Vélassi



Edit:17 août 2022, Cre:19 déc. 2021

Vélassi version 2

J'ai terminé le Vélassi version 2 en janvier 2022 (le premier Vélassi- musculaire- a été fini en avril 2019 et a roulé environ 5600 km).
Ce nouveau modèle corrige certaines erreurs de la première version (appelons la V1) et est prévu exclusivement pour une motorisation électrique (Tongsheng TSDZ2).
Les principaux changements:
- Direction la plus verticale possible pour une meilleure stabilité à basse vitesse
- Roue arrière de 20" (au lieu de 26") et suspension avec un amortisseur pneumatique (au lieu de blocs de caoutchouc)
- Rampe du siège un peu plus longue pour accepter des pilotes de plus grande taille
- Pédalier un peu plus haut et siège pouvant être plus incliné
- Cycliste plus près de la roue avant (manivelles courtes exclusivement) mais l'empattement a été conservé pour avoir un centre de gravité suffisamment avancé quand on est chargé ou avec un cycliste plus grand.
- Structure arrière renforcée pour accepter un porte-bagage.
- Structure modifiée pour être plus rigide en torsion.
- Structure en pin et en sapin au lieu de chêne pour avoir de meilleurs collages et diminuer le poids (mais les sections
sont plus importantes) mais la plus grande longueur et le renforcement ont 'avalé' le gain de poids.
- Disposition du boîtier de pédalier modifiée pour accepter un moteur pédalier.
- Paliers d'articulation de guidon plus écartés car les efforts sur le guidon sont très élevés (on a tendance à tirer dessus)
- Meilleur qualité des câbles et gaines de frein et leviers a tirage ajustable (sur la V1, l'eau rentrait dans les gaines et entraînait un mauvais fonctionnement, à tel point que j'ai fini par installer un frein hydraulique sur jante à l'arrière).
- Tendeur de chaîne à simple roulette.
- Une béquille
- Pare-chaîne et tubes guide-chaîne


Je conserve la transmission à boite de vitesse Nexus 8 qui devrait être beaucoup plus adaptée à un moteur pédalier qu'elle ne l'était à un vélo de promenade musculaire (mauvais rendement à basse puissance et plage insuffisante). Par contre, je passe à une chaîne étroite, la chaîne de 1/8" ne passant pas dans des tubes guide-chaîne.

Les paliers de guidon et de suspension arrière sont toujours des paliers IGUS en plastique avec un axe de 16mm de diamètre mais à l'arrière il s'agit désormais de paliers rotulés pour avoir une meilleure répartition des charges et tenir compte de l'imprécision de construction. Il n'y a pas d'usure notable de l'arbre ni des paliers sur le Vélassi actuel sur la suspension mais les efforts seront plus importants sur la version 2 (levier plus important + bagages). La première version de l'arbre pivot de guidon du Vélassi actuel a par contre été fortement maté mais la direction était mal conçue et a du être modifiée.

La construction en bois tendre a été beaucoup plus facile car le ponçage se fait facilement. Mes tasseaux étaient aussi plus droits ce qui facilite l'assemblage et une bonne géométrie.
Javais pensé faire un marbre de montage et je ne l'ai pas fait pour le châssis principal. C'était une erreur et pour l'assemblage du châssis arrière je vais faire un marbre pour compenser le désaxage du bras de suspension arrière.

Par contre les caractéristiques des tasseaux du commerce sont extrêmement variables avec des variations de poids de plus de 25%. En triant les tasseaux en fonction de leur poids, j'ai économisé plus de 350g. Un tasseau moins dense absorbera cependant plus de résine (ce qui est favorable aux collages).

