Karting électrique

Lycée Edouard Branly – Terminal STI2D - ITEC
Dossier de Soutenance
Projet Karting Electrique
Bruneau Julien– T2D4 – 2014
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Lycée Edouard Branly – Terminal STI2D - ITEC
SOMMAIRE
I – Présentation du projet en équipe
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Les enjeux et le but du projet
Cahier des charges
Budget et sponsors
Les domaines d’applications
Le rôle et la fonction de chacun
II – Mon rôle dans ce projet
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Présentation de ma partie
Les Problématiques
Les Solutions techniques
Tests et simulations
Les Pièces finalisées
III – Statut du projet
3.1 Les pièces réalisées par l’équipe
3.2 Tests
3.3 Conclusion
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I – Présentation du projet en Equipe
1.1 Les enjeux et le but du projet
Le projet consiste à transformer un kart thermique en électrique avec la problématique suivante :
Comment se déplacer sans consommer d’essence et sans rejet de CO2 pour réduire la pollution tout en
gardant de la performance ?
Nous nous baserons sur un châssis thermique de type location pour arriver à un prototype électrique. Ce projet
aborde les thèmes sociétaux du transport, de l’environnement et du loisir et il sera effectué en collaboration avec
un groupe d’EE (Energie). Les enjeux sont d’adapter tous les nouveaux éléments mécaniques et électriques qui
permettent la réalisation du prototype.
1.2 Cahier des Charges
Le kart électrique devra répondre à un besoin défini :
Rendre l’utilisation du kart moins polluante, c’est-à-dire rouler sans consommer de carburant pour réduire le
rejet de CO2 et la pollution.
Pour cela, le kart doit respecter une liste clairement définie de contraintes et d’exigences dont voici les grandes
notions :
-
Etre sécuritaire pour le pilote
Etre résistant et suffisamment solide
Etre prévu pour rouler dans le contexte de la location de Karting
Respecter les normes des pistes de kart (F.I.A)
1.3 Budget et sponsors
Pour pouvoir développer notre projet, nous avons élaboré un budget, au final plutôt élevé. Nous avons donc
recherché des sponsors et des aides. Notre camarade Fabien Dormont a réussi à trouver l’ensemble de nos
sponsors pour financer notre projet, mais chacun d’entre nous c’est investi et nous avons tous trouvé des aides
extérieures. Toutes les ressources pécuniaires ont été générées par nos sponsors mais également par notre
lycée.
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Pour trouver des sponsors et les valoriser par la suite, notre chef de projet a crée un site internet. Celui-ci nous a
d’abord servi à promouvoir notre projet sur internet et il est rapidement devenu un outil de travail. En effet,
comme nous avons beaucoup travaillé de chez nous, il était préférable d’avoir une base de données commune.
Nous avons intégré celle-ci au site internet mais de manière verrouillée (mot de passe).
De plus, comme nous travaillons en collaboration avec un groupe d’EE, nous avons créé un forum pour faciliter les
échanges au sein de l’équipe mais aussi avec le corps enseignant.
Site internet : http://kartelectrique.wix.com/projet-karting-sti2d
1.4 Les domaines d’applications
Dans ce projet, on retrouve quatre grands domaines de compétences, répartis de manière homogène entre les
différents membres de l’équipe :
-
L’énergie
La motorisation
La transmission et la liaison au sol
La carrosserie
1.5 Le rôle et la fonction de chacun
-
Clément Confrère
Rôle : Fixation système d’Energie (supports batteries gauche)
Fonction : gestion du planning
-
Valentin Fort
Rôle : Fixation système d’Energie (support batterie droit)
Fonction : gestion des croquis/dessins
-
Antoine Dupire
Rôle : Motorisation (Support moteur)
Fonction : gestion du travail personnel du groupe
-
Fabien Dormont
Rôle : Transmission et liaison au sol (Trains roulant et système de freinage)
Fonction : fondateur du projet ; chef de projet ; démarche entreprise et fabrication des pièces
-
Julien Bruneau
Rôle : Carrosserie (support et étude carrosserie)
Fonction : Démarche entreprise et Stickers sponsoring
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II – mon rôle
2.1 Présentation
Dans ce projet, mon domaine est celui de la protection et de l’aérodynamisme. Je dois rendre le kart le moins
résistant à l’air et le plus sécurisant pour le pilote. Pour cela j’ai adapté une carrosserie modulable pour les pistes
extérieures et intérieures. Le but est de protéger l’accès aux parties dangereuses pour le pilote, c’est à dire les
batteries, les câbles, le moteur, la courroie, le différentiel, et le variateur tout en répondant au cahier des charges
que nous nous sommes fixés et en respectant les normes de la FIA (Fédération International de l’Automobile) et de
la FFSA (Fédération Française du Sport Automobile).
2.2 Problème
Le cahier des charges m’oblige cependant à respecter certaines contraintes. Je dois protéger les batteries des
chocs de l’extérieur (autres kartings, murs de pneu …), adapter une carrosserie pour les circuits en pleine air et
les circuits intérieurs. Mes carrosseries devront être les plus légères et résistantes possible pour permettre au
karting de ne pas dépasser les 250 kilogrammes synonymes de montage de frein à l’avant et pour rester dans la
réglementation de la FIA et de la FFSA. Ces pontons devront être démontables pour permettre la maintenance des
batteries ou leur remplacement. Les câbles électriques devront être gainés.
