VDS GROEPT, spécification
VDS GroepT est une équipe d’ étudiants ingénieurs (14) de la Haute Ecole Internationale GROEP T à Louvain. Elle collabore avec une dizaine d’universités et d’entreprises du monde entier, dans le but de créer, en trois ans, une voiture à six places , dont la fabrication et l’utilisation exigeront moins d’énergie et moins de matériaux toxiques. L’objectif est d’atteindre un impact minimal de la durée de vie. Dénommée VDS VISION, la voiture a été conçue pour les marchés indien et chinois.
L’équipe VDS GroepT s’est chargée du développement du moteur électrique et de la conception d’un châssis ultraléger en matériaux composites. Au cours des années précédentes l’équipe VDS GroepT a pu acquérir l’expérience nécessaire dans ces deux domaines. Elle a consacré une année entière - d’août 2007 à août 2008 – à l’élaboration du modèle de châssis et à la réalisation du moteur électrique de la VDS VISION. C’est grâce à une collaboration intense entre 25 universités qu’est né le prototype VISION200. En novembre 2007 l’équipe GroepT a organisé la première grande révision du désign de la VISION200. A cette occasion, les grandes spécifications du véhicule ont été déterminées. L’équipe a pris une part active dans l’analyse du marché à New Delhi et dans la détermination et la mise au point du powertrain.
Au cours de l’été 2008, VDS a réalisé la VISION200. Muni de cette expérience, l’équipe a conçu un second prototype, la VISION GT, dont l’assemblage est prévu pour le printemps 2009. L’engin sera soumis à plusieurs tests d’endurance et de conduite. Le modèle du prototype VISION GT aura un rôle purement fonctionnel : il servira de support fonctionnel aux autres composantes innovatrices qui sont le châssis, le moteur électrique et le contrôleur moteur. Le drivetrain, l’arbre de transmission, la suspension et le système de freinage constituent les composantes et ne sont par conséquent pas prises en considération par les chercheurs du VDS GroepT. Toute leur attention est focalisée sur les éléments innovateurs précités.
2007-2008
D’août 2007 à août 2008, les étudiants chercheurs du VDS GroepT ont travaillé à l’élaboration du modèle de châssis et à la réalisation du moteur électrique de la VDS VISION200. Cette voiture hybride plug-in résulte de la collaboration entre 25 universités. En novembre 2007, l’équipe VDS GroepT a organisé sa première grande révision du désign au cours de laquelle les spécifications de la VDS VISION ont été établies. L’équipe VDS GroepT a eu une participation active dans l’étude du marché de vente à New Delhi tout comme elle s’est penchée sur la question concernant la définition et du développement du powertrain.
Vu l’importance de leur tâche, la sous-équipe chargée de la conception du châssis (Frame Team) a travaillé en étroite collaboration avec la majorité des équipes universitaires associées au projet. Toutefois l’apport de la section TU Delft, responsable de l’aménagement intérieur et la forme extérieur et celle de la Tsinghua University (Beijing), chargée de l’analyse du cycle de vie et de l’étude de la résistance du châssis aux impacts, étaient prépondérantes. Leurs recherches ont abouti à l’étude comparative entre deux châssis composés de matériaux différents à savoir entre un châssis en aluminium et un autre conçu dans un alliage d’acier et de chrome. Ce dernier a été utilisé lors de la construction du prototype VISION 200.
La sous-équipe travaillant sur le moteur (Motor Team) s’était fixé pour l’année 2007-2008 un double objectif. Primo : développer en coopération avec la Berner Fachhochschule de Biel (Suisse), un moteur PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) qui serve de base au moteur SRM (Switched Reluctance Motor) Secondo : effectuer une étude préliminaire ciblant le moteur SRM , projet pour lequel ont été prévues 2 années (2007-2009). La construction du moteur PMSM a été terminée en septembre 2008. Le moteur SRM par contre est en plein développement. Sa finalisation est prévue pour le premier trimestre de 2009.
La sous-équipe de contrôleurs (Controller Team) s’est investie dans l’élaboration d’un système de contrôle algorithmique pour le PMSM et dans la programmation de ce système. Ce programme informatisé doit servir de base pour le contrôleur moteur et sera intégré au système hardware de celui-ci en 2008-2009. L’équipe a effectué une enquête préliminaire sur le plan de l’électronique de haute puissance avec l’aide de la Davis University en Californie et de Triphase.
2008-2009
Au cours de l’été 2008, l’équipe de VDS GroepT a crée la VISION200. Fort de cette expérience, elle a entamé le développement d’un deuxième prototype, la VISION GT, dont l’assemblage est prévu pour le printemps de 2009. Ce nouvel engin sera soumis à plusieurs tests d’endurance. Alors que le prototype VISION GT aura un rôle purement fonctionnel, le modèle de la Ford Fiësta servira de support fonctionnel aux autres composantes innovatrices qui sont le châssis, le moteur électrique et le contrôleur moteur. Le drivetrain, l’arbre de transmission, la suspension et le système de freinage constituent les composantes et ne sont par conséquent pas prises en considération par les chercheurs du VDS GroepT. Toute leur attention est focalisée sur les éléments innovateurs précités.
Cette année, les étudiants responsables de la réalisation du châssis se concentreront sur la fabrication d’un châssis en utilisant des matériaux composites à fibres de carbone (Carbon Reinforced Epoxy). Ils étudieront également d’autres possibilités telles que l’utilisation de fibres de lin (Flax fiber) qui garantiraient un coût de cycle de vie très bas qui, rappelons le nous, est l’objectif majeur dans la conception de la VISION GT. Le châssis sera réalisé avec l’aide de plusieurs partenaires d’association.
