Sympa, c’est curieux que l’avant se gonfle. Est-ce ça marcherai toujours si tu fais une ouverture sur le dessus pour le passage d’un pilote?
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Bonjour @prax, merci pour ton commentaire ! Pour que le carénage se gonfle correctement, il est essentiel que l’avant et l’arrière soient en ‹ surpression › par rapport à l’air ambiant.
Dans ce prototype, les deux sections sont connectées par une boîte assez ‹ hermétique › à l’air, ce qui remplit cette condition. Si nous créons une ouverture pour permettre le passage d’un pilote (qui doit être suffisamment large), l’air s’échappera, rendant le gonflage difficile, comme tu l’as bien remarqué.
Afin de résoudre le problème, trois solutions peuvent être envisagées :
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Établir une connexion entre le carénage avant et arrière à l’aide d’un conduit (sous forme de tube par exemple) dont la section peut être relativement réduite. Cela permettra de dissocier la pression du carénage de celle de l’habitacle, en offrant la possibilité d’intégrer autant d’ouvertures que nécessaire.
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Isoler complètement l’avant de l’arrière, ainsi que de l’habitacle. Cette approche garantit un gonflage optimal du carénage avant, mais impliquerait l’ajout de prises d’air latérales pour l’arrière, ce qui détériore l’aérodynamisme.
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Maintenir l’habitacle hermétique. Cette option est également valable, car l’augmentation de pression serait faible et probablement imperceptible pour l’utilisateur. Cela nécessiterait que le carénage soit entièrement fermé, avec une gestion de l’aération assurée par des ouvertures dans l’habitacle. Certains vélomobiles adoptent ce principe pour réguler l’aération.
Pour illustrer, voici des sellettes de parapente qui mettent en œuvre ces trois possibilités différentes :
Figure 1 : Sellettes de parapente autogonflables : a) avec un tube reliant l’avant et l'arrière (crédit : Kortel), b) avec des prises d’air latérales pour le carénage arrière (crédit : Skywalk), c) avec le cockpit en surpression (crédit : Gin).
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Merci pour ta réponse, très intéressant. Pour l’arrière je trouve cela pertinent, mais pour l’avant, il ne faudrait pas que ça se dégonfle et s’emmêle dans le pédalier… 
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Nous sommes d’accord, il ne faut pas que ça se nous emmêle dans les pattes 
. Nous souhaitons que le carénage avant puisse se dégonfler pour créer un airbag low-tech!
Néanmoins, le pédalier (et toute autre partie mobile comme les roues, par exemple) doit être physiquement hors de portée du tissu lorsqu’il est dégonflé (par exemple en utilisant une plaque rigide en bois). Dans ce proto 1:6 nous avons choisi d’agrandir l’ouverture (par laquelle le tissu peut rentrer du coup) pour enlever des pertes de pression d’air dans le tuyau (qui en 1:6 aurait une section très faible). Voici une image de la plaque avec le trou en gardant les proportions:
Figure 1 : a) Plaque rigide du carénage avant en bois avec un trou pour le passage de l’air, b) Joncs en nitinol sur le bord d’attaque d’un parapente.
Une autre option serait de renforcer le carénage avec des joncs. Cela permettrait au carénage de conserver sa forme « gonflée » même à l’arrêt, tout en offrant la possibilité de le plier à la main lors du stationnement pour gagner de la place (car les joncs sont très élastiques, ce qui leur permet de se déformer considérablement et de retrouver leur forme d’origine par la suite).
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Génial! Merci Virgile pour le lien de cette initiative. C’est très cool de voir une adaptation au vélo qui fonctionne déjà! Leurs choix sont assez pertinents. Leur objectif étant purement d’améliorer l’aérodynamisme, ils cherchent uniquement à profiler l’arrière, ce qui rapporte le gain en Cd le plus important. Étant donné que l’avant et la partie basse de jambes contiennent beaucoup de parties mobiles, ce serait compliqué de l’adapter à ces endroits sur un vélo droit. Les prises d’air latérales facilitent le gonflage presque par toute situation et la surface exposée supplémentaire qu’elles représentent est largement compensée par le gain en Cd. Au feeling, en faisant le bilan euro/euro et gram/gram, c’est certainement un bon investissement (pour ceux qui veulent faire du chrono) par rapport au surcoût de certains composants vélo haut de gamme. Après, il faut adhérer à l’approche et accepter le style 
.
