Vélassi



Edit:17 août 2022, Cre:06 févr. 2022

Velassi v1

L'histoire

Le Vélassi 'V1' est la première version du Vélassi que j'ai construite en avril 2019 après une longue phase d'études et de préparation.
En 2022, ce vélo a parcouru sur route un peu plus de 5000 km sans problèmes et un peu plus de 400 km sur un 'home trainer' lors du premier confinement.
Il s'est avéré un bon vélo 'tous chemins' ce qui est peu commun pour un vélo couché mais sa configuration avec un grand empattement et un siège assez redressé y est pour beaucoup. La V2 se comporte encore mieux du fait d'une direction plus stable, d'une monte pneumatique plus adaptée et d'une suspension pneumatique (suspension sur bloc caoutchouc sur la V1).

Je n'avais jamais construit de vélo ni même conduit de vélo horizontal, c'était donc un gros pari, réussi sans problème majeur mais après de longues études.

Le choix du bois comme matériau de construction posait des difficultés d’ingénierie particulières du fait de sa grande souplesse et de son hétérogénéité. C'était là aussi un pari. J'ai dû faire au début quelques renforcements pour améliorer sa rigidité en torsion mais ce vélo n'a jamais posé de problèmes de comportement ni eu de défaillance. J'ai dû par contre re-concevoir et reconstruire début 2021 l'articulation du guidon qui commençait a montrer de sérieuses faiblesses.

Par contre, comme toute réalisation en résine époxy, ce vélo aurait dû recevoir au moins une couche supplémentaire d'époxy et être verni pour renforcer sa protection contre les UV et l'humidité. Ayant décidé d'en construire un nouveau, je n'ai jamais pris le temps de le démonter pour remettre une couche d'époxy et le vernir et quelques traces de pénétration d'humidité au travers de la résine sont apparues à quelques endroits et le 'tube de direction' a posé des problèmes de gonflement après une sortie très arrosée, nécessitant un desserrage de la direction.

Sans surprises pour une première conception, il a cependant quelques défauts et j'ai décidé très rapidement qu'il y aurait une nouvelle version et comme je commence à vieillir, que cette future version serait électrique.
Mais comme tout compte fait le vélo ne marchait pas si mal, la nouvelle version, la 'V2' a mis près de 2 ans à émerger. Quand j'ai construit la V2 en décembre 2021 et Janvier 2022, cela faisait plus d'un an que les plans étaient terminés, les composants approvisionnés et les pièces en aluminium réalisées.
J'ai commandé la motorisation en Juillet 2020, l'ai reçu fin septembre 2020, mais je n'ai fait les essais de cette motorisation qu'en juin 2021. Lors de ces essais, suite à un essai inopportun, j'ai grillé la carte de contrôle du moteur, ce qui m'a un peu refroidi. Dans la pratique, le changement de cette carte (en décembre 2021) s'est avéré très simple et relativement pu coûteux même si il semble que la nouvelle carte était bugguée (j'y reviendrai dans un page spécifique à propos de ce moteur).

J'ai longuement hésité a construire la V2 en aluminium riveté mais je me suis dit que changer de matériau allait encore retarder la construction et j'ai fini par sauter le pas fin 2021 pour une nouvelle construction en bois, mais en pin et sapin au lieu du chêne de la version V1.

Images



Vers ceci:



à partir de cela:

en passant par ici:



Détails constructifs





Spécifications

Spécification du vélo des images (petite taille, pour entrejambe de 73 à 80 cm):
Empattement: 1650 mm
Diamètre de roue avant: 20" (jante 406)
Diamètre de roue arrière: 26" (jante 559)
Siège à 520-540 mm du sol (on peut ajuster en jouant sur l'appui de suspension avec un intercalaire)
Le pédalier est 120 à 140mm plus bas que le siège (il est à 400mm de haut)
Manivelles de 145mm (au moment de la construction 152mm): C'est un vélo couché pour petite taille et le remplacement des manivelles de 152 mm par des 145 mm a été très bénéfique.
Chasse 59mm -> pour savoir comment choisir la chasse voir un calculateur en ligne en anglais
Wheel flop (basculement latéral): 26,4 mm (c'est trop) et c'est lié à la grande inclinaison du tube de direction.

Transmission simple plateau sur moyeu Nexus à 8 vitesses. Développement très court (5m en 8eme), on ne pédale pas dans les descentes.

J'ai modélisé plusieurs types de cadres dont un mono-poutre mais en pratique, deux cadres treillis en ciseaux, l'un en bois et l'autre en acier semblent les plus pratiques en restant relativement légers. Les efforts sur un cadre de vélo a empattement long sont assez importants et j'ai peu confiance dans un cadre mono-poutre de réalisation 'amateur' (les vélos en aluminium réalisés par des pros sont traités thermiquement après soudure et en acier, c'est un peu lourd).

