ASC & FSGP 2018: En résumé

Mise en contexte

L’American Solar Challenge constitue un défi de taille pour les jeunes ingénieurs nord-américains. Il s’agit de la plus longue compétition universitaire d’ingénierie qui soit. Celle-ci est divisée en 3 étapes; les inspections techniques (scrutineering), la Formula Sun Grand Prix (FSGP) et finalement la course cross-country (ASC). Au travers de toutes ces épreuves, les équipes qui visent le podium doivent démontrer que leur bolide est performant – donc léger, aérodynamique et efficace – sans toutefois négliger sa durabilité. La différence entre les bonnes et les moins bonnes équipes repose parfois sur quelques petits détails, qui découlent souvent de l’attitude, la capacité d’adaptation et parfois aussi la chance.

L’édition 2018 de la compétition avait pour thème de célébrer le 175 anniversaire de la fameuse Oregon Trail, qui coïncide avec le 50e anniversaire du National Trails System des États-Unis. La trajet a été élaboré dans cette optique et offrait plusieurs défis intéressants aux équipes participantes, dont la traversée des rocheuses au travers le Wyoming et l’Idaho.

Voici donc un “bref” résumé de toutes les péripéties que notre équipe a dû affronter au cours du mois de juillet 2018.

 

Le parcours de l’American Solar Challenge 2018, avec tous les stage stops

 

En direction vers le Nebraska – 1er au 5 juillet

Le dimanche 1er juillet 2018, un premier convoi quittait Montréal en direction de Hastings au Nebraska avec une cargaison précieuse: notre nouveau bolide Éclipse X. L’équipe a été complètement réunie le 4 juillet au Hastings College pour y effectuer les derniers tests et préparatifs en vue de la longue compétition qui allait s’amorcer. On parle ici d’ajustements mineurs seulement, puisqu’Éclipse X avait déjà effectué 1200 km de tests et de caractérisation. L’équipe a aussi profité de ce moment de répit pour procéder à la traditionnelle séance de teinte de cheveux, par souci d’uniformité!

 

Sur la route en Ohio

 

Le scrutineering  –  6 au 9 juillet

Le 6 juillet débutait le scrutineering, qui correspond à la période de 4 jours d’inspections statiques et dynamiques. Chaque équipe doit alors passer par chaque poste pour s’assurer que tous les bolides sont conformes et sécuritaires. Grâce à un niveau de préparation largement supérieur à la moyenne, l’équipe de l’ÉTS a terminé les inspections dès le deuxième jour, avant toutes les autres équipes.

Il serait cependant faux de prétendre que tout a bien été. L’équipe d’Éclipse s’est vue décerner une pénalité de 1 minute par jour de course pour l’ASC et 1 tour de pénalité par jour de course pour la FSGP. Cette conséquence découle d’une erreur lors de l’assemblage de la cage de protection du pilote, qui avait à l’origine été conçue très près – peut être un peu trop près – des limites des règlements dans le but d’optimiser le profil aérodynamique de la voiture. La pénalité correspond au minimum applicable par les organisateurs de la compétition.

 

Flavie, Alexandre et Charles-Étienne valident l’installation du ruban adhésif transparent pendant les essais dynamiques

 

Ayant terminé les inspections 2 jours à l’avance, le groupe a pu profiter d’un moment de répit  avant d’amorcer la course sur circuit fermé. Plusieurs tâches de maintenance préventive ont été effectuées sur la voiture, en plus de compléter une séance de pratique des manœuvres de changements de pneus rapides. L’équipe s’est alors aussi démarquée pour son esprit sportif en se campant près du circuit de course lors des essais dynamiques pour y encourager les équipes tentant de se qualifier pour la course.

