Vous voulez construire une voiture solaire…
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Vous voulez construire une voiture solaire…
COURSE DE VOITURES SOLAIRES Alors… Vous voulez construire une voiture solaire… Brochure éditée par le « National Renewable Energy Laboratory » U.S.A. Traduit de l’anglais par Marc TAUSS Table des matières Energie Solaire Activité 1 Activité 2 Activité 3 Activité 4 Activité 5 Activité 6 Maintenant, vous commencez à construire une voiture solaire… Quelques trucs pour concevoir la transmission Calculs théoriques Le design d’une voiture solaire Construire une voiture solaire modèle réduit est tout à fait similaire à la construction d’une vraie voiture. Les élèves devront travailler comme de vrais ingénieurs, et tenir compte des effets des forces suivantes, lorsqu’ils feront des choix quant au design ou aux matériaux utilisés. La friction L’inertie (gravité) La vitesse (aérodynamique) Les jeunes ingénieurs devront considérer l’aérodynamique (la force de la retenue de l’air qui agit sur un corps en mouvement) lorsqu’ils choisiront la forme de leur véhicule. En outre, les constructeurs devront savoir comment fonctionne une cellule solaire photovoltaïque, et comment transférer l’énergie solaire aux roues de leur voiture. Cette brochure donne des informations, et propose des activités qui permettent de démontrer comment fonctionne une transmission et des cellules solaires. 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org L’énergie solaire Information générale aux professeurs Pourquoi expérimenter et faire des recherches sur les énergies alternatives telles que l’énergie solaire ? Les véhicules solaires convertissent l’énergie du soleil en électricité. Les véhicules électriques stockent leur énergie dans des batteries. Parce que les véhicules électriques, et électro-solaires ne consomment pas directement de carburant fossile, ils polluent beaucoup moins. Remplacer tous les véhicules à essence par des véhicules électriques et solaires permettraient de réduire les émissions de CO2 de façon très importante. NDTR : La production d’électricité par des capteurs solaires photovoltaïques n’est pas du tout une utopie. A titre d’information, une surface équivalente à un carré de 5 km de côté suffirait à produire la même quantité d’électricité que toutes les centrales nucléaires de Suisse. (chiffres basés sur la production de la centrale solaire du Mont-Soleil dans le Jura Neuchâtelois). La matière première d’un système électro-solaire est la cellule photovoltaïque. La puissance délivrée par une cellule dépend de sa taille et de son efficacité. Ces cellules sont des fines tranches de Silicium sur lesquelles a été étalée une fine couche d’impuretés positivement chargées, comme du Boron. La tranche de Silicium du dessous est négativement chargée. Au milieu de cette « tartine» se trouve donc la jonction entre le matériel positivement chargé (Boron), et le matériel négativement chargé (Silicium). La couche positive du haut accepte les électrons, alors que la couche négative du bas les laisse s’échapper. Ce qui crée un courant électrique. Exposé à la lumière, le panneau solaire produit un courant électrique. Les photons de la lumière frappent les électrons de la couche du bas qui sont éjectés, et récupérés par la couche du haut. En branchant des câbles électriques sur les deux couches, on obtient une source d’électricité capable de faire fonctionner une radio, tourner un moteur ou charger une batterie. La puissance électrique peut être directement mesurée en connectant un voltmètre et un ampèremètre entre les deux câbles. Le voltage représente la pression de l’électricité produite, alors que l’ampérage représente le flux d’électrons. La puissance en Watt est le produit du voltage (volts) et de l’ampérage (ampères). Les activités qui suivent donnent la possibilité aux élèves de mesurer la puissance délivrée par des panneaux solaires ou des cellules photovoltaïques. En faisant des essais et des erreurs, les étudiants parviendront à déterminer quelles sont les conditions optimales pour produire de l’électricité avec des cellules photovoltaïques. Ce qui leur permettra probablement par la suite de faire des choix judicieux lorsqu’ils construiront leurs voitures. 