Projet de conception d'un véhicule hippomobile avec ... · L'unité de puissance, le...

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Projet de conception d'un véhicule hippomobile avec assistance motorisée électrique Contact : Stéphane Chanoux mail: [email protected] web: http://aveniratoutcrin.fr 1 Présentation du concept de la voiture hippomobile a assistance électrique: m Quelques chiffres : La France a une très ancienne et riche culture équestre. Aujourd’hui la Fédération Française Equestre est la 3.ème après le foot et le tennis, et a connu une progression de plus de 30 % ces dernières années. Elle compte environ 700 000 licenciés répartis en 3 commissions : Cheval, Poney et Tourisme Equestre. La sensibilité à l'égard du cheval est donc encore aujourd’hui très présente dans la population. La pratique de l' attelage équestre , à savoir la conduite d'un véhicule tracté par un cheval, se retrouve dans les 3 commissions car on attèle aussi bien un cheval qu'un poney, pour de l'enseignement, de la compétition, du tourisme et des utilisations professionnelles ( agriculture, débardage, équithérapie, etc) m Les tendances : Le Développement Durable est devenu un credo et l'utilisation du cheval de travail, appelé cheval territorial quand il intervient en milieu urbain est maintenant une solution écologique alternative aux véhicules à moteur pour des services de proximité. Les principales raisons sont : - ses vertus écologiques, - le faible coût de sa mise en œuvre, - son efficacité et l'aisance des manœuvres sur des espaces réduits (ruelles, quartiers résidentiels), - et surtout les symboles forts dont le cheval est porteur : écologie, tradition, liberté, force, etc. Cette perception du cheval est un facteur intéressant et très motivant pour l'implication des populations aux gestes civiques (respect de l'environnement, tri sélectif, etc) : le simple fait d'avoir un cheval pour un service de collecte permet d'améliorer les résultats au niveau : 3 Quantitatif (augmentation notable des déchets triés) 3 Qualitatif (déchets mieux triés et plus d'efforts pour en faciliter la collecte). Winston Churchil disait à ce titre : « L’extérieur du cheval exerce une influence bénéfique sur l’intérieur de l’homme. » La plupart des communes et collectivités françaises sont aujourd'hui engagées dans le plan d'action de l'Agenda 21 et cherchent des solutions écologiques pour leurs services urbains de proximité afin de diminuer l'impact négatif des véhicules à essence. Elles cherchent également des moyens pour faire adhérer la population aux nouvelles dispositions liées au Développement Durable. Un véhicule hippomobile répond parfaitement à ce besoin et au triptyque : Ecologie, Economie, Social. Quelques exemples de services hippomobiles : transport scolaire et touristique, collecte de végétaux et déchets ménagers, débardage, etc.

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Page 1: Projet de conception d'un véhicule hippomobile avec ... · L'unité de puissance, le "Cheval-Vapeur" a été inventée au XVIIIe siècle par James Watt. Elle correspond à la capacité

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Contact : Stéphane Chanoux mail: [email protected] web: http://aveniratoutcrin.fr

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Présentation du concept de la voiture hippomobile a assistance électrique:

m Quelques chiffres : La France a une très ancienne et riche culture équestre. Aujourd’hui la Fédération Française Equestre est la 3.ème après le foot et le tennis, et a connu une progression de plus de 30 % ces dernières années. Elle compte environ 700 000 licenciés répartis en 3 commissions : Cheval, Poney et Tourisme Equestre. La sensibilité à l'égard du cheval est donc encore aujourd’hui très présente dans la population. La pratique de l'attelage équestre, à savoir la conduite d'un véhicule tracté par un cheval, se retrouve dans les 3 commissions car on attèle aussi bien un cheval qu'un poney, pour de l'enseignement, de la compétition, du tourisme et des utilisations professionnelles (agriculture, débardage, équithérapie, etc)

m Les tendances :

Le Développement Durable est devenu un credo et l'utilisation du cheval de travail, appelé cheval territorial quand il intervient en milieu urbain est maintenant une solution écologique alternative aux véhicules à moteur pour des services de proximité.

