Un vélo électrique sans chaîne ni cardan, et sans batterie.

Edgar Tournon vient de boucler son doctorat d’ingénieur avec un véhicule à deux ou trois roues, ou plus, qui va vous épater. Si le vélo est un véhicule à traction indirecte, il en est. Si le vélo c’est la pédale, il en est encore… quoique. Mais si le vélo c’est la chaîne, alors … Faites le même raisonnement pour l’électricité, et rendez-vous en fin d’article. Sa machine pourrait révolutionner la mobilité active.

Le 10 décembre 2020 Edgar Tournon soutenait sa thèse à l’Université Claude-Bernard, Lyon1, dans le cadre d’une thèse effectuée en collaboration avec l’Ecole supérieure des techniques aéronautiques et de construction automobile de Laval (ESTACA). Cela a duré 3 heures… tellement le jury était fasciné ! Pourtant Edgar est un cycliste, un vrai de vrai. Commençons bien l’année avec le vélo sans chaîne ni batterie, mais avec pédalage. 

Un véhicule à assistance électrique sans batterie

Son véhicule, qui ressemble fort à un vélo, se recharge lui-même en roulant, et additionne séparément la puissance développée par chaque pédaleur. 

Cela s’appelle une architecture hybride série à base de supercondensateurs. Cela s’applique de la même façon qu’il y ait un, deux, ou dix pédaleurs. 

Pour le stockage de l’énergie c’est facile à comprendre. Il a des panneaux solaires et du pédalage, et pas de batterie. A sa place ce sont des supercondensateurs qui permettent le stockage de l’électricité de façon électrostatique. Leur durée de vie est de 100 à 1000 fois plus longue que celle des batteries. 

Le vélo du Sun Tour 2020

Ce n’est pas un vélo, puisqu’il n’a pas de chaine
C’est un vélo puisqu’il faut pédaler

Mais ce n’est pas fini, car l’absence de chaîne implique qu’il n’y a plus de lien direct entre pédalage et mouvement du véhicule. L’effort du pédaleur peut donc être constant. Mieux, même, vous produisez l’électricité en pédalant, vous l’avez compris, et vous pouvez l’utiliser plus tard. Vous pouvez par exemple couper le moteur dans la descente et le remettre en montée, tout en continuant à pédaler comme un roi. Pour ça il suffit de tourner la molette. N’oubliez juste pas de pédaler. Les panneaux solaires viennent en plus.

Son invention est déjà adoptée à Lyon, chez Benur. On en voit l’intérêt majeur, de l’électricité toujours disponible sans avoir à chercher les prises. C’est la liberté retrouvée. C’est clairement de la mobilité active, et STEE, la société d’Edgar Tournon, vient demander son adhésion au MAD, le pôle lyonnais de la Mobilité Active et Durable.

Son autonomie est illimitée

Edgar Tournon explique quand même que l’intérêt de son invention est plus important à partir de 10 h de pédalage souple par jour (en suivant le Tour de France par exemple!) mais que ce serait insuffisant pour un vélo de livraison. Par contre son vélo est aussi recommandé pour la rééducation cardiaque, comme une salle de sport en plein air, et quelque soit le relief.

La deuxième façon de vous épater, c’est de vous parler d’une des autres applications. Puisqu’il y a découplage entre pédalage et mouvement, on peut additionner plusieurs pédaleurs (ou du soleil et des pédaleurs). Un seul moteur pour tous, autant de pédaliers que d’enfants, et même les plus facétieux qui font semblant.  Dans un véhicule fermé ressemblant à une automobile, même chose, vous pouvez avoir plusieurs personnes invitées à pédaler, même si l’une ne le fait pas. Celui qui ne pédale pas ne freine pas non plus, il ne participe pas à l’approvisionnement en réserve d’électricité, c’est tout.

