Intéressante séance d’essais au Mans

Comme l’an dernier, SHELL avait organisé l’avant dernier weekend de juin un roulage sur le circuit de karting Alain Prost, au Mans. Nous n’avons pas manqué l’opportunité d’y participer !

Une partie réduite de l’équipe (examens obligent) a dépoussiéré EcoMOTION 7 et mis le cap sur la France.

Peu avant notre départ, nous avions été informés que Michelin, qui produit des pneus à très faible résistance au roulement adaptés à nos compétitions, avait cessé définitivement sa production, ce qui est une très mauvaise nouvelle. Afin de préserver les quelques pneus qui nous restent, nous avons décidé de monter un autre modèle moins performant (d’environ 25%) pour ces essais.

Cet autre pneu ayant des dimensions très légèrement supérieures, nous avons eu pas mal de travail tout au long du vendredi pour adapter le châssis. Notre programme pour le reste du weekend était le suivant : essais libres samedi matin, suivis d’un total de maximum cinq runs de dix tours le samedi après-midi et le dimanche.

Les retrouvailles de Sarah avec ce circuit exigeant (ça tourne tout le temps…) n’ont pas été simples ! Une petite erreur lui a fait visiter l’herbe qui entoure la piste : essai terminé après seulement un tour. Au premier run, une violente bourrasque a littéralement soulevé le proto (!), qui est finalement retombé sur le flanc droit . Le deuxième run n’a pas été plus heureux : mauvaise trajectoire, et Sarah termine sur le flanc. Le flanc gauche cette fois, comme cela, il n’y a pas de jaloux…

Le dimanche s’est mieux passé, et nous avons progressivement amélioré nos résultats pour clôturer avec 969 km/l. Pas de quoi pavoiser, nous avions réalisé 1017km l’an dernier. Ce moins bon résultat est dû en partie à la qualité inférieure des pneus, mais les données enregistrées nous ont fait remarquer également que nous perdons énormément de vitesse en virage (5km/h par virage, à la grosse louche). Problème de géométrie du châssis ? Frictions parasites ? Roulements ? Pneus ? Chaque essai, chaque compétition nous apportent leur lot d’enseignements, et le comportement en virage du proto sera mis à l’ordre du jour des travaux de l’année scolaire prochaine !


Toutes nos félicitations à la très sympathique équipe Toulousaine de TIM qui, avec son urban concept a battu le record mondial de sa catégorie, avec un époustouflant 711 km/l ! Sur un circuit aussi peu favorable à la performance absolue, c’est un véritable exploit.

Merci à SHELL pour l’organisation, et bonnes vacances à toutes et à tous !


 

 

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On a eu chaud !


Au propre comme au figuré… Il a fait très beau, et chaud, la semaine dernière au Queen Elisabeth Olympic Parc de Londres, où se déroulait pour la seconde fois le Shell Eco Marathon Europe.

Une fois de plus, la semaine de l’équipe EcoMOTION aura été palpitante jusqu’à la dernière seconde !
Avec très peu de tests préalables dans les pneus (à peine quelques tours du vélodrome d’Alleur deux jours avant notre départ), nous avons eu pas mal de problèmes à régler durant les essais, et pendant les premiers runs de compétition.
En les solutionnant petit à petit, nous avons progressivement amélioré notre score : 1080 km/l au 1er run, 1367 au deuxième et 1437 au troisième.

A la veille du dernier jour, rien n’était joué. Nous étions quatrièmes du classement général des prototypes à moteur thermique, et la concurrence klaxonnait ferme derrière nous! Pour préparer le quatrième run du dimanche matin, l’équipe a travaillé tard le samedi, en tentant quelques modifications inédites.
Qui ne se sont pas avérées payantes (évidemment 🙂 ) : un décevant 1286 km/l a clôturé notre compétition. Heureusement pour nous, les efforts des autres équipes n’ont pas donné de meilleurs résultats, et nous avons pu conserver in extremis cette formidable quatrième place ! En effet, nous classer derrière La Joliverie, TED et Remi team, trois équipes qui ont un palmarès et un historique remarquable, c’est pour nous une excellente performance : jamais encore nous n’avions atteint un tel niveau Européen !