 

La feuille de scrutineering complétée, avec les détails de notre pénalité…

 

La Formula Sun Grand Prix 2018 – 10 au 12 juillet

La journée initiale de course de la FSGP 2018 débute bien pour Éclipse X avec plusieurs tours de piste se classant dans les plus rapides dès la première heure. Philippe Skidds, pilote aguerri de la FSGP 2017, parvient alors rapidement à se qualifier pour l’ASC 2018 en complétant le nombre minimal de 24 tours. La situation se détériore au milieu de la journée lorsqu’une crevaison survient sur la roue du moteur, qui est plus complexe et laborieuse à réparer que les autres roues. Après 20 minutes d’arrêt, Éclipse X rembarque sur la piste pour qu’on constate alors que le long arrêt au soleil a fait augmenter anormalement la température de la batterie. La température ambiante très élevée est alors la cause suspectée de ce problème inédit. Pascal Chouinard parvient ensuite à se qualifier, juste avant que l’équipe soit contrainte à retirer la voiture de la piste pour faire refroidir et diagnostiquer la batterie. Toute l’équipe s’affaire alors à trouver des solutions pour améliorer le refroidissement de la batterie et pour permettre à celle-ci de fonctionner malgré les conditions de surchauffe. La journée se termine avec deux pilotes qualifiés (Pascal et Philippe), ainsi que quelques solutions logicielles en tête pour permettre à la voiture de rouler – sécuritairement, bien sûr – malgré la surchauffe de la batterie.

 

Éclipse X en pôle position au départ de la FSGP

 

La deuxième journée de la FSGP s’amorce de façon similaire à la première; Philippe commence la journée en trombe et Éclipse X complète rapidement le nombre de tours minimal pour se qualifier pour l’ASC 2018. Malheureusement, ce qui devait arriver arriva: la batterie surchauffe encore plus tôt que la veille, mettant une fin abrupte à la journée de course après seulement 3hres20 sur la piste. Flavie n’a seulement eu le temps que de faire 12 tours, ce qui n’est alors pas suffisant pour la qualifier pour l’ASC. La FSGP étant un insuccès assuré, les magiciens de l’équipe électrique se mettent à l’œuvre afin d’implémenter plusieurs solutions logicielles pour éviter tous problèmes de surchauffe lors de l’ASC. La journée se termine donc avec plusieurs conclusions positives, permettant à l’équipe d’espérer le mieux pour la suite de la compétition.

 

Éclipse X lors du deuxième jour de course, un peu avant que les problèmes de surchauffent ne reviennent hanter l’équipe

 

Lors du troisième jour de la FSGP,  Flavie amorce la journée au volant, confiante de sa première expérience de la veille. La surchauffe de la batterie est toujours imminente mais la jeune pilote de 20 ans parvient quand même facilement à compléter le nombre de tours minimal pour se qualifier, en plus de faire quelques dérapages contrôlés et d’en impressionner plus d’un. Pascal reprend ensuite le volant avec un seul objectif en tête: faire le tour le plus rapide. Celui-ci a toutefois de la difficulté à compléter un tour à vitesse élevée puisque plusieurs équipes plus lentes se trouvent sur la piste à ce moment. Pour remédier à ce problème, celui-ci a tente d’augmenter la vitesse davantage dans les lignes droites, et de très peu diminuer celle-ci dans les virages. Une fois de plus, la loi de Murphy se concrétisa: la chambre à air de la roue du moteur subit une importante déchirure, ce qui cause une perte instantanée de toute la pression d’air dans le pneu alors que Pascal compléte un virage à 90km/h. La jante est alors arrachée du moteur et le joint à rotule qui sert de pivot au bras de suspension est cisaillé, causant un important désalignement de la roue, qui frappe de plein fouet la coque en fibre de carbone avant que le voiture ne soit immobilisée dans l’herbe. L’équipe mécanique se met alors à l’œuvre; le joint à rotule et la jante sont remplacés pendant que la structure de carbone se fait inspecter et réparer.  La suspension est ensuite réajustée – non sans difficulté – pour éviter tout frottement du pneu sur la coque.