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Activité 1 Sujet : Durant quelle partie de la journée l’énergie solaire est-elle la plus importante ? Matériel requis : Une cellule solaire Un moteur avec une hélice fixée sur l’axe Du soleil… Procédure : 1) 2) 3) 4) 5) 6) Connecter la cellule solaire au moteur Aller à l’extérieur, exposer la cellule au soleil, et noter à quelle vitesse tourne l’hélice Compter le nombre de tour d’hélice par minute Répéter l’opération à différents moments de la journée (9h, 12h, 15h) A chaque essai, notez également les conditions météo Répéter cette expérience pendant plusieurs jours DATE 9h00 12h00 15h00 Conditions météo MOYENNE Conclusions : Quel moment de la journée est-il le plus intéressant pour produire de l’énergie solaire ? Quelles conditions météo sont-elles les moins avantageuses ? Question ? Pourquoi utilise-t-on généralement des batteries dans un système électro-solaire ? Activité 2 Sujet : A quel angle d’inclinaison, le soleil produit-il le plus d’énergie ? Matériel requis : Les données récoltées pendant l’activité no 1 Un crayon Un rapporteur Du soleil… Procédure : 1) Tenir le crayon debout de façon qu’il soit parallèle aux rayons du soleil (soit, lorsqu’il ne fait pas d’ombre…) 2) Mesurer l’angle en utilisant le rapporteur 3) Effectuer ces mesures aux mêmes heures que les mesures de l’activité 1 9H00 12H00 15H00 ANGLE DU SOLEIL MOYENNE DU NBR DE TOURS 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Conclusion : - Quelle influence a la position du soleil sur la production d’énergie solaire ? - Comment placer le panneau solaire de façon à maximiser la puissance produite à n’importe quel moment de la journée ? Suite possible : Tracer un graphique des angles d’inclinaison et des nombres de tours observés lors de l’activité 1 Activité 3 Quel circuit délivre plus de puissance : deux cellules en série ou deux cellules en parallèle ? Matériel requis : 2 cellules photovoltaïques de 0,5 volt environ 1 petit moteur de 1,5 volts 1 milliampèremètre 1 voltmètre Un fer à souder Un câble rouge et un câble noir Vous pouvez aussi faire cette expérience plus simplement avec le matériel de la valise photovoltaïque Energie Romande que n’importe quel enseignant peut emprunter. Renseignements Tél. 0848 / 80 29 00, ou contacter Dario Morisoli aux Services Industriels de Genève tél. 022/420.70.75 qui pourra venir dans votre classe avec cette valise. Procédure : 1. Préparer les cellules en soudant un morceau de câble rouge sur la partie arrière de la cellule (pôle positif) Souder un morceau de câble noir sur la partie avant de la cellule (pôle négatif) 2. Connecter les deux cellules en série (voir dessin page suivante) 3. Placer le tout en plein soleil, et mesurer les volts et les milliampères 4. Connecter les deux cellules en parallèle (voir dessin page suivante) 5. Placer à nouveau le tout en plein soleil, et mesurer les milliampères et les volts 6. Calculer la puissance générée en watt Volts x milliampères = Watts 1000 Milliampères Volts Puissance en watts Série Parallèle Conclusion : Quel est le circuit qui produit le plus haut voltage ? Quel circuit produit-il le plus de puissance en watt ? Note pour l’enseignant : Les cellules connectées en série produisent un plus haut voltage. Les cellules connectées en parallèle produisent un courant plus intense. Les deux circuits produisent la même puissance. L’un a plus de volts et moins d’ampères, et l’autre plus d’ampères et moins de volts. 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Activité 4 Sujet : Les poulies et courroies peuvent être utilisées pour faire tourner les roues d’un véhicule Matériel requis : Un marteau, des clous, une planche Un grand élastique qui servira de courroie Une grande et une petite poulie (NDTR par ex. de vieilles bobines de fil…) Procédure : 1. 2. 3. 4. 5. Planter deux clous dans la planche, à une distance telle que la courroie soit assez tendue Placer une poulie sur chaque clou. Elles doivent pouvoir tourner librement Installer la courroie de manière à ce que lorsqu’on tourne une poulie, l’autre est entraînée par la courroie Faite une marque sur le haut de chaque poulie En commençant juste sur la marque, tourner la grande poulie un tour complet Conclusions : Combien de tours la petite poulie a-t-elle tourné pendant que la grande faisait un tour ? Dans quelle direction les poulies tournaient-elles ? Extension : Est-ce que la longueur de la courroie change quelque chose ? Activité 5 Sujet : Les transmissions sont utilisées pour transférer les forces d’une partie d’une machine vers une autre partie. Une transmission permet de changer la vitesse de rotation, mais aussi la direction de rotation. Matériel nécessaire : La planche et les poulies de l’activité 4 Un marteau et des clous Un élastique pour servir de courroie Procédure : 1. Plantez un clou plus éloigné de la grande poulie, et placez y la petite poulie. 