En vrai, sur les vélos, il y a eu des initiatives géniales toutes carénées avec du tissu (voici une que j’apprécie particulièrement d’il y a plus de 20 ans 
!) Lightning F-40 — World’s Fastest Production Bicycle
Figure 1: Vélo Lightning F-40 avec un carénage intégrale en tissu (source: Lightning Cycle Dynamics)
C’est peut-être le style, ou le prix, ou les règles en compétition, ou la sensation d’être enfermé sur un engin à 2 roues (instable à l’arrêt… même s’il y a des ouvertures dans le tissu pour sortir les jambes) qui n’a pas permis à l’approche d’être adoptée plus largement… Mais l’efficacité pour l’aérodynamisme était indiscutable!
Et pour les news de notre côté : cette semaine on a travaillé la partie avant! En faisant des petites simulations, nous avons quantifié qu’à partir d’un angle de vent relatif d’environ 20 degrés, on pourrait avoir des soucis de dépressurisation partielle. Pour remédier à ceci, on a décidé d’explorer 3 solutions combinées :
- l’utilisation de joncs, pour garder la forme;
- choisir un profil modifié pour diminuer la variation de la pression à l’entrée d’air lorsque le point de stagnation se déplace. L’approche est basée sur la proposition de ‘shark-nose’ par Ozone en 2011 et c’est bien expliqué dans ce document;
- l’utilisation d’une valve anti-retour en tissu ET d’une forme qui peut se replier sur elle-même pour bloquer l’air (pour faire ceinture et bretelle).
Figure 2: a) 1/3 avant du profil NACA 0050, b) 1/3 avant du profil NACA 0050 avec modification style ‘shark-nose’, c) modélisation 3d du carénage en 8 facettes avec profile style ‘shark-nose’ en OpenSCAD, d) modèle papier avec 16 facettes en taille réelle (80cm)
Je vous présente donc le proto ‘méduse’ à échelle 1:2. Les photos ci-dessous montrent différentes configurations dépliées/ repliées. Dans les jours à venir, nous allons l’adapter sur un vélo pour le tester en conditions réelles.
Figure 3: Photo du prototype de carenage avant ‘méduse’ : a) de l'intérieur avec la valve anti-retour d’air, b) de le l’exterieur déplié, c) de l'extérieur fermé pour bloquer la sortie d’air, d) de l'extérieur replié à plat pour minimiser l’encombrement.
Voici une animation du dépliage, le vent relatif lors du déplacement du véhicule le gonflerait davantage en lui donnant le profil que nous avons choisi. Nous apprécions particulièrement les formes que cela génère, car cela participerait à la ‘désirabilité’ et l’acceptation de l’objet une fois fini (après, notre avis est peut-être biaisé, merci de partager vos avis aussi!).
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Bonjour,
j’étais aussi très attiré par nos techno parapente, pour les mêmes raisons. Mais :
Tissus parapente ne valent rien pour un véhicule qui stationne dehorss tous les jours (qq centaines d’heures pour un parapente), donc il faut revoir le tissu. Il faudrait s’orienter idéalement vers des tissus de capote auto/bateau : [Tissu alpaga Sonnenland | Matériel | Eurotop], [Tissus nautique, tissus automobile et papiers peints d'éditeurs Cole & Son, Nobilis, Miss Print], [https://cotte-martinon.com/]
Mais les principes de supportage et mise en forme partielle par jonc sont à ‹ revoir › totalement pour des tissus plus lourd, avec des raideurs différentes. Donc le travail sur des tissus légers est quasi perdu (a part la comm° peut être ).
Bref, nous avons abandonné l’hypothèse des tissus légers très vite.
Le bon tissu a plein d’avantage effectivement, mais les coûts de confection en France sont difficiles a vendre si en +, on veut faire le chassis en France par exemple… Vivement la série pour réduire les cout de châssis .
Arnaud.
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Merci Arnaud pour ton commentaire. Je vois que vous avez déjà travaillé sur le sujet, est-ce que vous auriez des ressources à partager? Nous venons de commencer nos prototypages, votre expérience peut aider à nous orienter 
. Merci!
Vis à vis du tissu, certes le tissu de parapente est vulnérable aux UV, on en est conscients. Pour ceux qui sont intéressés, l’équipe @MosquitOS a fait une étude très intéressante des tissus légers, certains avec de bien meilleures tenues aux UVs que le skytex.
