Revue de l’année 2016-2017

Le mois de septembre 2017 définit une transition importante pour l’équipe d’Éclipse. Il s’agira en premier lieu de la fin officielle du cycle d’Éclipse 9, en plus de marquer le début de la fabrication du prototype Éclipse X. Mais avant de regarder trop loin vers l’avant, voici un résumé de toutes les activités effectuées par le club lors de la dernière année.

Conception d’Éclipse X

Dès le mois de septembre, avec toute l’expérience acquise lors de l’ASC 2016 et la fabrication d’Éclipse 9, les membres de l’équipe se sont rapidement plongés dans la conception du nouveau véhicule. En raison de plusieurs changements importants dans les règlements des deux compétitions auxquelles l’équipe participe, le processus de conception a été abordé de façon itérative, pour tenter d’évaluer tous les scénarios possibles tout en conservant les acquis et les points forts d’Éclipse 9.

Parmi les changements importants, on compte les suivants :

  • Diminution de la surface de panneaux solaires sur la voiture, on passe donc de 6 mètres carrés à 4 mètres carrés
  • Les dimensions maximales des voitures sont maintenant plus permissives
  • Les règlements concernant les véhicules asymétriques (aussi appelés catamaran) sont clarifiés pour permettre ce genre de concept.

Du côté mécanique, l’American Solar Challenge 2016, il a été observé que la voiture Éclipse 9 était très fiable d’un point de vue structurel, mais que celle-ci ne pouvait rivaliser avec les meilleures équipes en raison des certaines de ses propriétés aérodynamiques. Il a donc été décidé que lors de la conception du prototype Éclipse X, les simulations et l’optimisation de l’aérodynamisme du prototype prendraient plus d’importance que jamais auparavant.

Avec toutes ces nouvelles contraintes/possibilités, les membres de l’équipe mécanique avaient beaucoup de pain sur la planche pour tenter de trouver la meilleure configuration possible qui permettrait de diminuer autant la masse que la traînée aérodynamique. Les rapports largeur/longueur des panneaux solaires et les différentes possibilités d’empattement de la voiture ont été passés au peigne fin pour en arriver à une configuration qui satisfait les critères structurels et aérodynamiques du prototype. Une fois cette dernière configuration scellée, la géométrie de la voiture a été optimisée dans tous ses détails grâce au module d’analyse numérique Fluent de Ansys.

 

Extrait d’une analyse numérique de l’aérodynamisme de la voiture dans Ansys Fluent. On peut y voir les gradients de pression de l’air ainsi que les courbes de courant.

Pour que la géométrie aérodynamique de la voiture soit à la hauteur de la conception qui a été effectuée, l’équipe d’Éclipse s’est tournée vers les services d’Usimm pour faire l’usinage des modèles en MDF qui serviront à la fabrication des moules en fibre de verre. Du côté des composites structurels, Éclipse X sera pourvu des meilleurs matériaux sur le marché grâce à la participation de Gurit pour l’approvisionnement en fibre de carbone pré imprégnée et celle d’Evonik pour la commandite de mousse structurelle qui conférera rigidité et légèreté à la voiture. La fabrication de tout cela sera facilité grâce à la participation de partenaires clé dont Airtech, General Sealants et Freeman Manufacturing, qui offrent des matériaux consommables et des produits chimiques essentiels à nos procédés, ainsi que M1 Composites et le CFP des Moulins, qui possèdent une expertise incroyable en composites ainsi que des installations impressionnantes facilitant la fabrication d’un prototype volumineux comme le nôtre. Éclipse a aussi récemment obtenu des pièces importantes de commanditaires de longue date, soit des roulements à billes de SKF pour les moteurs, des roulements à billes de NSK pour les moyeux de roues et des joints à rotule de Motion Canada, pour les suspensions. Finalement,l’usinage, qui s’amorcera dans les prochains jours, sera accéléré par les outils au carbure de Minicut International. Pour le reste, quelques surprises seront dévoilées plus tard…

Du côté électrique, un projet d’importance a été entamé cette année : la conception du système de contrôle de la batterie (Battery management system ou BMS). Ce circuit s’occupe de gérer la recharge des cellules au lithium-ion de façon sécuritaire, en plus de fournir des mesures importantes et essentielles à la stratégie de course comme l’état de charge de la batterie. Ces fonctions, qui autrefois étaient complétées par des composantes achetées, seront maintenant effectuées par des circuits de conception entièrement personnalisées par les membres du club, avec un souci particulier pour le choix des composantes électromécaniques. Ces dernières sont fournies gracieusement par Würth Elektroniks. Les circuits imprimés sont de leur côté fournis par Labo Circuits, un des plus fidèles commanditaires de l’ÉTS. La conception du BMS s’ajoute à la liste de tous les autres circuits que l’équipe concevait déjà auparavant, soit ceux du volant, la télémétrie, le circuit d’alimentation, ainsi que les lumières de la voiture.

Dans l’ensemble, au moment d’écrire ces lignes, la conception de la voiture s’achève et s’apprête à se matérialiser lors du début de la fabrication. Le concept final sera dévoilé sous peu, restez à l’affut pour plus de détails!