Les principales raisons sont : - ses vertus écologiques, - le faible coût de sa mise en œuvre, - son efficacité et l'aisance des manœuvres sur des espaces réduits (ruelles, quartiers résidentiels), - et surtout les symboles forts dont le cheval est porteur : écologie, tradition, liberté, force, etc. Cette perception du cheval est un facteur intéressant et très motivant pour l'implication des populations aux gestes civiques (respect de l'environnement, tri sélectif, etc) : le simple fait d'avoir un cheval pour un service de collecte permet d'améliorer les résultats au niveau :

3 Quantitatif (augmentation notable des déchets triés) 3 Qualitatif (déchets mieux triés et plus d'efforts pour en faciliter la collecte).

Winston Churchil disait à ce titre :

« L’extérieur du cheval exerce une influence bénéfique sur l’intérieur de l’homme. »

La plupart des communes et collectivités françaises sont aujourd'hui engagées dans le plan d'action de l'Agenda 21 et cherchent des solutions écologiques pour leurs services urbains de proximité afin de diminuer l'impact négatif des véhicules à essence. Elles cherchent également des moyens pour faire adhérer la population aux nouvelles dispositions liées au Développement Durable.

Un véhicule hippomobile répond parfaitement à ce besoin et au triptyque : Ecologie, Economie, Social. Quelques exemples de services hippomobiles : transport scolaire et touristique,

collecte de végétaux et déchets ménagers, débardage, etc.

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De grands groupes industriels comme Véolia ont lancé d'impressionnants projets de mise en service de véhicules hippomobiles : desserte touristique du Mont Saint-Michel, benne de collecte des déchets :

Les "Maringotes" pour la visite du Mont Saint-Michel pourront transporter

jusqu'à 50 passagers ! La benne de collecte hippomobile de Véolia

est faite en matériaux composites pour la collecte des ordures ménagères en ville

Dans certains cas, la solution cheval s'avère peu efficiente en raison d'une topographie difficile ou de charges très lourdes à tracter. La solution à ce défaut de puissance consiste en général à rajouter un cheval supplémentaire à l'attelage ce qui représente un surcoût et rend la conduite du véhicule hippomobile plus diffic ile en agglomération.

Ce constat rend d'autant plus crédible l'utilisation d'un véhicule hippomobile "hybride", c'est à dire équipé d'une assistance à l'effort de traction du cheval par une motorisation électrique auxiliaire.

Du point de vue éthique et du respect de l'animal, la solution de la Voiture Hippomobile Hybride permet de faire travailler beaucoup plus confortablement et efficacement l'équidé attelé, sans parler de l'image valorisante pour l'équipe qui met en œuvre ce service hippomobile original.

La pratique de l'attelage équestre, en particulier dans un cadre professionnel, est actuellement en plein développement. Cela est confirmé par l'apparition de nombreux organismes régionaux et nationaux d'attelage tels que la Commission Nationale des Chevaux Territoriaux, les nombreuses Fédérations de races françaises de chevaux de trait : Percheron, Boulonnais, Comtois, Breton, Ardennais, …

Ce moyen de traction peut aujourd'hui bénéficier des nouvelles technologies performantes (hybridation électrique, batteries) qui le rendraient bien plus efficace en particulier pour un usage professionnel.

m Principe de fonctionnement de la voiture hippomobile hybride : Le terme hybride signifie l’association de plusieurs énergies complémentaires. En l'occurrence, s'agissant d'un véhicule hippomobile à assistance, le moteur principal reste le Cheval. Il s'agit donc d'équiper une voiture hippomobile moderne d'une assistance auxiliaire pour aider le cheval dans ses efforts les plus intenses et apporter ainsi plus d'efficacité et de confort au travail.

Ce concept est à l'image du Vélo à Assistance Electrique auquel personne ne croyait il y a quelques années et dont le marché connaît une très forte croissance aujourd'hui. Le VAE a maintenant trouvé de nombreuses utilisations pour les loisirs, le sport, mais aussi professionnelles.

Au titre d'anecdote …

Equiper une voiture hippomobile d’un moteur électrique n’est pas une nouveauté !

Saviez-vous que la première automobile Porsche réalisée par Ferdinand Porsche en 1898 était … une voiture hippomobile équipée d'un moteur électrique : 35 km/h de vitesse de pointe et 80 km d'autonomie !

