Le vélo solaire de Richard

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Voici ma réflexion concernant l’assemblage d’un vélo et d’une remorque mono-roue, l’idée étant de préparer un long voyage en totale autonomie, sur le plan logistique et production électrique. Il s’agit de voyager plusieurs semaines, quelques mois et de parcourir plusieurs milliers de km. Les routes sont variées, du bitume à la piste en empruntant parfois les chemins. J’ai donc établi un cahier des charges précis avant de concevoir la bête.

Présentation technique

Cahier des charges

  • Poids : l’ennemi du cycliste ! Pour ma part l’assemblage équipé pour voyager en autonomie fait 63 kg. Idéalement, je ne voulais pas dépasser 60 kg.
  • Trajectoire : un vélo avec remorque mono-roue me permet de n’avoir qu’une trajectoire à surveiller, j’évite les trous, les cailloux et autres obstacles. Je peux me permettre des single track sans trop de risques.
  • Modèle de roue : 3 jantes identiques pour l’ensemble, mêmes pneus, même chambres à air, mêmes jantes, il n’y a que les rayons qui diffèrent
  • Qualité : mon oncle René me disait « Il faut être riche pour acheter bon marché”, on achète plusieurs fois le même produit low cost pour finir par acheter un produit de meilleure qualité ou … abandonner le projet. J’ai donc repéré les marques et fournisseurs qui avaient fait leurs preuves sur d’autres évènements. Simple et sans (trop) de risques.
  • Homogénéité : tant que faire se peut et notamment sur la partie électrique, j’évite les assemblages de composants qui ne communiquent pas ou mal entre eux. Une électrisation fiable et éprouvée (même par d’autres) m’évite pas mal de soucis.
  • Budget : Intimement lié au point précédent, soyons réalistes, un assemblage de qualité et fiable à un coût. J’estime mon assemblage à près de 8.000 €.
  • Boîte de vitesses : en lieu et place des plateaux/dérailleur/cassettes. Ce n’est pas un détail puisque l’installation de cet élément dans le moyeu de la roue arrière m’oblige à faire un choix. Installer un moteur pédalier ou de roue, soit dans la roue avant du vélo soit dans la roue de la remorque.
  • Sécurité : rouler vite et loin c’est bien. Savoir s’arrêter c’est mieux ! J’ai donc choisi des freins à la hauteur de ce qui les attendait. 143 kg à 60 km/heure en descente et à 50 m d’une épingle à cheveux, faut être à l’aise avec ses freins … ou inconscient. J’ai choisi d’aimer la vie. Pour les pneus et l’éclairage, même raisonnement, je ne regarde pas à la dépense.