Pneu avant: Big Ben +, Pneu arrière: Marathon 365

Superposition entre la version 2 et la version 1

La fabrication

J'ai ouvert un fil pour cette nouvelle version sur le forum Vélorizontal

Le modèle 3D

Le modèle est fait sous OpenSCAD et est une évolution du modèle précédent, mais j'ai quand même passé pas mal de temps pour ce nouveau modèle.
J'utilise OpenSCAD depuis sept ans et j'ai acquis une bonne aisance et surtout je m'appuie sur ma propre librairie que j'avais créé au début, ce qui me permet de gagner beaucoup de temps.
Le modèle est paramétrique mais il y a tellement de paramètres que modifier le vélo pour en faire d'une autre taille prend quand même pas mal de temps.
J'avais au départ l'intention de publier ce modèle mais la fabrication en bois est relativement délicate et je m'oriente vers la publication d'une construction en aluminium rivetée qui me paraît plus à la portée d'un bricoleur moyen, plus sûre et moins contraignante. Je vais faire un essai de ce genre de construction sur un autre type de vélo (un vélo couché compact a direction sur le dessus pour un usage urbain) mais la géométrie du Vélassi V2 me paraît bonne pour un vélo de promenade/de voyage et il me semble intéressant de publier une version plus facile à construire.
Les formes des pièces en bois sont projetées à plat au format DXF, puis cotées dans un logiciel 2D (à l'époque avec NanoCAD -logiciel Russe- mais je suis passé à LibreCAD en passant sous Linux).

La fabrication

Les pièces en aluminium sont découpées avec une disqueuse et une scie à métaux manuelle, percées puis ponçées avec mon combiné tank/disque. Il y a pas mal de ponçage et je pèse les pièces en cours de fabrication. Il vaut mieux percer au début tant qu'on a des surfaces plates. Une perçeuse à colonne est indispensable et je recommande un modèle assez gros (comme la mienne, colonne de 80mm de diamètre, en dessous c'est trop flexible). Un progrès serait une perçeuse à variateur. J'avais réalisé les pièces en aluminium longtemps avant d'entreprendre la construction.

Pour les pièces en bois, j'imprime sur du papier la forme de mes pièces a partir du plan en DXF. Je colle le papier sur le bois (en encollant le bois, pas la feuille, car celà augmente beaucoup la taille du papier). A cause de l'humidité de la colle qui change la taille du papier, il faut soigneusement vérifier les cotes. Les coupes droites sont faites avec une scie plongeante (Festool TS55, une machine fantastique) et les petites coupes à la scie radiale avec quelques fois usage d'une scie manuelle, plutôt pour des questions de sécurité.

Les pièces sont assemblées avec des vis à bois de 3mm qui servent à positionner les pièces et à les maintenir lors du collage. J'avais au départ l'intention de retirer les vis mais j'ai abandonné car c'est délicat, il faut que la colle soit sufisamment dure mais pas trop car après on ne peut plus retirer les vis. En gros il faut les retirer au bout de quatre à six heures de polymérisation avec la résine que j'utilise. Sur le Vélassi V1 j'avais parafiné les vis pour faciliter leur retrait mais c'est parfois impossible. Du coup, j'ai abandonné l'idée de retirer les vis mais je le regrette un peu car c'est à certains endroits plutôt inesthétique. Je fais d'abord un premier assemblage 'à blanc' et je commence à poncer (ou raboter les angles) sur cet assemblage à blanc. Les pièces doivent être complètement poncées avant le collage (parce qu'on ne peut plus poncer après avoir entamé la résine, celle-ci est toxique pendant la durée des travaux). Il faut très soigneusement préparer l'assemblage avant d'entamer le collage car pour des raisons d'adhérence, il faut faire une couche de résine par jour car la résine ne colle pas bien sur elle-même quand elle est complètement polymérisée (au bout d'une semaine). Faire une couche par jour permet d'avoir une adhérence chimique entre les couches. Comme on ne peut pas poncer entre les couches à cause de la toxicité de la résine, je fais les reprises et les ajustements nécessaires au cutter. Pour faire une nouvelle couche sur une couche complètement polymérisée, il faut poncer/gratter (avec un cutter ou une lame de scie à métaux) la couche polymérisée pour avoir une adhérence mécanique entre les couches. Si c'est pour faire un collage structurel (comme j'ai dû le faire pour ajouter le support de porte-bagage), il faut enlever toute la résine et revenir au bois (à la râpe, par exemple). Il faut prévoir qu'on oublie toujours des éléments (par exemple les inserts pour attacher un ressort de direction, un porte bouteille, les guides câble, une pièce de renfort...) et que ces travaux supplémentaires doivent être faits immédiatement tant que la résine est en cours de polymérisation finale.