2. La courroie sera désormais plus tendue. 3. Tournez la grande poulie encore une fois, pour vérifier si la petite poulie tourne le même nombre de tour qu’avant. 4. Faites effectuer un huit à la courroie, de sorte que le croisement du huit soit situé entre les deux poulies 5. Tournez à nouveau la grande poulie Conclusions : Combien de tours la petite poulie a-t-elle effectuées ? Dans quelle direction a-t-elle tourné ? 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Activité 6 Sujet : Dans les engrenages, l’avantage mécanique est déterminé par le ratio du nombre de dents de deux engrenages. Matériel nécessaire : Des morceaux de carton épais, un compas, un crayon, des ciseaux, une planche, un marteau et des clous. Procédure : 1. Découpez un engrenage de 8 cm de diamètre à 8 dents dans du carton épais. 2. Découpez un engrenage de 16 cm de diamètre à 16 dents dans le même carton. 3. Montez les engrenages sur la planche avec des clous au centre de manière à ce qu’ils puissent tourner librement. 4. Marquez une dent sur chaque engrenage. 5. Tournez l’engrenage à 8 dents vers la droite d’un tour. Sur le tableau, notez dans quelle direction tourne l’engrenage à 16 dents, et jusqu’où. 6. Tournez l’engrenage à 16 dents. Notez comment l’engrenage à 8 dents tourne. 7. Découpez à présent un grand engrenage de 32 cm à 32 dents et testez-le de la même manière avec les deux autres engrenages à 8 et 16 dents. Attention: Il est possible d’utiliser des engrenages existants, par exemple provenant de jeux LEGO. 8 dents 16 dents 32 dents 1 2 4 xxx xxx xxx 8 dents 16 dents 32 dents 1 Xxx 2 xxx 4 Xxx 8 dents 16 dents 32 dents Xxx 1 xxx 2 xxx 4 1 xxx 2 xxx 4 xxx xxx 1 Xxx 2 xxx 4 xxx Xxx xxx 1 2 4 Conclusions : Quel est le ratio entre le petit et le moyen engrenage ? Quel est le ratio entre le moyen et le grand ? Quel est le ratio entre le petit et le grand ? 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Ainsi, vous construisez une voiture solaire modèle réduit… Ci-dessous, quelques indications sur le processus de construction. Les matériaux et le design Le poids est crucial. Les cellules solaires ne produisent pas assez de puissance pour déplacer des véhicules lourds. Choisissez des matériaux légers et qui se travaillent facilement. Par exemple : du bois de balsa, de la mousse isolante (sagex, roofmate), du papier d’emballage transparent tendu sur un châssis. L’Aérodynamique est aussi importante. La retenue frontale, et le vent latéral doivent être pris en considération. Le châssis doit être stable, et permettre l’installation de tous les composants (moteur, panneau solaire, roulements). Le choix du matériel pour les roues, ainsi que l’alignement des roues peuvent faire une très grosse différence de friction. Il doit évidemment y avoir un minimum de friction pour de meilleures performances. Mécanisation La transmission peut être récupérée sur de vieux jouets. On évitera les transmissions à quatre roues motrices qui génèrent de grosses frictions et diminuent les performances. Vous pouvez aussi récupérer des engrenages dans des vieux appareils à cassettes ou des calculatrices qui impriment. Un engrenage est une roue dentée. Par lui-même, un engrenage ne peut pas faire grand chose. Les engrenages doivent être combinés entre eux de façon à produire du couple aux roues de votre voiture. Les engrenages permettent de changer la vitesse et le sens de rotation. Imaginez que vous avez à disposition deux engrenages : un de dix dents, et un autre de 20 dents. Si vous appliquez la force sur l’engrenage de 10 dents, l’engrenage moteur, il effectuera une rotation complète, pendant que l’engrenage entraîné de 20 dents n’effectuera qu’un demi-tour. Avec un arrangement comme ça, il sera possible de lever une charge lourde avec peu d’effort. Exactement la moitié de la force sera nécessaire. Néanmoins, il faudra effectuer le double de rotations. Par contre, si vous tournez l’engrenage à 20 dents, il tournera une seule fois pendant que l’engrenage entraîné de 10 dents effectuera deux rotations complètes. Vous utiliserez ce type d’arrangement pour favoriser la vitesse au détriment de la force. 