 

Le joint à rotule a subi un traitement abusif avant de céder

 

Trois heures plus tard, Pascal Chouinard bondit sur la piste avec un batterie 100% pleine pour terminer les dernières heures de course de la FSGP 2018. C’est à vitesse maximale que l’habile pilote survole la piste pendant près d’une heure et demie pour finalement rattraper et dépasser l’Université du Michigan au 5e échelon. La batterie est alors plus chaude que jamais auparavant et la voiture continue toujours à rouler sécuritairement, grâce aux solutions ingénieuses implémentées la veille. Cela permet alors aussi d’observer que la source du problème de chaleur provient de modules de batteries faisant un mauvais contact, en raison d’un jeu étant apparu dans l’assemblage dans le transport entre Montréal et Hastings. Il suffit alors simplement de resserrer la quincaillerie d’assemblage pour que le problème de surchauffe soit écarté et que l’équipe soit fin prête à débuter l’ASC.

 

Flavie s’élance sur la piste pour se qualifier pour l’ASC

 

American solar challenge 2018  – 14 au 22 juillet

 

Toutes les équipes de l’ASC à la veille du grand départ

 

Stage 1 – De Omaha, Nebraska à Scottsbluff, Nebraska

L’ASC 2018 débute sous une épaisse couverture de brouillard, qui force l’équipe de stratégie à jouer de prudence pour commencer la course. La vitesse de croisière au départ est alors de 65 km/h, mais la consigne change rapidement pour 75 km/h lorsqu’on constate que l’état de charge de la batterie ne varie aucunement après plus d’une heure de route. L’équipe de l’ÉTS est la troisième à rejoindre le checkpoint de Grand Island, quelques secondes devant l’équipe de la Polytechnique de Montréal. Le reste de la journée se déroule sans embûches. La voiture parcours près de 640 km en une journée malgré une ascension de près d’un kilomètre et de forts vents latéraux, un fait inédit dans l’histoire du club Éclipse.

 

Dès la fin du premier jour, le Nebraska nous offrait des décors époustouflants

 

Lors de la deuxième journée du stage, Éclipse X file à toute allure, ayant bénéficié d’une bonne période de recharge la veille. Un bris au niveau d’une des jantes du moteur cause un arrêt de 15 minutes qui permet à l’équipe de la Polytechnique de reprendre les devants. La stratégie est alors révisée et la consigne de vitesse est augmentée à 95 km/h, ce qui permet à l’équipe de l’ÉTS de terminer de justesse au 3e rang du stage après la comptabilisation des pénalités.

 

À Scottsbluff, la recharge du soir est bénéfique pour toutes les équipes, compte tenu des excellentes conditions météorologiques

 

Stage 2 – De Scottsbluff, Nebraska à Lander, Wyoming

 

Éclipse X survolant les routes du Wyoming, peu après le départ de Scottsbluff (Crédit photo: Renaud Lespérance, Esteban)

 

La première journée du stage 2 a débute dans l’incertitude en ce qui concerne les prévisions météo. Après avoir commencé à rouler sous les nuages, le ciel se dégage tranquillement, pour ensuite laisser place à de forts vents, qui emmènent avec eu d’importantes précipitations. Heureusement, l’équipe de stratégie prend la situation en main, permettant à Éclipse X d’éviter les orages et de terminer la journée sous un soleil rayonnant en filant à toute vitesse. Le stage qui devait se compléter en deux jours fut complété en une seule journée, exception faite de franchir la ligne d’arrivée! En effet, afin de bénéficier de 4 heures de recharge de plus, l’équipe a choisi de ne franchir la ligne d’arrivée que le lendemain matin. Ceci s’avéra un choix payant puisque les périodes de recharge subséquentes furent diminuées par la présence de nuages. L’équipe a donc pu profiter d’une journée de repos pour faire de la maintenance et de la lessive avant de reprendre la route pour le stage 3. À ce moment, Éclipse est encore en 3e position avec une confortable avance de près de 50 minutes sur ses plus proches poursuivants.