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Etude technique du prototype

Le calcul de la puissance nécessaire pour qu'une motorisation auxiliaire soit efficace sur un véhicule hippomobile est simple.

Cependant, s'agissant d'une "assistance", le cœur du problème consiste à adapter l'assistance du moteur à la force de traction et aux mouvements irréguliers du cheval attelé.

Mais quelle est la puissance réelle d'un vrai cheval ?

L'unité de puissance, le "Cheval-Vapeur" a été inventée au XVIIIe siècle par James Watt. Elle correspond à la capacité d'un cheval de soulever un poids de 75 kg à la vitesse d'un mètre par seconde, et est équivalente à 740 watt. En réalité un équidé a une puissance réelle bien supérieure à 1 Cheval-Vapeur : un bon cheval de trait bien entraîné a une puissance qui dépasse les 12 Chevaux-Vapeur de James Watt, soit près de 9000 watts. Cette puissance naturelle fait donc du cheval un "véhicule tracteur" écologique très intéressant !

m Le prototype réalisé : Le Véhicule Hippomobile Hybride réalisé est le résultat d'une partenariat entre un enseignant équestre spécialisé en attelage et un élève ingénieur de l'école d'ingénieurs des Arts et Métiers d'Aix en Provence. Toute l'analyse du principe a été faite dans le cadre de son mémoire de fin d'études. Le travail de l'étudiant a permis de finaliser un prototype fonctionnel dont les premiers tests ont donné des résultats prometteurs. En fonction d'une consigne d'assistance à l'effort fixée par le cocher, la motorisation électrique auxiliaire se déclenche et permet au cheval de monter plus facilement les côtes, déplacer des charges plus lourdes sans effort supplémentaire et de travailler plus longtemps avec plus de confort. Un dispositif mesure la force fournie par le cheval lors de la traction et déclenche la motorisation auxiliaire après analyse et traitement des données ; les quatre moteurs-roues électriques auxiliaires sont progressivement actionnés et apportent l’aide nécessaire. Au freinage le système récupère l’énergie pour plus d'autonomie.

m La technologie mise en oeuvre : Pour la motorisation nous avons fait le choix du moteur-roue électrique (moteur intégré dans la roue). Cette technologie est aujourd'hui très répandue donc économiquement abordable. C'est aussi celle qui se développera probablement le plus dans les années à venir pour de nombreuses raisons techniques : faible encombrement, réduction de poids, baisse du centre de gravité, meilleur rendement, etc. Le moteur-roue a aussi l'avantage de s'adapter assez simplement à de nombreux modèles de roues, en particulier de véhicules hippomobiles actuels. Nous avons donc fixé 4 moteurs-roues provenant de scooters électriques directement sur les jantes des roues d'origine de notre prototype de voiture hippomobile. Un capteur de force fixé au niveau du palonnier (pièce interface entre le cheval et la voiture) mesure en temps réel la force fournie par le cheval à l'effort ; les données sont traitées par un boîtier programmable qui gère l'assistance motorisée selon le besoin et permet des paramétrages adaptés : transport de personnes, déplacement sur route, travaux agricoles, etc. Le principe de base est donc simple mais la principale difficulté consiste à fournir une assistance souple et régulière alors que le cheval tracte par à-coups successifs plus ou moins puissants ("coup de collier"). Pour régler ces contraintes techniques nous avons utilisé pour notre système des technologies mécaniques, électroniques et informatiques.

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A l'avant, un cheval de trait puissant et volontaire, à l'arrière, la voiture équipée de moteurs -roues électriques

Entre le cheval et la voiture, le dispositif de mesure de l’effort permettant de gérer l'assistance moteur

selon la consigne fixée.

Présentation du prototype de la Voiture Hippomobile Hybride au Haras National du Pin en Normandie, lieu emblématique surnommé le Versailles du Cheval.

Préparation de la voiture pour le défilé

Présentation du prototype devant les m embres de la

Société des Amis des Haras Nationaux

Ce projet a été lauréat au concours "Imaginez la Voiture Hippomobile du 21e siècle organisé par la Société des Amis des Haras Nationaux

Projet présenté sous l'acronyme H2UE ! (Hippomobile Hybride Urbain Evolutif)

Pour tous contacts ou participer au développement de ce projet :

[email protected] ou Tél. 06 86 97 73 52