Publication

J'ai abandonné l'idée de publier les plans de ce vélo en bois car la construction reste relativement délicate et un vélo mal construit peut s'avérer dangereux. En descente, un vélo couché peut atteindre des vitesses très importantes et une défaillance structurelle peut très mal finir. Par contre, je pense que la formule est intéressante et une construction en aluminium rivetée, un peu plus légère me parait à la portée d'un plus grand nombre de personnes mais il faut que je développe ce mode de construction.

Transporter le vélo

On peut transporter le Vélassi sur un rack porte-vélo standard avec le châssis de roue arrière replié, ce qui constitue un des éléments de base de la conception de ce vélo.
Le vélo est facile à poser sur le rack (après avoir déposé le siège et sanglé la roue arrière en mode replié), il dépasse légèrement du gabarit de la carrosserie mais reste très en deçà de la largeur aux rétroviseurs. Dans le premier rail (sur 3), le guidon passe sans problèmes avec la vitre arrière mais ça n'est pas forcément le cas avec toutes les voitures.



En attendant la mise au point d'un siège à dossier pliant, pour transporter le vélo en voiture, il faut enlever le siège. Ce n'est pas très long, il faut un peu plus d'une minute, mais compter trois ou quatre minutes pour le remontage. Il est utile de faire des marques au feutre indélébile pour repérer la position du siège. Ceci implique de débrancher le feu arrière. En attendant le montage d'une prise ad-hoc (prévue, mais seulement réalisée sur la 'V2'), j'ai utilisé un 'domino' pour le re-branchement.

Le rack est un Mottez A007P3RA monté en porte à faux sur la boule d'attelage sans aucune autre attache, donc la charge totale sur le rack est limitée (45kg) et il ne faut pas s'appuyer dessus sinon on déforme l'attelage. Ce rack est simple à poser mais il doit être réglé pour chaque type d'attelage. Le rack bascule pour ouvrir le coffre, c'est assez astucieux. La qualité globale du rack est moyenne et la partie plaque-feux est de mauvaise qualité (le plastique est déjà cassé au bout de quelques années alors que le rack n'avait jamais servi et n'était jamais allé au soleil).
Les barres d'appui se replient pour ranger le rack.

Sinon dans un break, mais ça prend de la place

Pour un voyage ou j'étais seul, j'ai pu installer le vélo dans mon break (roue arrière repliée), mais les rétroviseurs sont très exposés et je conseille de les déposer (desserrage d'une seule vis par rétro). Je ne l'ai pas fait et j'ai cassé la tige du rétroviseur droit au deuxième chargement.

Est-il fiable et durable?

Même si j'ai fait quelques erreurs de conception dont je m'explique dans la page détails, ce vélo s'est avéré confortable et fiable et il a parcouru (fin 2021) sur route environ 4400 km (en sus de plus 400 km sur un 'home-trainer' maison lors du 1er confinement) sans l'avoir ménagé (je fais une grosse partie de mon kilométrage sur des surface non bitumées ou des chemins). La toile du siège (acheté d'occasion) est bien fatiguée et comme c'est un siège fabriqué aux USA, c'est un peu compliqué et cher de la remplacer. Les paliers d'articulation du guidon ont dû être renforcés. Mes craintes sur la fragilité du guidon se sont avérée infondées lorsque je l'ai découpé pour en modifier la forme. Le freinage a posé beaucoup de problèmes du fait de la pénétration d'eau dans les gaines. J'ai fini par remplacer le frein arrière par un frein hydraulique sur jante, ce que j'avais hésité à faire dès le départ à cause des risques de pincement du tube hydraulique lors du repliage du châssis arrière. Ces risques sont justifiés sur cette version mais la nouvelle version permet un bien meilleur cheminement des gaines sans risque de pincement. Un autre point délicat est la conception du tendeur de chaîne qui est bien trop exposé lors des sorties en forêt et peu fiable. Il aurait mieux valu faire un tendeur à simple roulette l'arrière et ajouter une roulette sous l'articulation du châssis arrière. C'est ce que j'ai fait sur la version 2 mais le plus petit diamètre de la roue arrière ne nécessite pas l'ajout d'une roulette inférieure.