Nous avons fait ce choix de tissu pour les premiers prototypes pour se mettre dans la facilité, avancer rapidement et valider les grands principes. Par la suite, on envisage de tester d’autres matières et se confronter aux autres difficultés. Parmi celles-ci certaines biosourcés (de la soie, du coton, voir du lin), enduits si la porosité le requiert.
Nous développons ce carénage gonflable pour faire 2 prototypes:
- le @GFG101 : robuste, auto constructible, accessible et le plus bio-source possible
- le @GFG201 : plus léger et performant
Des tissus synthétiques plus épais (donc lourds) peuvent être envisagés. Nous allons probablement faire des essais dans le futur aussi.
Les joncs, d’après nos tests préliminaires, ne seront peut-être pas forcément nécessaires pour notre usage! Voici des tests en taille réelle du carénage souple SANS aucune partie rigide)… Cela se gonfle très bien.
Figure 1: a) Pilotes test à l'arrêt (avec le carénage souple dégonflé), b) pilotes tests en déplacement (avec le carénage souple gonflé)
Voilà la vidéo du gonflage:
Et juste pour la comm° (et le ‘fun’), voici un ‘crash-test’ aussi!
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c’est super que vous exploriez d’autres pistes que la simple toile tendue en croisant avec les technos parapentes !!
et franchement les images et vidéos du dernier post sont excellentes 
y compris l’accident de poubelles ! 
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Bravo les gars, je n’y croyais pas trop mais votre démonstration est convaincante. Ne lâchez rien!
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Voici le récapitulatif des travaux de carénage de la semaine.
Nous avons souhaité explorer la possibilité d’utiliser des tissus plus lourds. Les propriétés du skytex 27 sont très intéressantes (légèreté, résistance mécanique, imperméabilité, étanchéité à l’air), mais il a aussi ses défauts (durabilité, vulnérabilité aux UV, non-compostable), comme bien d’autres constructeurs l’ont relevés.
Nous pensons qu’avec un usage raisonnable, ce même tissu peut être adéquat pour l’utilisation dans un VELI (peut-être en le couvrant quand le véhicule est à l’arrêt en limitant donc l’exposition aux UV). Cependant, et afin de permettre un usage plus large (et peut-être d’encourager d’autres équipes à considérer cette technologie), nous avons pris le tissu le plus résistant aux UV et costaud que nous avions sous la main. Il s’agit d’une bâche de piscine récupérée en PVC, avec un grammage de 576/m2, donc environ 21 fois plus lourd que le tissu de parapente!
Pour info, cette bâche a vécu plus d’une dizaine d’années en tant que bâche de piscine, puis a eu une deuxième vie en tant que dôme géodésique, puis maintenant en tant que carenage de VELI… Ceci permet de montrer aussi la possibilité de promouvoir l’économie circulaire en utilisant de matériaux d’une autre filière.
Figure 1: Photographie de : a) dôme géodésique en bâche de piscine, b) poids sur la balance d’un carré de 33x33cm c) carénages avant et arrière 80cm en bâche de piscine.
Donc voilà, nous avons construit avec cette bâche un carénage octogonal d’une largeur de 80cm. Nous avions prévu un nouveau test grandeur nature sur le vélo. Cependant, la météo en a décidé autrement. On a dû se contenter d’un gonflage ‘à la soufflette’.
La vitesse cible de notre VELI (45km/h) suffira-t-elle pour créer une pression d’air suffisante pour surmonter le poids additionnel du tissu et gonfler le carénage? Nous mêmes avons un petit doute, mais gardons de l’espoir🤞.Plus de nouvelles la semaine prochaine si on réussit à faire l’essai… Nous voulons bien avoir vos impressions si vous voulez lancer des paris.
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Comment faites-vous pour couper le tissus? Impression des formes avec un plotter sur papier et découpe et les utilisant comme modèle/pochoir?
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Nous utilisons autant que possible la découpe laser (pour la précision et la rapidité). La plupart des machines domestiques sont adaptées car la puissance requise est assez faible. Ceci nous permet de passer de la modélisation aux essais en à peine quelques heures, avec une reproductibilité excellente.