Les paris techniques de l’équipe ont porté leurs fruits, et tout le monde a bien bossé pendant la semaine Londonienne. Mention spéciale à Sarah, notre pilote, qui a parfaitement géré ses runs dans des conditions extrêmement défavorables : privée de compteur de vitesse, elle a dû piloter « à l’oreille », ce qui n’était vraiment pas le meilleur moyen de performer. Ajouté au fait qu’elle devait préparer ses examens entre deux roulages, elle n’aura vraiment pas eu la tâche facile.

Ci dessous deux vidéos: la première est celle d’un départ pendant les essais, et la seconde concerne un  redémarrage de Sarah, effectué à chaque tour au pied de la forte côte du circuit, et qui suffisait à compléter le tour en entier !

Nous terminons en remerciant tous ceux qui nous ont permis de figurer parmi le top 5 d’un éco marathon très disputé, par ordre alphabétique :
Bio Wanze
Cewac
CRM
CTA Marche en Famenne
Gdtech
Attila Invanszky
JMG Racing
Joalar Design
Kistler
Lejeune Motosport
LG Précision
Laurent Odillard
La Province de Liège
Raymund Dederichs
Revaltec
Ruwet Mechanics
Safran aero boosters
SIRRIS
Technifutur
Techno Campus
Technochim
Sans oublier Shell, pour la belle semaine !

A nous de hausser encore notre niveau en 2018 pour conserver notre position, voire l’améliorer. D’ici là, nous participerons aux essais organisés fin juin par Shell sur le circuit de karting du Mans, et probablement à la Pisaralla Pisimmälle en Finlande, fin Août.

A bientôt !

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Un premier essai avant le grand départ

C’est demain que l’équipe mettra le cap sur Londres pour participer au Shell éco marathon 2017. Nous y retrouverons plusieurs milliers de participants membres de 250 équipes qui ont peaufiné leurs véhicules tout au long de l’année scolaire.

Juste avant de partir, il était important de vérifier qu’EcoMOTION 7 fonctionnait correctement et n’allait pas nous faire des caprices quand il serait sur la piste du SEM.

Bien entendu, plusieurs tests avaient été faits la semaine dernière sur notre banc à rouleaux, à l’atelier. Mais rien ne vaut une mise en situation réelle pour mettre le doigt sur d’éventuels problèmes.

Nous avons donc eu hier la chance de pouvoir utiliser la piste du vélodrome d’Alleur, et la météo ne nous a pas joué de mauvais tour, ce qui nous a permis de faire quelques séries de tours qui se sont plutôt bien passés. A cette occasion, nous avons reçu la sympathique visite de Madame Muriel BRODURE-WILLAIN, députée provinciale en charge de l’enseignement et de la formation, venue nous saluer avant notre départ.

Merci à Mr Di Bartoloméo et Mr Frenay qui nous ont facilité l’accès à la piste, et à Mr Fabien Libens pour les photos !

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Tic Tac

Il n’est pas encore trop tard, mais il ne faut plus traîner, en espérant qu’une tuile de dernière minute ne nous tombera pas sur la tête. En effet, nous partons dans quatre jours pour participer au Shell éco marathon de Londres, et EcoMOTION 7 n’a pas encore parcouru un seul mètre !

Maintenant que tous les composants sont disponibles, nous avons enfin pu assembler le nouveau moteur d’EcoMOTION7, le roder au banc et entamer quelques réglages.

Nous essayons de programmer un roulage ce weekend …

Nous remercions tout particulièrement :

    • Jean Marc Gaillard (www.jmgracing.be) qui a réalisé pour nous le délicat travail d’assemblage du vilebrequin
    • Sébastien Dupont (www.cewac.be) qui a « sauvé » ce même vilebrequin grâce à un soudage par faisceau d’électrons !
    • Attila Ivanszky pour l’usinage de quelques pièces périphériques
    • Fabien Cadet (www.joalardesign.be) pour des découpes jet d’eau de dernière minute


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Bas moteur : suite et fin

Incontestablement passionné d’usinage, et en stage de fin d’études chez LG Précision, Guillaume Ruwet s’est chargé de réaliser toutes les nouvelles pièces constituant le nouveau bas moteur d’EcoMOTION7. Après le vilebrequin et la bielle, il a terminé il y a peu les carters.