Les défauts principaux

Le vélo est lourd

Ce n'est pas spécifiquement lié à la construction en bois. Un vélo couché est toujours plus lourd qu'un vélo ordinaire, à cause du siège, de la forme du châssis, de la très grande longueur de la chaîne. De plus, ce vélo là est équipé d'une direction indirecte avec donc une tringlerie de commande et un palier supplémentaire pour le guidon. Il a aussi un châssis très long. Mon siège toilé est aussi sensiblement plus lourd que les siège 'coque' que l'on trouve sur les vélos couchés de performance. Ceci a conduit a un poids de l'ordre de 22kg une fois tous les accessoires montés. L'équipement pneumatique avec des pneus protégés contre la crevaison n'aide pas a contenir le poids.

Le rendement n'est pas bon

L'usage d'une boite de vitesse a une puissance très modeste diminue le rendement, d'autant plus que j'ai installé un tendeur a double roulettes pour absorber la variation de longueur due à la suspension. C'était une erreur de conception et un tendeur a simple roulette avec une roulette supplémentaire en partie basse dvrait améliorer le rendemnt. La dynamo de moyeu fort pratique absorbe aussi pas mal de puissance (peut-être 9W) car ce n'est pas une dynamo spécifique aux petites roue (ma roue avant fait 20") et elle tourne plus vite que prévu par son constructeur. Certes, elle fournit du courant a très basse vitesse mais elle absorbe plus d'énergie du cycliste. Ces deux éléments, joint a un choix de pneumatiques adaptés à la promenade conduit à un rendement assez faible.

La plage de développement de la boite de vitesse Nexus 8(306%) est insuffisante

Si en promenade sur terrain plat, cette plage est suffisante car j'ai adopté un développement assez bas, en usage tout terrain, lors de montées bien raides, il m'a clairement manqué des développements plus courts. Une solution est d'avoir un double plateau (permis par le tendeur a double roulette dont c'est la fonction initiale)

La stabilité a basse vitesse n'est pas très bonne

Comme j'ignorais si j'allais me satisfaire d'une direction a guidon bas et que j'ai eu l'opportunité d'acheter d'occasion une fourche de Rans Stratus, j'ai adopté la même géométrie que le Rans avec une direction très inclinée qui permettrait aussi, en cas de besoin, d'avoir n guidon haut au lieu de la direction indirecte a guidon bas. Une telle géométrie pose des problèmes de stabilité a basse vitesse mais j'ai pu améliorer la situation en ajoutant un ressort de direction.

Et avec un moteur?

Les trois premiers défauts défauts disparaissent si on équipe le vélo d'une motorisation, le poids ne devient contraignant que si on a a franchir des escaliers ou une rampe, ce qui est assez rare. Le rendement devient indifférent et un moteur réduit beaucoup la plage de vitesses nécessaires. Quand au défaut de stabilité, il a été corrigé par la nouvelle géométrie du Vélassi V2 et de toutes façon, la puissance du moteur permet d'atteindre plus rapidement la vitesse minimum de stabilité.

Une boite de vitesses pour un vélo de promenade

Une boite de vitesse est un équipement pratique et confortable, encore plus sur un vélo couché ou il est très difficile de redémarrer si on a oublié de descendre les vitesses en s'arrêtant, car on ne peut pas se mettre en danseuse pour aider au démarrage.
Mais le rendement n'est pas très bon. Les courbes indiquent une chute de rendement de 2 ou 3% par rapport a une transmission à dérailleur. Malheureusement, ces courbes sont données pour des puissances de 150W ou plus. En usage promenade ou voyage, la puissance qu'on développe tout au long d'une journée est beaucoup plus faible, surtout si comme moi, on n'est pas particulièrement robuste. Je l'évalue à 70W et à cette puissance, le rendement de la boite chute sensiblement, car la perte dans les engrenages (graissés sur une Nexus 8) ne diminue pas proportionnellement à la puisssance transférée. Le rendement passe alors en dessous de 90%, ce qui est très bas.
La plage de vitesses, suffisante pour un usage urbain s'est avérée trop courte pour mon usage qui comportait pas mal de parties non bitumées avec parfois des cotes très raides.

Un petit bilan

Même si c'était clairement un prototype destiné à être remplacé au bout d'un certain temps, j'en ai été content car il est fréquent que des vélos de fabrication personnelle ne durent guère en comparaison à des vélos du commerce. Bien que mon intention initiale ait été de le démanteler pour construire la nouvelle version, vu que relativement peu de pièces pouvaient être récupérées, je l'ai laissé en l'état mais actuellement (en Aout 2022), il n'est pas utilisable parce que je ne dispose que d'un seul siège pour les deux vélos. J'aimerai bien cependant pouvoir participer à des rassemblements avec les deux vélos mais pour celà, il faut que je trouve quelqu'un qui veuille bien m'accompagner - et que je finisse la construction du nouveau siège-.

(c) Pierre ROUZEAU
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Page mise à jour le 17/08/2022 16:33