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Dans cette machine, la petite roue dentée (le pignon) a quatre fois moins de dents que la grande, elle tournera donc quatre fois plus vite. La machine de gauche lèvera de plus lourdes charges. La machine de droite ne lèvera que des charges plus légères, néanmoins beaucoup plus vite. Quelques idées pour le choix d’une transmission 1. Comment réaliser la transmission ? Soyez créatifs. Il n’y a jamais une seule solution à un problème. 2. Comment faire passer la puissance du moteur aux roues ? Expérimentez différentes façons, telles que poulies, engrenages, galets, etc.… Ne vous découragez pas. Votre première tentative peut ne pas fonctionner. 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org 3. Que faut-il savoir sur les engrenages ? Le pitch est une valeur qui donne le nombre de dents par pouce (2,54 cm) de diamètre d’un engrenage. Des engrenages de différents pitch ne pourront pas fonctionner ensemble. Vous devrez donc utiliser des engrenages de même pitch pour toute votre transmission. Les engrenages de pitch 48 et 64 sont les plus utilisés dans les transmissions de voitures téléguidées. Vous pouvez achetez ce type d’engrenages dans n’importe quel magasin de modèles réduits. Il faut aussi faire attention à ce que les engrenages puissent s’adapter à l’axe du moteur, et à l’axe des roues. 4. Où trouver des pièces ? Des vieux jouets motorisés, des vieux appareils à cassettes, des ouvre-boîtes électriques sont tous des sources de pièces pour la transmission de votre voiture. Renseignez-vous chez des marchands de Radio-TV ou fouillez dans la vieille boîte à jouet de votre grand frère… 5. A quoi dois-je encore penser pour construire la voiture ? Pensez surtout à toutes les frictions des composants suivants : - Les engrenages entre eux - La tension ou le patinage de la courroie - Les pneus sur la route - Toutes les autres pièces en mouvement de la voiture 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Calculs théoriques pour une voiture solaire Une voiture solaire utilise les rayons du soleil (lumière) en les convertissant en électricité avec son panneau solaire photovoltaïque. Elle transforme cette énergie électrique en énergie mécanique en utilisant son moteur. Finalement, le moteur transforme l’énergie mécanique en énergie cinétique, et la voiture avance. L’énergie peut facilement être transformée d’une forme en une autre. Cependant, chaque transformation d’énergie s’accompagne généralement d’une perte. Par exemple, si vous connectez le moteur à une pile, il va commencer à tourner, et lentement, il va chauffer. Cette chaleur est une perte d’énergie. Si le moteur convertissait toute l’énergie électrique en énergie mécanique sans aucune perte, le moteur ne chaufferait pas du tout. Dans la réalité, il y a tant de sources possibles de perte d’énergie que nous simplifions généralement le problème en ne tenant pas compte de ces pertes. On obtient donc une équation idéale que l’on pourra comparer avec la réalité. La différence entre l’équation et la réalité provenant de la somme de toutes ces pertes. Le problème : Si nous admettons qu’il n’existe aucune perte dans toutes les transformations d’énergie entre l’électricité qui provient du panneau solaire photovoltaïque jusqu’au mouvement de la voiture, combien de temps notre voiture va mettre pour parcourir les 20 mètres de la piste, départ arrêté ? De quelles autres informations avons-nous besoin pour faire nos calculs ? Clairement, si la voiture est plus lourde, nous nous attendrons à ce qu’elle roule moins vite. Ainsi, nous allons dire que la vitesse de notre voiture dépendra de sa masse. Vous pouvez aisément mesurer la masse de votre voiture en la pesant sur une balance. Par ailleurs, il faudra que nous assimilions le concept de puissance. La puissance, c’est en fait à quelle vitesse une certaine quantité d’énergie est dépensée. On pourrait par exemple constater qu’une bougie et un pétard contiennent la même quantité d’énergie ; cependant la vitesse à laquelle cette énergie est dépensée est très différente. Dans ce cas précis, on dira que le pétard a considérablement plus de puissance que la bougie. Pour notre panneau solaire, nous pouvons calculer la puissance comme suit : Votre panneau produit 1,5 ampères à 3 volts. A quoi cela correspond-il au niveau puissance ? La puissance électrique est le produit du voltage et du courant (ampères) : P(watts) = I (ampères) x V(volts) = kilogramme x mètres 2 secondes 3 = kg x m 2 s3 La puissance électrique est généralement exprimée en watts. 