Vélo et composants

Vélo

  • Vélo: mon fidèle Cannondale RZ One 40 en carbone, offert pour mes 50 ans (12 ans déjà !). Léger (12kg), tout suspendu, solide et surtout, déjà en ma possession ! Le vélo a accepté sans trop de peine les quelques modifications qui s’imposent pour la configuration pressentie.
  • Fourche : à l’origine la fameuse Lefty Carbon, un monobras efficace pour une utilisation VTT mais beaucoup trop fragile et d’ailleurs, il est mécaniquement impossible de lui installer le moteur de roue. J’ai donc simplement récupéré la fourche FOX de mon VTTAE Giant Trance E+2, une fourche solide et conçue pour supporter les efforts mécaniques qu’impose le moteur, le freinage et le poids.
  • Boîte de vitesses : un moyeu Rohloff, franchement, il me sera difficile de revenir à un système classique de dérailleur. Ce Rohloff est d’une précision incroyable, les 14 vitesses sont parfaitement étagées et progressives. La qualité à un prix mais vous connaissez désormais l’adage.
  • Plateau et pignon : c’est un des points les plus délicats, j’ai d’abord équipé le vélo d’un plateau de 36 dents et d’un pignon de 16 dents. La cadence de pédalage était trop rapide, je ne pouvais pas suivre, pour quelques euros j’ai acheté des pignons Rohloff de 15, 14 et 13 dents, pour tester. En fait de test, je suis parti faire 2 500 km et 25 000 D+ en 36/13. Je ne dis pas que les côtes à plus de 15% étaient simples mais j’y suis arrivé. Un de ces jours, j’installerai un pignon de 14 pour voir.
  • Freins : progressifs et puissants. Un étrier Magura MT8 Pro à l’arrière, double pistons, levier de frein “1 doigt” et plaquettes de la même marque. Pour l’avant, pas de compromis, un étrier Magura MT7 Pro, quatre pistons, doubles plaquettes et levier de frein Magura MT5E avec interrupteur, pour désactiver le moteur lors du freinage. Plaquettes Magura, évidemment. MT 8 Pro à l’avant, MT7 à l’arrière.
  • Disques de frein : autre sujet sensible ! Après avoir essayé (et m’être fait peur !) avec un disque Magura MDR-P E-Bike 6 Trous de 180 mm à l’avant, je suis rapidement passé sur un Magura MT eStop Optimizer de 220 mm. Rien à voir en termes de freinage : on s’arrête vite et en toute sécurité. Pour l’arrière, pas le choix, un disque spécifique Rohloff 4 trous. Pas grave, c’est un disque de 203 mm spécial Magura qui fait très bien son job.
  • Plaquettes : une paire de plaquettes Magura MT 7.P Performance 2 pistons à arrière. Usure de 20 % après 2 500 km ! Plaquettes Magura MT 9.P Performance 4 Pistons à l’avant. Usure … 90 %, prévoir de la réserve !
  • Roues et pneus : Jantes Mavic 729 Disc 36 rayons en 26 pouces, rayons sapim e-strong (trois tailles différentes : roue AV vélo, roue AR vélo et roue remorque). Pneus Schwalbe Rigide Pick-Up Super Defense Fair Rubber 26″ 2.35, spécial pour vélo e-cargo. Michelin Chambre à air VTT C4 AIRCOMP Latex 26×1.9/2.20 Valve Presta
  • Selle : une Italia ST 7, elle n’a pas bougé, le gel ne s’est pas affaissé, par contre même si je l’ai choisie parmi 5 selles testées, ce n’est pas encore la selle qui me fera oublier mon derrière. Une selle Brooks ou l’ablation des ischions ? J’hésite encore.

Remorque

Une Aevon STD 100 en aluminium, légère (7kg) avec une capacité de chargement jusqu’à 145 litres. L’attache est sur la tige de selle, je peux faire demi-tour sans poser pied à terre. La principale adaptation concerne le bras oscillant qui, à l’origine, accueille une roue de 16 pouces. Comme mon cahier des charges m’impose trois roues de 26 pouces, je rallonge les bras de fourche en alu de quelques cm. Jante 26” Mavic 729 et 36 rayons Sapim e-strong. Pneu Schwalbe Rigide Pick-Up Super Defense Fair Rubber 26″ 2.35, spécial pour vélo e-cargo. Chambre à air Michelin VTT C4 Aircomp Latex 26×1.9/2.20 Valve Presta.

Structure porteuse des panneaux

Initialement je l’ai imaginée et dessinée avec un logiciel de CAO. Montage des panneaux sur un axe pivotant, le tout sur une structure fixée au châssis de la remorque. Revenons à la structure et l’adaptation au châssis de la remorque. En premier lieu, je conçois 3 cadres en tube de carbone. Chaque panneau est donc fixé à son propre cadre. Chaque cadre étant assemblé à son voisin. L’avantage est que lors du démontage, l’encombrement des panneaux se réduit considérablement et une astuce (une de plus, cadeau !), les dimensions du cadre sont légèrement supérieures au panneau.

Ce qui, en cas de chocs, de frottements ou de chutes (testé pour vous, à l’arrêt et à deux reprises, le contributeur ne rechignant pas face à l’effort !) évite d’abîmer les panneaux ceci au risque d’amputer la production de précieux Watts. Cadres construits avec des tubes en carbone de section carrée 20x20mm. Sections coupées à 45° à une longueur supérieure aux dimensions du panneau. Assemblage avec inserts équerres imprimées 3D en PLA , collés à l’époxy bi-composant en seringue. Dimension totale des trois panneaux assemblés : 930 mm en largeur et 2010 mm en longueur.