Innovation : le carter inférieur est en matière plastique, toujours afin de gagner du poids.

En tout, il a fallu 8 journées de travail complètes pour passer du fichier numérique au produit fini. Cela incluant: programmation, outillage et technique de bridage, choix de la technique de travail, choix des outils, usinage,… Il s’agit bien entendu de pièces prototypes réalisées pour la première fois et cela prend donc plus de temps que lorsque la gamme d’usinage est connue et maîtrisée.

Voici une vidéo et quelques photos illustrant leur fabrication, le résultat est impressionnant, il s’agit bien des pièces maîtresses de son stage !

Félicitations à Guillaume et un grand merci à LG Précision !

A suivre: le montage et les premiers réglages

 

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D’autres innovations !

Elles concernent le piston qui a été étudié et réalisé cette année dans le cadre d’EcoMOTION7.

En effet, suite au succès de l’expérience de l’an dernier avec la culasse EcoMOTION6, imprimée en 3D Titane, nous avons eu la chance de pouvoir réitérer avec le même procédé de fabrication, et le même matériau.

Pourquoi un nouveau piston ?
Certaines lectures montrent que plus de 30% de l’énergie de combustion est perdue dans le refroidissement des moteurs à combustion interne. Pendant la phase de combustion, la chaleur est principalement transférée à la chambre de combustion constituée par le piston et la culasse. Ce sont les éléments qui sont directement en contact avec la source de chaleur.

L’objectif du nouveau piston est d’améliorer l’efficacité thermique de notre moteur en essayant de limiter les pertes de chaleur de la combustion.

Pourquoi le Titane ?
À l’heure actuelle, les matériaux les plus utilisés pour les pistons sont les alliages d’aluminium.
Le choix de ce matériau est principalement dicté par sa faible densité (2,7 g / cc).
D’autre part, la température d’utilisation de ces alliages doit être relativement faible (température de fusion 660°C) et ils ont un coefficient de dilatation thermique relativement élevé (23.10-6 / K).
Pour cette raison, un refroidissement intensif est nécessaire.

Nous avons constaté que les alliages de titane présentent plusieurs caractéristiques qui pourraient être très intéressantes dans notre application:
– Température de fusion largement supérieure à celle de l’aluminium (1660°c contre 660°c )
– Limite élastique spécifique supérieure (225 vs 150)
– Faible conductivité thermique (6,7 W / mK vs 250)

Ces caractéristiques devraient permettre :
– Une température de fonctionnement plus élevée du piston en titane par rapport au piston en aluminium
– D’échanger moins de chaleur avec les gaz et le cylindre

Petit bémol toutefois au niveau de la friction. En effet, un piston de moteur thermique est une pièce qui est soumise à un frottement intensif contre les parois du cylindre pendant certaines parties du cycle. Et le titane n’est pas un matériau qui a de bonnes propriétés de friction.
C’est pourquoi nous avons fait appel au CRM (Centre de Recherches Métallurgiques) pour voir avec eux quel traitement de surface pourrait être appliqué sur la jupe du piston. Après une campagne d’essais, ils nous ont proposé un traitement en plusieurs étapes ayant pour but d’obtenir finalement, sur les surfaces de glissement, une couche extérieure constituée de DLC (Diamond Like Carbon). Cerise sur le gâteau: le DLC devrait nous permettre de réduire également les pertes par frottement du piston, qui représentent un poste important dans ce type de moteur.