Un vélobus selon cette technique devrait être testé à Montélimar. Il est en cours de construction à Saint-Donat-sur-l’Herbasse, dans la Drôme, chez Daniel Labbaye (voir sa page facebook). Le vélomnibus qu’il présente « avance grâce aux batteries [classiques], ce qui permet de ne pas dépendre de la force de pédalage ».  Il ressemble au véhicule dont nous parlons ici, n’est pas dénué d’intérêt, mais ne bénéficie pas du stockage par super condensateur. 

Edgar roule bien 

Edgar a participé au Sun trip 2020, et y a été présenté comme faisant partie des jeunes talents de l’évènement, avec des connaissances techniques hors-normes. Il est Ingénieur diplômé de l’Institut national des sciences appliquées (INSA) de Lyon, désormais docteur de l’Université de Lyon et de l’Ecole supérieure des techniques aéronautiques et de construction automobile de Laval (ESTACA). Au Sun trip de 2020 il a passé second le col de l’Iseran (en 31 minutes, le record en vélo droit est de 43 minutes me dit-il non sans fierté) et 3ème malgré une crevaison le col du Tourmalet. 

Ce travail de thèse aura duré 3 ans, et a été réalisé en partenariat avec l’entreprise STEE 45, dans le Loiret, le laboratoire Ampère, à Lyon, et l’ESTACA, à Laval. Malgré les apparences l’ESTACA s’intéresse beaucoup aux questions de mobilité.

Le film (44 mn) : Soutenance de thèse – TOURNON Edgar – 10.12.2020Conception optimale d’une VHS à base de supercap.

Le texte de la thèse !

On peut relire La révolution du VAE par l’intelligence artificielle. Cet article d’octobre dernier présente les travaux de la société eBikeLabs de Maël Bosson.
On peut être séduit par le vélo à hydrogène du système LAVO, il n’est pas prêt. On peut rêver du ThirtyOne, sa recharge peut être complétée en roulant en roue-libre ou même en pédalant à l’envers. Son autonomie peut atteindre 100 km. Son site ne nous dit absolument rien du moyen utilisé pour ça.
… 
Le vélo d’Edgar, sans batterie ni chaîne, mais avec pédalage cadencé et additionnel, et se rechargeant lui-même par sa propre action, risque de rafler la mise dans de nombreux secteurs spécifiques.
Vous trouverez pas mal de sources sur internet, et voici le site officiel

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15 réflexions au sujet de “Un vélo électrique sans chaîne ni cardan, et sans batterie.”

  1. Comme on peut le lire dans l’onglet « informations complémentaires » de son site, le Thirty One est équipé d’un moteur Zehus. Zehus n’équipe pas que les Thirty One. Je précise que je n’ai aucune action chez Zehus, je trouve le concept très intéressant (c’est le même que la « Copenhaguen Wheel » avec le rétropédalage en plus), il a l’air abouti (des marques fiables lui font appel), mais je lui reproche de ne pas être moins cher que les autres technos VAE malgré sa simplicité, de passer par un smartphone (que peut-on faire aujourd’hui sans smartphone?), et de ne pas pouvoir être acheté en kit à monter soi-même.
    Sinon, je souhaite bonne réussite au concept d’Edgar Tournon, j’espère qu’il pourra le développer à grande échelle et à un prix accessible (n’oublions pas que, hors VAE, l’un des intérêts majeurs du vélo est son très faible coût), mais je m’interroge sur le rendement énergétique global (charge-décharge). Car si les avantages annoncés des condensateurs sont avérés, leur problème majeur, dont il n’est pas fait mention, est leur autodécharge rapide. A suivre.

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      • Oui, si vous avez bien coupé la batterie (les éléments électroniques doivent être débranchés). Dans ce cas, vous pouvez repartir. Dans le cas inverse vous pouvez partir sans assistance ou pédaler dans le vide un moment pour récupérer de l’énergie et pouvoir être assisté plus tard.

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          • Excusez-moi, erreur de sémantique. Il n’y a pas de batterie sur les vélos UFEEL à supercondensateurs.
            Dans le cas où le stockage est vide, le vélo se comporte comme un vélo à passage de vitesse automatique (vitesse toujours découplée mais transmission d’énergie directe). Si le vélo consomme moins que ce que vous produisez, alors, vous rechargez le pack.