2.3 Les solution techniques
a) Carrosserie aérodynamique
Dans le but d’améliorer l’aérodynamisme du karting et de réduire son coefficient de pénétration dans l’air, je
voulais créer une carrosserie sur mesure au karting fermé comme les F1 de nos jours. Mais ce système est trop
dur à mettre en œuvre (moules, coût, matières...). J’ai essayé de créer un fond plat toujours comme sur les F1 mais
le coût, et la complexité du processus de fabrication ne me l’on pas permit. De plus la réelle efficacité apporter par
une carrosserie sur mesure n’aurait pu être démontré faute de logiciel d’aérodynamisme. Je me suis donc tourné
vers une carrosserie de Super Kart et me suis chargé de l’adapter à notre karting. Cette carrosserie de Super Kart
est composée d’un museau, de deux pontons latéraux et d’une bulle et sera utilisée pour l’extérieur. Pour l’intérieur
nous utiliserons le museau d’un kart normal.
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b) Le museau
Pour fixer le nez du karting, je dois trouver une solution adaptable au deux nez (Super Kart et normal), et qui
protége les pieds du pilote en cas de choc par l’avant. Ma première idée est d’utiliser une feuillure pour le nez de
Super Kart avec une patte de fixation pour le nez normale. Mais cette solution ne permet pas une bonne protection
des pieds du pilote. Ma seconde idée est de reprendre l’ancienne pièce qui a déjà fait ses preuves et de la modifier
pour pouvoir fixer les deux nez avec des pattes de fixation adaptées aux deux.
c) Les pontons latéraux
Pour fixer les pontons latéraux au châssis, j’essai de fixer deux feuillures sous le châssis et de glisser les pontons à
l’intérieur pour les fixer. Mais cette solution malgré une très bonne modularité ne me permet pas de protéger les
batteries des chocs latéraux, et sa mise en œuvre doit être très précise pour permettre au ponton de s’y glisser.
Je décide de souder au châssis du tube cintré pour protéger les batteries des chocs, et de fixer par un système de
goupille le ponton à ces tubes.
d) Protection latérale
Pour les protections latérales des parties mécaniques et électriques, les pièces doivent être les plus légères et
ergonomiques possible, pour laisser le plus de place au pilote dans le baquet. Les solutions sont donc restreintes.
Ma première solution est de fixer directement dans le châssis ces protections, mais pour garder la rigidité du
karting j’ai préféré créer des pattes de fixation soudées au châssis, et des pattes sur ma protection pour pouvoir
les fixer entre elles par un système de goupille, toujours dans le but de garder la possibilité de démontage.
e) Protection de variateur
La protection du variateur reprend les contraintes des protections latérales c’est à dire légère et ergonomique
pour pouvoir passer entre les jambes du pilote, à la place de l’ancien réservoir d’essence. Ma solution est de créer
une fois de plus des pattes de fixation à ma protection pour pouvoir la fixer au fond plat du karting. Cette protection
devra pouvoir accueillir, la prise configuration du variateur, le bouton d arrêt d’urgence, et le taux de décharge des
batteries.
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f) Carrosserie arrière
Pour la carrosserie arrière aucun changement n’a été fait sur sa forme ni sur sa fixation, elle sera seulement
rehaussée de quelque cm pour laisser passer le différentiel.
2.4 Tests et simulations
Pour tester mes pièces j’ai utilisé le logiciel de simulation des forces (simulation Xpress) compris dans Solide
Works. Ce logiciel permet de voir la déformation de la pièce en millimètre, et la répartition de la force en Newton
par millimètre carré. Elle permet aussi de connaître le coefficient de sécurité de la pièce.
Protection batterie latérale
Protection batterie avant
Ponton latéral gauche
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2.5 Pièces finalisée
A ce jour (le 17 mai 2014) mes pièces sont en cours de fabrication, je n ai donc aucune photo des pièces finies.
Protection variateur
Fond plat
Fixation museau
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III - Statut du projet
3.1 Les pièces réalisées par l‘équipe
Support batterie droit
Fixation moteur
Support batterie gauche
Différentiel, couronne, freins
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3.2 Tests
Suite au montage du kart, nous avons d’abord procédé à des tests de l’ordre fonctionnel. Nous avons ensuite
vérifié l’état général du kart.
Nous avons organisé un évènement pour le tester dans le kart ’Indoor de Lyon (Vénissieux), l’un de nos sponsors.
Le but est de faire un comparatif entre notre kart et un kart thermique mais également pour remercier tous nos
sponsors de nous avoir suivis dans cette belle aventure.
3.3 Conclusion finale
Ce projet est une aventure technique et humaine formidable, qui nécessite beaucoup de moyens, de temps, et
d’investissement personnel. Il est très bénéfique puisqu’il nous permet de découvrir de nombreux domaines
techniques (mécanique, aérodynamique, électricité…). Nous avons du échanger avec des entreprises, des
industriels et des professionnels comme les ingénieurs du Trophée Andros Electrique. Les seuls cours d’ITEC n’ont
pas suffit et nous avons travaillés en dehors de ces cours pour la finalisation du projet.
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