Pourquoi l’impression 3D ?
Tout d’abord, avec l’aide des possibilités offertes par les méthodes de fabrication additive en ce qui concerne la conception, nous avons pu garder le poids du piston en titane proche du poids d’un piston en aluminium (à 3 grammes, c’est-à-dire environ 10% près). Les méthodes de fabrication additives permettent de se libérer des règles de fabrication des méthodes traditionnelles. Elles ouvrent la porte à de nouvelles possibilités de conception. Les concepteurs peuvent se concentrer sur la mise en matériau seulement là où il est vraiment nécessaire, créer des formes qui seraient impossibles à mettre en œuvre avec d’autres méthodes.

D’autre part, étant donné que le prix des alliages de titane est élevé par rapport aux alliages d’aluminium et d’acier, nous avons voulu réduire le coût global en:
– limitant la quantité de déchets
– adoptant un processus de fabrication qui diminue la quantité globale d’énergie utilisée pour produire la pièce.
Cela démontre les avantages directs de l’impression 3D:
– Utilisation minimale du matériau: légèreté et durabilité
– Réduction du délai de fabrication, pas d’outillage (excepté hors fraisage)
– Coût réduit

L’innovation repose donc sur trois points :
– L’utilisation d’un matériau qui, bien qu’il présente des caractéristiques intéressantes, se retrouve rarement dans l’industrie automobile: le titane.
– Son implémentation à l’aide d’un processus de fabrication innovant (impression 3D).
– L’élaboration d’un traitement de surface adéquat pour assurer une durée de vie convenable et réduire les frottements.

La réalisation :
Cette fois encore, nous avons pu compter sur l’expérience et l’aide de nos partenaires pour mener à bien ce projet. Permettez nous de les présenter (avec des illustrations) dans l’ordre de leur intervention :
SIRRIS (http://www.sirris.be), spécialisé, entre autres, en techniques de fabrication additives, s’est chargé de l’impression EBM (Electron Beam Melting).

TECHNOCHIM (www.technochim.eu), spécialisé dans les traitements mécaniques, chimiques et électrochimiques des surfaces métalliques, s’est chargé du traitement électrochimique destiné à améliorer l’état des surfaces intérieures du piston.

Ci dessous un piston brut d’impression (à gauche), et deux pistons ayant subi un traitement plus ou moins prolongé


SIRRIS est de nouveau intervenu au niveau de l’usinage de certaines zones afin d’obtenir  précision dimensionnelle et géométrique là où elles sont nécessaires.

CRM (www.crmgroup.be), centre de recherches spécialisé, entre autres, en coating métallique, s’est chargé du revêtement DLC.

Ci-dessous, le piston traité se trouve à gauche.

Tous nos remerciements à ceux qui ont rendu possible cette expérience, notamment :
SIRRIS : Raoul Carrus, Freddy Demonceau, Guy Lagaeysse, Jean Claude Noben
TECHNOCHIM : François Tosar
CRM : Florin Duminica , Nicolas Nutal
Merci également à Laurent Odillard ( http://loranenginedev.pagesperso-orange.fr/Contact.htm ) pour ses précieux conseils.

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… et une bielle !

Dans la lignée des travaux entrepris sur le bas moteur d’EcoMOTION 7, après l’embrayage et le vilebrequin, une bielle a également été étudiée par Guillaume Le Quellenec.

Après un premier dimensionnement par la résistance des matériaux « classique », notre partenaire GDTECH (www.gdtech.eu), spécialisé en ingénierie, nous a offert de simuler dynamiquement la pièce, afin de vérifier sa tenue à des charges qui, bien entendu, varient énormément au cours d’un cycle moteur.

Petit clip vidéo:

Une fois rassurés, c’est à nouveau Guillaume Ruwet, en stage chez LG Précision qui a assuré l’usinage.

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Encore une très belle pièce, qui est encore plus impressionnante quand on la soupèse : usinée à partir du Titane fourni par Safran Aero Boosters (Mr Julien Pirenne), elle est légère comme une plume !


Tous nos remerciements à :

GDTECH : Mr Michael Bruyneel, Mr Sébastien Gohy et Mr Gregory Cristino

SAFRAN AERO BOOSTERS : Mr Julien Pirenne

LG PRECISION

Au menu du prochain article au sujet des évolutions EcoMOTION 7: Le piston.

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