Expérimentation du projet en Terminale : La voiture électrique Jerémy MERCIER 1er DD3-EE Baptiste PHILIPOT 1er DD1-EE Marvin TATON 1er DD3-EE

Objectifs: - Installer un panneau solaire supplémentaire - Réduire la masse du véhicule de 10%

Pourquoi nous faut il de la puissance ? Sur un véhicule en mouvement, deux forces s’opposent aux déplacements de la voiture: - Trainée de roulement Trainée aérodynamique Ces deux forces s’expriment en Newton La puissance est donnée par la relation: P = F . v

Origine de ces forces La Trainée de roulement: Troul= Crr.M.g Crr: coefficient de frottement M: masse g: accélération de la pesanteur 9,81m/s²

La Trainée aérodynamique T aéro = ρ.v².Sf.Cx ρ: Masse volumique V: vitesse en m/s Sf: surface frontale en m² Cx: coefficient de trainée

Estimation des performances

Estimation des performances de Proto 5

Puissance fournie par les panneaux solaires

Influence de l’inclinaison des rayons solaires On peut voir que la puissance délivrée par les panneaux solaires varie en fonction de l’inclinaison des rayons solaires . Nos panneaux délivrent 90W pour une irradiance solaire de 1000W/m² et avec un angle d’incidence de 90°.

Evolution de l’inclinaison des rayons solaires Inclinaison = (latitude du lieu) - arcsinus(0,4 x sinus x (N x 360/365)) Soit : - Latitude du lieu : 50° pour Charleville. N = nombre de jours entre l’équinoxe de printemps ( 21 mars ) et le jour considéré, de signe négatif vers la saison froide.

Evolution de la puissance en fonction des saisons: Grâce à l’inclinaison nous pouvons calculer la puissance fournie par un panneau solaire : Puissance panneau solaire : 850 x cos(Incl) x 0,15 x 0,55 x 1,25 - Le rendement des panneaux solaires est estimé à 15% - La surface du panneau sur le véhicule 0,55m par 1,25m Incl = angle d’inclinaison 850 W/m² irradiance solaire

à la latitude 50° : A partir des données, inclinaison des rayons solaires et latitude à 50°, on obtient les résultats pour les différents mois de l’année et pour trois panneaux: Puissance (Watts) à la latitude 50° 92,3 135,0 173,6 212,8 233,8 242,7 135 74,4

à la latitude 42° : A partir des données, inclinaison des rayons solaires et latitude à 42°, on obtient les résultats pour les différents mois de l’année et pour trois panneaux : Puissance (Watts) à la latitude 42° 126,8 162,5 200,6 233,8 250,3 256,8 114,1

Comparaison de la puissance reçue aux latitudes de 42° et de 50°

Schéma de puissance

Bilan Proto 4 / Proto 5 2 panneaux solaires : puissance de 170W

Détermination de la position du Pilote Solution: Pilote sous les panneaux

Solution: Champ de vision du pilote au dessus des panneaux

Travail sur la direction

Cahier des charges La solution retenue doit avoir les caractéristiques suivantes: Rayon de braquage inférieur à 5,2m Une direction précise et ergonomique Une masse inférieure à celle du modèle précédent

Mise en plan à partir du support déplié

Traçage et découpe

Réalisation : Pliage

Résistance des matériaux : La limite d’élasticité Re ( MPa ): Contrainte à partir de laquelle un matériau arrête de se déformer de manière élastique Re Alu 6061 = 62MPa Le coefficient de sécurité S = Re/σ

Simulation avec un effort de 150N

Simulation après enlèvement de matière

Validation de la simulation

Bilan des masses : Le gain sur l’ensemble est de 1018 gr Support Axe Tige Levier Acier 187 g 15 g 308 g 190 g Alu 80 g 10 g 38 g 63 g Le gain sur l’ensemble est de 1018 gr

Conception de: - support panneaux - plancher - siège

Le siège

Fixation des panneaux solaires Détermination de la pression d’arrachage: 29 N/cm²

carrosserie en CTP De 3,6 mm carrosserie en polyester Analyse du cycle de vie : Application à la carrosserie carrosserie en CTP De 3,6 mm remarques   coque matériaux bois CTP extérieur 0,0084m3 bois essence tendre 0,002 m3 énergie scie sauteuse 500w 0,5wh perceuse 750w 0,75wh carrosserie en polyester moule fibre de verre 2,16 kg 0,9kg/m² plastique thermodurcidable polyester insaturé 3,24kg masse de fibre * 1,5 1,35kg/m2 peinture (gelcoat) 0,72kg 0,3kg/m² procédé fibre de verre +résine+ gelcoat 6,1kg

Bilan

La peinture Peinture à la farine pour le bois  Ingrédients (12 kg de peinture recouvrant 40m2)  8 L d’eau 2.5 Kg de terre colorante (ocre ou terre) 650 g de farine de blé ou de seigle 1 L d’huile de lin 1 dl de savon liquide ou 100 g de savon noir Pour l’extérieur mettre 250 g de sulfate de fer (pour protéger le bois)   Pour 1m² environ 105g 200mL d’eau, 62.5g de terre, 16.25g de farine , 25mL d’huile de lin, 2.5g de savon noir Pour toute la surface(2.4m²) environ 251g 470ml d’eau, 150g de terre; 39g de farine; 60 ml d’huile de lin; 6g de savon noir

Couleur : oxyde de fer rouge Imperméabilisation : cire d’abeilles

Conclusion Bilan des masses Proto 4 = 63 kg Proto 5 = 46 kg Gain de 17 kg soit 27% D’ après nos calculs, le point d’équilibre sera obtenu à la vitesse de 25 km/h. Ce qui représente un gain de 10 km/h par rapport au véhicule précédent.

Remerciements Patrick BRASSEUR Hervé KOHLI Fabrice LABE Claude MARTIN Jean-Marc VESSERON