En septembre 2008, l’équipe du GROEPT qui s’occupe du moteur PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) a finalisé son projet. Ce moteur sera intégré au contrôleur PMSM et cela dans le courant du second trimestre 2009. Figure également au programme de 2009, la construction du moteur SRM (Switched Reluctance Motor) qui sera incorporé dans la VISION GT. Bien que le moteur SRM n’aie pas le plus haut rendement énergétique – Brushless DC et PMSM sont les plus efficients /garantissent les meilleurs rendements - il est, pour l’instant, imbattable du point de vue environnemental quant à sa production et à son recyclage.
Les membres de l’équipe de contrôle se concentrent sur deux aspects du projet : primo, implémenter un nouveau système de contrôle algorithmique impliquant à la fois la conduite/commande et l’installation électronique de haut rendement ; secondo réaliser le premier cycle de développement de cet algorithme . Les mêmes chercheurs ont planifié un contrôleur PMSM en état de fonctionnement pour le premier trimestre 2009 et la réalisation d’une première version de l’algorithme du SRM pour la second trimestre.
A partir de 2009…
Les prochaines étapes prévues pour 2009 ont déjà été fixées. Partant des résultats des recherches réalisées entre 2007 et 2009 quant à la conception, la réalisation et l’évaluation du concept VDS, l’équipe chargée de la fabrication du châssis concevra un modèle hybride indispensable à sa persistance. Les responsables de la construction du moteur chercheront à optimaliser le mécanisme électromécanique ainsi que l’aspect extérieur du moteur. Il se pourrait que l’on poursuive les recherches du moteur PMSM. Toutefois l’équipe de contrôle se concentrera avant tout sur l’optimalisation de leur programme d’implémentation. Il en va de même pour l’algorithme du SRM. Une prolongation du programme de recherche est également envisageable : l’algorithe et l’implémentation du hardware seraient soumis à une nouvelle évaluation critique.
La mission de l’équipe VDS GROEPT
L’équipe VDS GroepT s’est fixé comme objectif de créer une voiture électrique légère qui soit commercialisable. Pour y parvenir, l’équipe s’est concentrée sur l’obtention d’un coût de cycle de vie minimal quant à l’utilisation des matériaux et à la consommation d’énergie lors de la production, l’utilisation et le recyclage du véhicule.
Le VDS GROEPT s’est associé à la Vehicle Design Summit (VDS), une initiative du Massachussetts Institute of Technology. VDS est constitué d’ un réseau de plus de 20 universités qui ont relevé le défi de réaliser et de mettre en production une automobile de haute performance destinée aux marchés indien et chinois. L’équipe VDS GROEPT elle-même, est responsable du développement et de l’intégration du châssis et du moteur. Elle cherche à obtenir une position clé au niveau de la stratégie dans l’enceinte du consortium VDS et ce par du networking.
VDS GROEPT, son point de vue
Des étudiants motivés innovent
L’enseignement joue un rôle crucial dans la recherche. Elle permet aux étudiants de réaliser des innovations scientifiques et techniques sans qu’ils soient limités par des contraintes de propriété. C’est ainsi que des équipes universitaires de partout dans le monde ont pu mener des recherches dans le secteur de l’automobile et conçoivent des automobiles solaires, des voitures de course à émission de gaz zéro, des Eco Shell Marathon bolides et qu’elles relèvent d’autres défis tous dans le cadre de la technologie de transport environnementale.
L’équipe VDS GROEPT prend un nouveau tournant. Seize étudiants ingénieurs masters de la Haute Ecole Internationale GROEPT adoptent une même philosophie de désintéressement. Toutefois leur but n’est pas de se retrouver sur un circuit de course mais bien d’aboutir à une production de masse de voitures écologiques. C’est en collaboration avec des tuteurs universitaires, des entreprises belges et les autorités de ce pays que l’équipe VDS GROEPT s’investit dans l’émulation d’un châssis ultra léger et dans la conception d’un moteur électrique à haute efficacité. Les autres universités se concentrent sur des systèmes apparantés tels le système de freinage, la suspension, la propulsion . Au ceint du groupe VDS, des sous-équipes se consacrent à l’étude du management du produit, du marketing et du design. De cette façon VDS stimule l’innovation dans une panoplie de disciplines.
Une équipe de visionnaires
Afin d’atteindre ses objectifs qui ne sont pas des moindres, l’entreprise VDS GROEPT travaille en étroite collaboration avec d’autres universités, des entreprises et les autorités belges.
L’équipe VDS GROEPT veut aller au-delà d’une analyse et de la construction d’une voiture écologique qui puisse être produite en masse. En même temps, elle mène une campagne de sensibilisation : elle veut faire prendre conscience à son entourage, aux citoyens belges et du monde entier que les réserves des richesses naturelles de la planète ne sont pas inépuisables et que nous devons à nos enfants de les préserver. La problématique énergétique qui est à la base de ce projet, justifie leur participation à la campagne qui vise d’une part à diminuer l’émission de carbone et d’autre part à augmenter l’efficacité du cycle de vie de leur produit. VDS GROEPT veille à ce qu’un large public soit atteint.
Vehicle Design Summit au niveau international
L’équipe VDS GROEPT figure parmi les 30 groupes universitaires au sein du consortium VDS. Tous les continents participent à ce projet mondial. Parmi les instituts participant au projet VDS figurent : M.I.T. (Etats-Unis), Harvard University (VS), TU Delft (Pays-Bas), Tsinghua University (Chine) et Keio University (Japon).
Du fait que chaque équipe travaille sur une partie du véhicule VDS VISION, une bonne coordination et une étroite collaboration entre les associés, sont nécessaires. L’équipe VDS GROEPT joue un rôle prépondérant dans la coordination. De cette collaboration soutenue naissent des liens transfrontaliers tant bien professionnels qu’amicaux .