Vélo à Supercondesateurs

Ce qu'il fait

L'objectif est de récupérer l'énergie qui est habituellement dissipée en chaleur au freinage pour l'utiliser lors des phases de pédalages compliqués. De plus, les supercondensateurs sont plus durables que les batteries au lithium (durée de vie, recyclage)

Votre source d'inspiration

Personnellement, je me déplace en vélo, et j'ai imaginé la possibilité de pouvoir stocker l'énergie dissipée au freinage pour la réutiliser lors de l'accélération. En même temps, j'ai appris que les supercondensateurs pouvaient être utilisés pour stocker de l'énergie, avec certes, un rapport énergie/volume plus faible que les batteries, mais un rapport puissance/volume beaucoup plus élevé et un impact environnemental moins important (nombre de cycle/pas de lithium). Je me suis ensuite renseigné sur la récupération d'énergie depuis un moteur de vélo puis j'ai réalisé un premier prototype.

Comment ça marche

Pour faire simple, le vélo est composé de 4 composants principaux : le vélo traditionnel, le pack de supercondensateurs, la carte de contrôle (ESC + Capteur + carte-mère) et la roue motorisée. Lors de l'utilisation, l'utilisateur pédale comme sur un vélo traditionnel à la différence qu'au freinage, les freins mécaniques sont précédés par un frein moteur. Ce frein moteur va exercer une résistance au roulage tout en générant de l'énergie électrique qui va être transformée par l'ESC puis stockée dans le pack de supercondensateurs. Lors des phases de pédalages difficiles, le vélo détecte la difficulté grâce aux différents capteurs (coefficient de la pense, vitesse, couple de pédalage) et le moteur aide au pédalage. Lors d'un trajet donc, le vélo se recharge principalement dans les descentes mais aussi au freinage (avant un feu par exemple) puis se décharge dans les phases de pédalage difficiles (montées, démarrage).

Processus de conception

Pour commencer, il m'a fallu verifier que le concept fonctionne. Pour cela, j'ai passé du temps pour vérifier puis dimensionner une première solution. Il fallait dimensionner le pack de supercondensateurs, la puissance du moteur, quels composants électroniques etc. Puis, pour valider mes résultats théoriques ainsi que mes choix de composants, j'ai réalisé un premier prototype (voir photo 1, 2 & 3). Ce prototype, en plus de servir de preuve de concept, m'a permis de mesurer de nombreuses données importantes pour la suite (capacité électrique max, rendement, puissance de charge). De plus, j'ai pu valider ou invalider mes choix de composant, ainsi que le dimensionnement du pack de supercondensateurs par exemple. Je suis donc actuellement en train de dimensionner/préparer un second prototype avec un poids optimisé, une meilleure efficacité de la transmission du vélo, plus de capteurs ... Le premier prototype a donné des résultats encourageant avec environ 20% d'énergie récupérée (photo 3 : énergie utilisée=12 Wh / énergie récupérée=2,5 Wh). Avec le second prototype, j'espère atteindre 35-40%.

En quoi est-il différent ?

Ce vélo est différent car c'est un compromis entre VAE (Vélo à Assistance Électrique)(besoins de recharge, batterie polluante et non durable) et le vélo traditionnel (pédalage pénible). En effet, ce vélo est plus durable (±15 ans), plus écologique (pas de lithium + recyclable), plus pratique (pas de recharge) que les VAE et il est plus agréable qu'un vélo traditionnel. De plus, le vélo ne n'est pas rechargé par l'énergie du réseau électrique, il est seulement rechargé par l'énergie qui est traditionnellement perdue au freinage.

Plans pour l'avenir

Pour l'avenir, j'ai pour projet de faire un second prototype en prenant en compte les erreurs faites mais aussi les données récupérées sur le premier prototype. En créant ce second prototype, plus légers, plus optimisé, l'objectif est de se rapprocher du produit finit pour obtenir des valeurs de rendement cohérentes.

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