Compétition : Formula Sun Grand Prix 2017

L’équipe d’Éclipse a pris part cette année à une compétition en terrain nord-américain pour la deuxième année consécutive avec Éclipse 9. Celle-ci se déroulait à Austin au Texas, sur le circuit des Amériques. Le principe de cette compétition est bien simple: l’équipe qui complète le plus de tours de piste l’emporte. Le tout est réparti sur 3 jours, à raison de 8 heures de course par jour, avec des périodes de recharge le matin et le soir. Pour cette édition, quelques modifications ont été faites sur la voiture, dont le retrait d’un des deux moteurs pour diminuer le poids total du véhicule. Il est à noter que le moteur qui a été retiré a été victime d’un bris lors des périodes de tests pré-compétition au circuit de PMG Technologies. Il n’a donc pas pu être utilisé comme un moteur de rechange en compétition (lisez la suite pour comprendre…).

La FSGP 2017 a démarré sur les chapeaux de roues pour l’équipe d’Éclipse 9. Les inspections techniques statiques et dynamiques ont été complétées en moins de 24 heures, ce qui a donné au groupe la chance de prendre une journée de “repos” bien méritée avant d’amorcer la course. Le premier jour de course a été dans la même veine, alors que la voiture de l’ÉTS a été celle qui a complété le plus de tours avec 72, suivie de près par l’équipe californienne de UC Berkeley avec 71 tours.

Le chef mécanique Rémi Gagnon assisté par Philippe Skidds, lors d’un changement de pneu en pleine course.

Malheureusement, lors du deuxième jour de compétition, un des roulements à billes du moteur a montré des signes de fatigue. Celui-ci a commencé à se dégrader tranquillement, ce qui a considérablement réduit l’efficacité de la voiture, forçant l’équipe de stratégie à réajuster le tir en ralentissant la vitesse de croisière. Les mêmes conditions se sont répétées lors du 3e jour de course, jusqu’à 14hre, lorsque le roulement à billes a rendu l’âme, figeant le moteur instantanément. Avec 3hres de course à faire, il ne restait plus suffisamment de temps pour ouvrir le moteur et réparer celui-ci, forçant l’équipe à mettre fin à sa course.

L’aventure d’Éclipse 9 à la Formula Sun grand Prix 2017 s’est terminée avec une 4e place bien méritée malgré les quelques heures de course perdues. L’équipe a aussi récolté le prix du « Sportsmanship award » pour sa bonne attitude compétitive et positive tout au long de l’événement.

L’équipe d’Éclipse et celle de l’École Polytechnique de Montréal, Esteban

Visibilité d’Éclipse lors de l’année 2016-2017

Le club de la voiture solaire Éclipse comprend l’importance d’offrir une visibilité de qualité à ses partenaires matériels et financiers. C’est pour cette raison que l’équipe tente de participer à des événements variés pour atteindre divers publics et pour sensibiliser davantage de gens à l’utilisation des technologies vertes.

Pour la première fois depuis plusieurs années, Éclipse a participé au mois de novembre au Gala des prix Innovation de l’ADRIQ. Ce fut une expérience enrichissante pour les membres qui ont pu représenter la relève québécoise en ingénierie lors d’un événement prestigieux. Éclipse a aussi été présent lors d’expositions technologiques cette année, comme le Salon Americana et le Salon du Véhicule Électrique de Montréal. Le public atteint lors de ces événements est très varié et intéressant pour Éclipse puisque l’équipe partage beaucoup d’intérêts communs avec les visiteurs et les autres exposants. L’équipe a aussi pris part à la première édition du Hydro Québec Montréal ePrix et a même eu la chance de faire des tours de piste grâce à un partenariat avec Hydro-Québec. Beaucoup d’anciens membres du club ainsi que des partenaires ont été rencontrés lors de la fin de semaine, faisant de celle-ci un succès retentissant!

 À venir pour Éclipse

Les prochains mois s’annoncent chargés pour Éclipse. La fabrication de la voiture solaire est l’étape la plus exigeante du projet, et c’est ce à quoi les membres de l’équipe s’attaquent dès la rentrée. Il s’agit d’un marathon de près de 8 mois, où chaque étape est critique et peut affecter la performance finale du produit. Heureusement, l’équipe compte sur des partenaires précieux ainsi que beaucoup de ressources intéressantes offertes par l’ÉTS, sans quoi rien de tout cela ne serait possible. L’équipe tient d’ailleurs à remercier ses partenaires financiers Automotive Data Solutions, Boralex, l’École de technologie supérieure, CAE et Rotobec, qui permettent à l’équipe de faire l’acquisition de composantes et d’équipement essentiels à la bonne performance du produit, comme les panneaux solaires de haute efficacité et les cellules au lithium-ion.

Rappel: Le club de la voiture solaire Éclipse fêtera aussi sous peu ses 25 ans lors d’une grande soirée le 5 octobre 2017 dans le hall du pavillon A de l’ÉTS, venez-vous joindre à nous pour partager des souvenirs et des anecdotes!

La prochaine compétition à laquelle participera l’équipe d’Éclipse est l’American Solar Challenge 2018 qui se tiendra au mois de juillet 2018, sur en trajet qui n’a pas encore été officiellement dévoilé. Plus de détails à venir…