 

L’équipe a pu profiter de la dernière heure de soleil au checkpoint de Casper avant qu’un violent orage bloque la progression des autres équipes

 

Stage 3 – De Lander, Wyoming à Arco, Idaho

Dès le début de la compétition, nous attendions avec une fébrilité certaine le début du stage 3. Nous savions qu’un des plus grands obstacles que nous allions avoir à affronter se trouvait dans les premiers miles de ce stage: le “big climb” menant à ligne de partage des eaux de l’amérique du nord. Il s’agit donc du point le plus élevé du parcours et celui-ci est atteint à la suite d’une escalade de plus d’un kilomètre vertical en moins de 40 kilomètres horizontaux!

 

Variation des élévations lors du troisième stage de la course (Crédit photo: Michael Rouse, Missouri S&T)

 

Par chance, les conditions météorologiques étaient de notre côté ce matin, en plus d’avoir une charge complète grâce à la stratégie audacieuse du stage 2. Éclipse X s’élança donc dans les côtes avec Philippe Skidds à son bord comme pilote. Malheureusement, avec la chaleur ambiante élevée et une vitesse de croisière trop faible, l’unique moteur de la voiture s’est rapidement retrouvé en état de surchauffe. L’unique solution qui se présentait à ce moment était donc de laisser le moteur refroidir quelques minutes avant de retourner sur la route. C’est en répétant quelques fois cette procédure que l’équipe est parvenue au sommet du “big climb” avec une trentaine de minutes de retard sur les trois premières équipes. Ce n’était cependant pas de quoi affoler les troupes, puisque la montée à vitesse réduite avait laissé la batterie dans un état de charge très intéressant pour la suite de la journée. La consigne de vitesse a alors été établie à 85 km/h, avec des pointes à 90 km/h et même plus lors des descentes, ce qui permit à l’ÉTS de reprendre rapidement sa place dans le classement, malgré les faux pas du matin.

La première journée du stage 3 se termina donc en bordure de la ville de Blackwood, à égalité avec l’équipe de l’Université du Michigan, et avec moins d’une centaine de kilomètres à parcourir le lendemain. Les deux périodes de recharge furent bénéfiques à l’état de la batterie, suffisamment pour permettre à Éclipse X de parcourir les derniers kilomètres du stage à vitesse maximale et terminer avec quelques minutes de retard seulement sur les deux premières équipes. Encore une fois, les membres du groupe ont pu profiter d’une journée de repos et de maintenance préventive avant d’amorcer l’avant dernier stage de la course.

 

Éclipse X en position de recharge à Blackwood, après une dure journée d’escalade et de descentes folles

 

Stage 4 – De Arco, Idaho à Burns, Oregon

Le départ du stage 4 s’effectue dans des conditions optimales avec peu de vent et une batterie chargée à 100%. Flavie survole donc les 200 premiers kilomètres du stage sans ennui jusqu’au checkpoint de Mountain Home, qui se trouve dans le stationnement d’un Walmart (!).  Pascal prend alors le volant pour la deuxième moitié de la journée qui s’annonce plus périlleuse avec un parcours beaucoup plus sinueux. Tout se déroule sans anicroches jusqu’à l’ascension de deux pentes abruptes d’une dizaine de kilomètres chacune. Suite à l’importante surchauffe du “Big climb” au 3e stage, les membres de l’équipe de stratégie proposent qu’on attaque la pente à une vitesse de 90km/h cette fois, afin d’escalader la montagne à l’aide de l’inertie de la voiture. Cela s’avère un succès pour la première pente, mais la température ambiante élevée (environ 39 degrés C) ne permet pas au moteur de refroidir suffisamment avant d’affronter la deuxième pente et l’équipe de l’ÉTS est donc contrainte à arrêter la voiture et attendre que le moteur refroidisse à deux reprises. La surprise de la journée se trouvait cependant de l’autre côté de la montagne, après la longue descente. C’est à ce moment que l’équipe d’Éclipse aperçoit le convoi bleu et jaune de la prestigieuse Université du Michigan, stationné en bordure de la chaussée, affairé à recharger la batterie avant même que la journée de course soit terminée. Comme quoi les deux dernières montées de la journée n’ont pas été faciles pour tout le monde!