>>> Présentation détaillée de la construction de la structure porteuse des panneaux

Présentation du système électrique

Il y a des littéraires, des rêveurs créatifs, des matheux, des bricoleurs, des pro et il y a moi. Je regarde une prise électrique et je prends une décharge, c’est comme ça, ni les médecins, ni les psy ne comprennent, “Faut faire avec, Monsieur Lebrun”. J’ai donc réfléchi à une méthode efficace, à ma portée intellectuelle et financière. J’ai regardé qui, en France pas trop loin de chez moi, avait quelques références et réalisations qui me semblaient efficaces & séduisantes. J’ai également cette capacité à faire confiance assez rapidement pour autant que le courant passe (petit jeu de mot que les érudits auront déjà repéré). J’ai également vérifié que l’ensemble des composants du fournisseur pouvaient aisément communiquer entre eux. C’est vers Déclic’Eco et notamment son dirigeant Guillaume Devot que je me suis adressé.

  • un moteur “All Axle Hub Motor 7.5 rpm/V” de chez Grin Technologies, installé dans la roue AV, plus léger que ses concurrents, il chauffe moins aussi, je l’ai constaté et il a une bonne régénération de courant.
  • un contrôleur Baserunner Z9 (Grin Technologies), désormais en version 5 (la V4 m’ayant lâché)
  • une console Cycle Analyst V3 (Grin Technologies)
  • 2 batteries Li-Mn 48Volts 14 Ah chacune. Concernant les batteries, la chaleur n’est pas un réel problème, faut pas non plus les mettre en plein soleil, ça c’est pour les panneaux ! Par contre elles ne raffolent pas des chocs. Je leur ai confectionné un lit douillet que je glisse délicatement dans un sac étanche, lui-même sanglé à la remorque.
  • 3 panneaux solaires Sunpower de 115 Wc chacun
  • 3 régulateurs solaires MPPT 48V/36V économique (dont un en réserve). Vous n’en verrez que deux sur les photos. En effet, 1 régulateur est capable de gérer 2 panneaux. Le panneau situé à l’avant a son régulateur, les deux autres à l’arrière ont le leur. En effet si je fais de l’ombre au 1er panneau, la production s’en ressent fortement mais je ne perd qu’⅓ de production au maximum.

Guillaume Devot fabrique le réseau électrique sur mesure, il faut juste envoyer les photos et lesdites mesures. Quant au montage, il est relativement simple, il n’y a pas vraiment moyen de commettre d’erreurs, les cosses et câbles sont identifiés et/ou équipés de détrompeurs.

Truc et astuce : les connecteurs peuvent se déconnecter assez facilement, il existe des petites pièces spécifiques qui empêchent la déconnexion. J’utilise des Rilsan pour les connexions qui ne sont jamais ou très rarement sollicitées. Ci-contre les deux solutions. Pour le câblage, assurez-vous d’avoir suffisamment de colliers de serrage style Rilsan de bonne qualité. Quand tout ceci est bien en place, vous téléchargez l’application (paragraphe software) sur votre PC, vous connectez le PC au Baserunner avec le câble USB, ceci vous permettra de paramétrer votre configuration, par téléphone pour ma part, avec Guillaume Devot.

En complément de ces produits, j’ai installé :

  • un convertisseur de tension CC 48 V 12 V qui permet d’alimenter en 12V les deux phares AR
  • un convertisseur DC régulateur de tension 12V à 5V pour avoir 2 prises USB supplémentaires

Outillage spécifique : une riveteuse pour inserts qui m’a été très utile notamment pour fixer certaines pièces à la remorque. Exemple : installation des MPPT et des convertisseurs de tension sur un cadre fixé à la remorque.

Schéma électrique

Accessoires

  • feu arrière puissant.
  • sonnette-qui-fait-un-vrai-ring-ring, très bien.
  • rubans réfléchissant auto-adhésif. Les coller ça va, les décoller c’est la misère, ça part en morceaux.
  • cadenas, léger et costaud puisque classé 6 sur une échelle allant jusqu’à 10.
  • feu arrière avec alarme intégrée, pas mal quand je dors au premier étage et que je vois mon vélo dans la cour du rdc.
  • support de téléphone magnétique. Bon produit, solide.
  • pompe spécifique pour les amortisseurs (vélo et remorque).
  • adaptateurs pour valve de vélo Presta vers Schrader.

Auteur : Richard Lebrun (mél: riclebrun@gmail.com)