4 000 € Câble HEV 6 350 € Pack Batterie 2 4 950 € TOTAL 35 000 € Partie Logistique Quantité Requise Budget estimé (unitaire) Billet Aller-Retour 10 1500 € Inscription 1 422 € TOTAL 15 422 € 31 Nous contacter Les Responsables Alexandre PENOT Guillaume TATRIE (Châssis, Transmission & Liaisons au sol) (Chaine de traction & Systèmes Embarqués) [email protected] [email protected] +33 6 79 96 24 03 +33 6 09 59 84 31 17 Rue des Cornetteries 23 Rue André Bellesort 53 000 LAVAL 53 000 LAVAL Notre Ecole ESTACA Campus Ouest Parc Universitaire Laval Changé Rue Georges Charpak BP 76121 LAVAL Cedex 9 France association-itd.e-monsite.com 32