Résistance à l'humidité

Pour bien résister à l'humidité, une structure bois époxy doit comporter trois couches de résine époxy et deux couches de vernis ou peinture polyuréthane. Le principe est de bloquer tout transfert d'humidité avec le bois et d'être totalement étanche. Le vélassi V1 n'a pas reçu ces trois couches de résine et n'a jamais été vernis parce que je pensais (à raison) que j'aurais à faire des modifications et l'humidité a traversé la couche de résine et est venue griser le bois à certains endroit. Il faut aussi rappeller que le bois non étanche change de dimensions et j'ai eu des ennuis avec mes roulements de direction à cause de celà (aussi parce que j'avais dû retirer la résine à certains endroit pour ajuster la fourche donc je n'étais plus du tout étanche au niveau de la 'colonne' de direction). J'ai donc soigné ce point sur le Vélassi V2. Le vélo a été entièrement démonté après 2500 km, a été un peu modifié pour pouvoir installer des sacoches à l'avant et a été vernis deux couches avec un vernis polyurethane deux composants mat. J'ai utilisé deux bombes entières (une fois le mélange des deux composants fait, la durée de vie de la bombe est de 48h mais comme on peut faire une couche a peu près toutes les quinze minutes, on n'attends pas autant.

Bilan provisoire

Cette nouvelle version est en net progrès, plus stable et plus facile à conduire. L'impulsion donnée par le moteur au démarrage facilite aussi l'usage, on est très rapidement à une vitesse ou le vélo est plus stable.

Malgré la roue arrière plus petite, l'amortisseur pneumatique assure un confort incomparablement supérieur. Cette roue plus petite permet aussi un bien meilleur passage des gaines qui ne souffrent plus lors du repliage de la roue arrière. Par contre, les petits amortissements ne sont pas repris par l'amortisseur car il y a trop de frottements internes et il faut donc (ce qui est le cas) avoir de gros pneumatiques (largeur 55 à l'avant et à l'arrière). Le pneumatique arrière (Schwalbe GT365) a une accroche excellente sur la boue comparée au Schwalbe Marathon du Vélassi V1.

Pour le moment, l'amortissseur ne semble pas se dégonfler. Sa pression de réglage est d'environ 8 bar et je peux donc éventuellement le regonfler avec une mini-pompe ordinaire.

Le choix de réduire le diamètre de la roue arrière (de 26" à 20") était aussi lié a l'installation d'un moteur pédalier et j'ai voulu diminuer les efforts sur la transmission (proportionels au diamètre de la roue). J'ai aussi laissé la limitation de puisance du moteur (tel que livré) avec un courant maxi réglé à 10A, ce qui correspond approximativement à une puissance maximale fournie de 400-440W. Ce moteur peut fournit bien plus (environ 700W comme la majorité des moteurs pédaliers) mais ma volonté de limiter les efforts était bienvenue car la première chaîne n'a duré que 600km et la boite semble souffrir beaucoup en usage tout terrain. Je trouve cette puissance d'un peu plus de 400W largement suffisante pour mon usage.

La largeur du pédalier avec un moteur pédalier pour boîtier ordinaire

On définit la largeur d'un pédalier en mesurant la distance entre les manivelles droite et gauche (à l'extérieur) à l'endroit ou on visse les pédales.
Sur un vélo ordinaire, cette largeur (appelée 'Facteur Q') est de 168mm. Les cyclistes de petite taille peuvent préférer une largeur moindre et certains vélos peuvent avoir un facteur Q réduit à 156mm.
Les manivelles ont un 'déport' qui est l'écart entre la face ou se visse la pédale et la face au niveau du raccordement sur l'axe de pédalier. Typiquement ce déport est de 15mm. Il est facile de réduire ce déport coté gauche mais à droite sur un vélo musculaire, l'encombrement des plateaux impose un espace minimal. Réduire d'un seul coté entraîne une asymétrie qui peut poser problème.

