Approche mixte expérimentale et numérique pour l'optimisation des véhicules à propulsion humaine

par Jeremy Jansa

Projet de thèse en Sciences Pour l'Ingénieur

Sous la direction de Franck Toussaint et de Christophe Depres.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry) , en partenariat avec Systèmes et Matériaux pour la Mécatronique (laboratoire) depuis le 08-01-2018 .


  • Résumé

    Les principes d'aérodynamique que nous utilisons au quotidien nous viennent du développement aéronautique du XXième siècle. Or, les véhicules qui nous entourent (comme les vélos, les voitures dans un environnement urbain, ou les drones civils) n'évoluent pas à des vitesses aussi élevées que celles des avions. Une erreur commune est de vouloir extrapoler ce que nous avons appris sur les avions à ces véhicules. Le présent sujet de thèse vise à développer de nouveaux principes de conception aérodynamique à des vitesses modérées et de les appliquer à un véhicule à propulsion humaine. Pour atteindre cet objectif, une des actions principales du projet est de pouvoir mesurer fidèlement les performances aérodynamiques des véhicules dans des installations en laboratoire (soufflerie hepia - Genève). Cette étude expérimentale permettra de constituer une base de données de mesures fiables sur des formes connues dans un régime de vitesse proche des véhicules urbains. Elle servira également pour valider les simulations numériques réalisées par l'un des partenaires (Flowkit). Ces résultats mixtes expérimentaux et numériques serviront à la conception, fabrication et mise au point à la fois de roues et pneus (Mavic) mais aussi d'un vélo couché caréné instrumentés avec des propriétés aérodynamiques optimisées. A plus long terme, les progrès réalisés dans le cadre du présent projet devrait permettre d'accroitre notablement les performances des vélos de compétition et de développer un moyen de transport durable pour le grand public.

  • Titre traduit

    Mixed experimental and numerical approach for human-powered vehicle optimization


  • Résumé

    Aerodynamic principles used everyday come from the last century aeronotic devlopment projects. However, usual vehicles (like bikes, urban cars, civil drones) aren't as fast as planes. Extrapolate our aerodynamic knowledges based on planes for these vehicles is a common mistake. The target of this thesis is to study and develop new aerodynamic conception laws at modarate speed and apply them on human-powered vehicles. Measuring accuratly the vehicules aerodynamic performances in laboratory (hepia Wind tunnel - Geneva) is on of the main target of this project. This experimental study will be used to build a data bases with reliable measures on known shapes for urban cars similar range speed. This will be also useful to validate numerical simulations made by one of our partner (Flowkit). These numerical and experimental results will be used to study, manufacture and perfect wheels and tires (Mavic), but also one steamlined recumbent bike with optimised aerodynamic properties. In the long run, progresses made in this project could be used to significantly improve the competition bike efficiency and develop public sustainable means of transport.