1 watt = 1 volt x 1 ampère. Ainsi, votre panneau solaire produit : 1,5 ampères x 3 volts, soit 4,5 watts. Comparez cette puissance à celle d’une ampoule de 60 ou 100 watts, et vous constaterez que votre panneau solaire ne produit que très peu de puissance. La quantité d’énergie contenue dans la lumière du soleil est d’environ 1000 watts par mètre carré. Cela signifie que dans un carré d’un mètre de côté, la puissance disponible est d’environ 1000 watts. Les cellules monocrystalines de votre panneau solaire photovoltaïque ont une efficacité d’environ 15 %. Ainsi, si nous disposions d’un mètre carré de cellules monocrystalines, la puissance serait d’environ 15 % x 1000 watts = 150 watts. Votre panneau solaire a six cellules individuelles connectées en série. La surface de toutes ces 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org cellules est d’environ 6 cellules x 10 cm x 5 cm = 300 cm2 ou 0,03 m2. Si nous multiplions cette surface par 150 w/m2, nous obtenons : 150w/m2 x 0,03 m2 = 4,5 watts En utilisant des équations de physique de base, nous pouvons à présent calculer le temps (t) que cela prendra à notre voiture solaire pour parcourir les 20 mètres de la piste. Equation no 1 : une des plus fondamentales des équations de physique est qu’une force agissant sur un objet est fonction de la masse de l’objet (m), et de son accélération (a) F=mxa Equation no 2 l’accélération : l’accélération est simplement le rythme auquel la vitesse change. Par exemple, lorsqu’une voiture accélère, sa vitesse commence à 0 km/h, et fini à 88 km/h. Si elle atteint 88 km/h en 8 secondes, son accélération moyenne est de : a=v t 88 km/h 8s = 88 km heure x 1 x 8s 1h 3600s = 0,003 km = 3 m/s2 L’algèbre nous permet de réécrire l’équation de l’accélération comme suit : v = a x t La troisième équation est une équation relative à la distance parcourue (d) par rapport à l’accélération et au temps. d = ½a x t2 = a = 2d t2 La seule équation qui nous manque est une équation qui exprime la relation entre puissance et accélération. Rappelez-vous que la puissance tient en compte la vitesse avec laquelle une certaine quantité d’énergie est dépensée. Comme vous pouvez le constater, la vitesse(v) fait partie de la quatrième équation. P=Fxv Maintenant, il est possible de faire des substitutions, c’est-à-dire de remplacer les symboles par les chiffres que nous connaissons. Nous nous retrouvons ainsi avec une seule variable que nous pouvons calculer : le temps (t). Nous connaissons la puissance (P) = 4,5 watts, la distance (d) = 20 mètres, et nous allons admettre que la masse de notre voiture est de 0,5 kg. Il faut maintenant faire bien attention aux unités utilisées, car l’équation n’est valable telle qu’elle que si l’on utilise ces unités. Nous allons donc maintenant substituer les équations no 1 à no 3 dans l’équation no 4. P = F x v = (ma) x (at) P = ma2t P = m (2d)2t t2 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org P = m4d2t t4 P = m4d2 t3 Ca y est ! Nous avons successivement éliminé la force, l’accélération et la vitesse de notre équation, et nous nous retrouvons avec une seule inconnue : le temps t. Maintenant, l’algèbre nous permet de réécrire cette équation comme suit : t= 3 4(0,5 kg) (20m)2 (4,5 W) En utilisant une calculatrice, on peut résoudre enfin le problème. t= 3 177,78 = 5,62 secondes Ainsi, si votre voiture pèse 0,5 kg, et qu’il n’y a absolument aucune perte dans la transmission de la puissance, elle fera les 20 mètres en moins de six secondes !!! En remplaçant dans l’équation les 0,5 kg par la masse de votre voiture, vous pouvez déterminer le temps que devrait mettre votre voiture pour parcourir la distance. Le jour de la course, vous noterez sans aucun doute que le temps réel est beaucoup plus élevé… Le but étant de réduire au maximum l’écart entre le temps idéal théorique et le temps réel… Bonne chance ! 