Un moteurs pédalier s'installant dans un boîtier de pédalier ordinaire est beaucoup plus large qu'un pédalier ordinaire (de plus de 25mm) car il faut bien loger l'entraînement quelque part. De plus, souvent le pédalier est décalé vers la droite et ce décalage peut en lui-même poser problème.
Le TSDZ2 est livré (contrairement à ses concurrents) avec des manivelles de 170mm à déport 'normal' (15mm), ce qui conduit a un facteur Q très élevé de 210mm. J'ai au départ monté des manivelles plus courtes (152mm) mais avec le même déport que celles d'origine et donc obtenu le même écartement.
Bien qu'avec un moteur pédalier les effort soient réduits, cette largeur importante m'a posé des gros problèmes (douleurs persistantes aux genoux). J'ai alors remplacé ces manivelles par des manivelles de longueur 140mm a déport nul qui ne me causent plus de souci mais que je trouve un peu courtes. Le Vélassi V1 est équipé de manivelles de 145mm (en remplacement de manivelles de 152mm) qui me vont parfaitement mais il n'est pas possible de trouver de manivelles de cette longueur à déport nul. Pour avoir des manivelles courtes sur les moteurs pédalier, on monte des manivelles de monocycle (qui ont toujours un déport nul) ou des manivelles de vélo enfant sans déport (en arrachant le plateau d'origine, ce que j'ai fait pour mes manivelles).
Pour moi, ce moteur (le TSDZ2) est simplement inutilisable avec ses manivelles d'origine pour des personne de taille moyenne ou petite. Certains vendeurs en sont conscients et proposent les manivelles concurrentes (Bafang) avec un déport nul.

La mise au point

Il y a eu plusieurs étapes de mise au point.
Des pièces ont été rapportées au cadre pour:

  • Une diagonale pour renforcer la rigidité du cadre en torsion
  • Supporter les sacoches arrières et les maintenir écartées
  • Supporter les sacoches avant (qui sont des sacoches de guidon)
  • Monter un ressort de direction
  • Mettre le porte-bidon plus en arrière (le talon avait tendance à toucher)

D'autres éléments ont été modifiés:

  • Les manivelles de 152mm a déport normal ont été remplacées par des manivelles de 140mm a déport nul (suite à des douleurs aux genoux)
  • Un tube en carbone a été inséré dans le tube en aluminium d'articulation de la béquille qui s'était déformé
  • Le 'boitier de pédalier' a été poncé pour ramener le moteur vers la gauche d'environ 7mm et corriger partiellement le problème .d'excentration du pédalier (ce qui a amélioré notablement le confort). Ceci facilite aussi le passage de la tringle de direction.
  • Le feu avant a été repositionné en arrière de l'axe de la colonne de direction pour faciliter le transport sur rack et la mise en place à l'intérieur de ma tente (sisi !)
  • Une bavette a été montée sur le garde boue arrière (pour les mêmes raisons)
  • La tringle de direction a été modifiée (conflit avec le frein avant) et de plus elle a désormais une double courbure améliorant l'angle de rotation
  • Le pare-chaîne en cornière aluminium a été remplacé par une cornière plastique pour diminuer le bruit lors des tressautements du vélo.
  • Le tendeur de chaîne a été remplacé.
  • La chaîne a été remplacée par une beaucoup plus robuste
  • La carte de contrôle moteur a été remplacée (je ferais une explication détaillée a part sur le moteur) avec d'excellents résultats.
  • Le boitier de pédalier a été lubrifié à la paraffine, le vélo grincait beaucoup avant son démontage pour vernissage.
  • Un nouveau convertisseur USB a deux sorties a été ajouté (sous le sectionneur de batterie).

Les Dashcam

Mon vélo de construction personnelle n'est bien sûr pas homologué -Je ne peux donc pas le revendre-. Pour pouvoir justifier que mon assistance n'aide pas au delà de 25km/h et ma vitesse réelle en cas d'accident, je roule en permanence avec des dashcam (Avant/arrière) allumées équipées d'un GPS qui inscrit un filigrane de vitesse dans les films. On voit que l'assistance cesse au delà de 25 km/h car l'accélération chute nettement et de toute manière sur le plat je roule aux alentours de 22/23 km/h en limite d'assistance. La consommation des dashcam est assez importante (environ 7W) mais ce n'est pas un problème sur un VAE. Elles sont lourdes, l'ensemble avec l'unité centrale fait plus de 700g. Les dashcam démarrent quand je met le vélo sous tension et j'ai un message vocal (peu audible) indiquant qu'elles sont opérationnelles.

Galeries photos de la construction

Moteur et pédalier

L'électricité

Détails divers

Le vélo fini

(c) Pierre ROUZEAU
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Page mise à jour le 17/08/2022 01:29