 

Éclipse X, en train de quitter le site du Parc National de Craters Of The Moon au départ du stage 4

 

L’équipe de l’ÉTS termine donc la journée en bordure de la ville de Burns, à quelques kilomètres de la fin du parcours, avec une avance suffisante pour ensuite terminer le stage avec plus de 6 minutes d’écart sur l’Université du Michigan. Après 4 stages, Éclipse est toujours solidement en 3e place au classement général.  Pour la troisième fois de la compétition, tout le groupe a pu bénéficier d’une journée de repos et de maintenance de la voiture avant de repartir pour le sprint final.

 

L’ÉTS termine le stage 4 en deuxième position après la comptabilisation des pénalités

 

Stage 5 – De Burns, Oregon à Bend, Oregon

Comme le veut la tradition de l’American Solar Challenge, le dernier stage est un court sprint de moins d’une journée, afin de permettre à toutes les équipes de franchir la ligne d’arrivée le même jour. Le trajet de l’ASC 2018 ne dérogeait pas de ce principe en étant seulement d’une distance de 220 km.

 

Éclipse X franchit la ligne d’arrivée de l’ASC pour confirmer sa place sur le podium

 

Avec une batterie pleine à 100%, Philippe Skidds s’élance donc sur les routes à la vitesse maximale possible et ce, durant toute la durée du trajet. Pendant la première portion du parcours, nos adversaires et amis de Western Sydney nous ont même offert de les dépasser afin de gagner le stage. Nous avons dû décliner l’offre car nous savions que notre vitesse serait éventuellement limitée par la baisse de la tension de notre batterie. Malgré tout, nous sommes parvenus à la ligne d’arrivée seulement quelque secondes derrière l’équipe Australienne et un court instant devant l’Université du Michigan pour conclure la compétition en beauté.

 

L’équipe de compétition de l’ASC 2018 pose fièrement avec le bolide

 

 

En conclusion

L’ASC 2018 est sans aucun doute la meilleure performance de l’équipe de la voiture solaire de l’ÉTS depuis la création du club en 1992.  La course de cette année était d’ailleurs une des plus serrée depuis bien des années avec seulement trois heures d’écart entre les 4 premières équipes, qui ont survolé la route à des vitesses de croisière dignes du top 10 mondial.

 

L’équipe de l’ÉTS avec le trophée de la 3e place de l’ASC 2018

 

En plus de repartir avec le trophée de la 3e place, l’équipe s’est vue remise le prix de l’esprit sportif pour une deuxième année consécutive grâce à  son entrain et son dynamisme (et peut être aussi grâce aux cris d’équipe originaux!).

 

L’équipe a remporté le “sportsmanship award” pour la deuxième année consécutive

Mis à part l’équipe, la voiture Éclipse X n’est pas non plus passée inaperçue au travers de la compétition. Plusieurs membres du personnel ont félicité les concepteurs pour la qualité de leur design et pour leur souci de l’esthétisme, autant à l’extérieur qu’à l’intérieur de la carrosserie.  La boite à batterie a aussi été complimentée à plusieurs reprises pour sa simplicité et son organisation. C’est sans parler aussi du système de déploiement des panneaux additionnels, qui se démarquait des autres par sa robustesse et sa légèreté, tout en étant simple et facile à utiliser.

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Résultats finaux:

Poids de la voiture: 194 kg

Vitesse de croisière: 85 km/h

Classement final de l’ASC 2018: 3e place avec un temps total de 39hres, 36 minutes et 54 secondes

Classement final de la FSGP 2018: 5e place, malgré les ennuis

 

 

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