  2. Si je comprends bien :
    1. Les (super)condensateurs contiennent très peu d’énergie par rapport à une batterie, mais se rechargent rapidement.
    2. L’objectif n’est donc pas de remplacer un VAE classique, mais de supprimer la chaîne : le pédalage sert juste à générer du courant pour remplir les supercondensateurs, qui feront ensuite tourner un moteur dans une des roues.
    3. La perte est minime par rapport à une transmission directe par chaîne (on pédale, on génère un courant, il part dans les condensateurs, qui font tourner le moteur).
    –> Si c’est tout ça est correct, n’est-ce pas une solution compliquée pour un avantage mineur ? Y a-t-il d’autres avantages que j’aurais ignorés ? Merci.

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    • 1 – En effet.
      2 – C’est une vision juste. On peut aussi dire que l’objectif est d’apporter un vélo à mi-chemin entre le VAE et le vélo classique. En effet l’énergie électrique produite sert a faire tourner le moteur.
      3 – Les pertes ne sont pas minimes, c’est même toute la complexité de l’architecture.
      C’est un bon topo, en revanche l’avantage du découplage présente réellement de nombreux intérêts qui ne résident pas dans la chaîne de transmission. Celle-ci est en effet une complexification de ce qui existe puisque peu d’éléments sont standards.
      L’avantage est important, comme précisé dans cet article, pour toutes les structures mécaniques complexes (plusieurs personnes, vélo couché, rosalie etc.) mais l’avantage réside aussi dans la puissance du contrôle du pédalage. Vous pouvez adapter l’effort gauche, droite, etc. ce qui peut convenir pour certaines personnes. Les avantages sont certains, pas forcément sur les structures conventionnelles quoi que le pédalage soit très agréable et souple.

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  3. Bonjour, ce principe me rappelle les appareils de mesures que j’utilisais (il y a 40 ans.. déjà, snif!) pour tester l’isolement des câbles multipaires cuivre, le Mégohmmètre (une manivelle -plus tard des piles- des condensateurs et ça crachait 500 volts) … en tous cas c’est une super idée, bravo !

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  4. Je réagis un peu tardivement :
    1. sur le moteur Zehus. J’étais moi aussi très intéressé par ce concept tout-en-un (élément monobloc, plus compact et léger que les actuels moteurs + batterie séparée), autonomie modeste mais recharge possible en descente et sur le plat bien roulant, pour garder l’assistance pour les montées.
    Comme Bl Nantes je regrettais la commande obligatoire par smartphone, mais ce n’est plus le cas sur la version 2 annoncée sur http://www.zehus.it/gen2_press-2/ (en septembre…2019, ça n’a pas bougé depuis), qui d’autre part a un peu plus de couple que la v1. Dommage surtout que l’on ne puisse acheter le moteur seul, ou au moins une roue équipée (j’ai écrit au fabricant à ce sujet), d’autant plus que les vélos vendus tout équipés sont tous des mono-vitesses.
    2. sur l’hybride à supercondos, une des réponses d’Edgar : « Dans le cas où le stockage est vide, le vélo se comporte comme un vélo à passage de vitesse automatique (vitesse toujours découplée mais transmission d’énergie directe) » amène deux questions :
    transformer l’énergie mécanique du pédalage en énergie électrique se fait avec un rendement inférieur à 1, idem pour l’opération inverse qui fait tourner le moteur et donc la roue. Quelle est le rendement final du pédalier à la roue ? Si je ne m’abuse, pour une transmission à chaîne et dérailleur classique c’est autour de 0,95 (le cardan fait moins bien, de même que les dérailleurs de moyeu quand on n’est pas sur le rapport optimal). Merci de me corriger si je me trompe…
    – avec un VAE en panne de batterie ou de moteur, on peut toujours rentrer chez soi même si ça rame pas mal. Avec ce système, en cas de panne de la « chaîne de transmission électrique » (générateur au pédalier + moteur dans la roue), le vélo est inutilisable, non ?

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