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org Que faut-il prendre en considération dans le design d’une voiture solaire ? Par Howard Wilson, manager du programme General Motor Sunraycer (véhicule qui a remporté le World Solar Challenge en 1987, certainement la course de voiture solaire la plus célèbre qui a lieu chaque année en Australie (NDTR course gagnée 4 ans plus tard par le Spirit of Biel de l’école d’ingénieur de Bienne). Une voiture solaire, grandeur nature ou modèle réduit, doit fonctionner avec la très petite quantité d’énergie qu’elle peut capter avec son panneau photovoltaïque. Comme l’énergie est limitée, les designers doivent tout faire pour qu’elle soit utilisée le plus efficacement possible. Sur un véhicule comme le Sunraycer, nous avons dû considérer de nombreux facteurs. A cause de la surface limitée, nous avons choisi les cellules solaires les plus efficaces possible. La charge électrique du panneau solaire devait être continuellement contrôlée et ajustée par une électronique afin de maximiser la puissance disponible dans n’importe quelle condition météorologique. Le moteur devait aussi être très efficace. La retenue aérodynamique est quelque chose qui varie de façon non linéaire avec la vitesse. A des vitesses très lentes, en dessous de 10 km/h, elle n’a pas beaucoup d’effet. En revanche, au-dessus de 50 km/h, la retenue aérodynamique devient importante. Elle est fonction de deux constantes : la surface frontale (si on découpait la voiture en tranches, la surface frontale serait la surface de la plus grande tranche) et le coefficient aérodynamique (le fameux Cx). Un mauvais design a sans doute un Cx de 0,5, alors qu’un très bon design offre un Cx de 0,12. Vous noterez que le Cx uniquement peut faire varier la retenue aérodynamique de 1 à 4. Il est donc très utile de choisir une forme qui ressemble à une goutte d’eau. Et le panneau solaire doit si possible être inclus dans cette forme. Pour les roues, vous utiliserez de préférence des roues pleines, et éviterez les roues à rayons. Et si des roues à rayons doivent absolument être utilisées, vous les couvrirez des deux côtés par des disques en plastique léger. Faites des ouvertures dans la carrosserie très petites pour les roues (si la carrosserie recouvre les roues). Si les roues sont à l’extérieur de la carrosserie vous pouvez songer à construire des carénages de roues. La résistance de roulage est une autre source de perte d’énergie. Il s’agit de l’énergie perdue dans les roulements, et à cause de la déformation des pneus. Sur un modèle réduit, les pneus seront probablement en caoutchouc solide, dès lors, la pression des pneus n’entrera pas en ligne de compte, mais le caoutchouc ne devra pas être trop souple. De plus, les pneus devront être parfaitement lisses et les plus étroits possible. On devra aussi faire très attention aux roulements. Les axes de roues devront être parfaitement droits, et les roulements construits dans un matériel à basse friction, comme le Téflon ou le bronze. La lubrification devra être très légère : pas de graisse. La transmission peut aussi faire perdre de l’énergie. Les engrenages peuvent être très voraces en énergie s’ils ne sont pas construits avec précision. Certaines courroies peuvent être la meilleure solution, mais assurez-vous que la courroie ne patine pas et qu’elle n’est pas trop tendue. Le ratio de transmission est important. Vous devrez expérimenter différents ratios de transmission pour voir lequel offre les meilleurs résultats. Vous constaterez sans doute que le meilleur ratio varie en fonction des conditions d’ensoleillement. Il serait donc dès lors très utile de pouvoir facilement changer de ratio de transmission. Le poids de votre voiture est aussi un facteur très important, surtout dans le cas du Junior Solar Sprint où votre voiture sera en train d’accélérer pendant la plus grande partie de la course. Le poids aura donc beaucoup plus d’influence que pour une voiture qui roule à vitesse constante. Le poids est aussi un multiplicateur direct de la résistance de roulage. Le double du poids implique le double de résistance de roulage pour les mêmes roues, roulements et pneus. Utilisez donc des matériaux légers, et aussi des techniques de constructions légères. Rappelez-vous cependant qu’il doit y avoir assez de poids sur les roues motrices de façon à ce qu’elles ne patinent pas. 19 av. de la jonction - case postale 231 - 1211 genève 8 - t (022) 800 26 26 - f (022) 800 26 27 - e [email protected] – w ww.agir21.org