Par contre, ce n’est pas adapté à toutes les matières, c’est bon pour le skytex, cependant non adapté pour la bâche en PVC, car le traitement thermique dégage des chlorures nocifs pour la santé. D’autres matières (par exemple, nous avons tenté de découper un carénage en coton de couleur blanche) n’absorbent pas la longueur d’onde de notre laser (445nm). Dans ces deux cas, nous avons adapté la technique modèle/pochoir avec découpe aux ciseaux. C’est certes plus laborieux, mais pour quelques prototypes ponctuels (ou l’autoconstruction), ça reste une option très low-tech et disponible partout .
Figure 1: Photographie de : a) découpe laser sur du skytex 27, b) découpe aux ciseaux avec une technique de modèle/pochoir sur la bâche PVC.
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Bonjour, nous n’avons finalement pas fait d’essai. Je n’ai rien d’autre à proposé que les liens que j’ai mis.
Bonne chance pour la suite.
Arnaud.
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Merci Arnaud pour tes encouragements! Suite à nos derniers essais, il semble que des tissus plus lourds pourraient également être de bons candidats pour un carénage gonflable. Voici un essai en roulant avec le carénage avant de 80 cm de largeur, fabriqué avec une bâche PVC de 576 g/m2 :
Ce carénage conserve sa forme en déplacement sans aucun support supplémentaire par rapport au skytex (il n’a pas de joncs ni de partie rigide à l’intérieur). Comme prévu, le gonflage est plus lent qu’avec le tissu ultraléger et le résultat est moins tendu, mais la rigidité de la bâche lui permet de maintenir sa forme naturellement à l’arrêt.
Nous avons identifié un problème : l’intérieur de la couture est trop rigide, ce qui empêche d’obtenir une courbure uniforme. Nous envisageons de résoudre ce souci en découpant des triangles dans la marge de couture, en l’adaptant à la courbure finale que le tissu doit prendre.
Figure 1 : a) photo du carénage en bâche PVC de 576 g/m2, la marge de couture trop rigide empêche une courbure uniforme, b) lignes de découpe du tissu en prélevant des triangles de la marge de couture.
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Voici le plein d’actus carénage de la semaine:
- Nous avons tenté de faire un carénage biosourcé (sans enduction). Nous avons cherché le coton le plus étanche à l’air que nous avions sous la main pour voir si cela suffisait (il était très difficile de respirer à travers). Malheureusement, la porosité était malgré tout trop importante et le carénage n’arrivait pas à rester gonflé. Dans le futur, nous allons tester avec une enduction.
Figure 1: Tests de gonflage du carénage coton non enduit.
- Nous avons placé les carénages avant et arrière sur une structure à taille réelle pour se rendre compte de l’habitabilité et l’aspect visuel de tels carénages sur un cadre (WOOOOOW)
.
Figure 2: Carénage monté sur structure octogonale en bois.
- Sinon, nous avons surtout concentré nos efforts sur l’optimisation aérodynamique. Notamment en étudiant la possibilité de laminariser une grande partie du carénage, à l’instar des planeurs ou de vélomobiles utilisés pour des records de vitesse.
Jusqu’à maintenant, nous avons travaillé avec des hypothèses de flux turbulent. Pour ceci, le corps de moindre traînée ressemble à un corps d’Eiffel (communément appelé goutte d’eau), que nous avons adopté dans nos designs précédents.
Or, nous sommes dans un régime (avec un Reynolds autour de Re=700’000) où la couche limite du flux d’air en contact du carénage est laminaire dans sa partie frontale, puis transite vers une couche limite turbulente. La partie laminaire crée une traînée beaucoup plus faible que la partie turbulente. Le but est donc de retarder autant que possible cette transition.
Figure 3: Couche limite typique autour d’un corps profilé (source: Paul S. Granville,1953. The calculation of the viscous drag of bodies of revolution)
Pour ce faire, nous allons suivre les travaux de Th. Lutz and S. Wagner (1998), et reculer la maître-section (la partie la plus large du profil) afin de créer un gradient de pression favorable à la laminarité dans les deux premiers tiers du profil environ.
Vous allez dire… pourquoi ils s’embêtent autant!? Voici les Cx de 4 corps 2D différents:
- Palette infinie = 2
- Cylindre = 0.3
- Corps d’Eiffel (flux turbulent)= 0.05
- Corps à laminarité étendue (transition a 60%) = 0.008
Figure 4: a) Trois corps 2D de même traînée (source : Bernard de Go Mars), b) Quatre corps 2D de même traînée (adaptation à partir de dessin de Bernard de Go Mars)
Donc, la traînée du corps à laminarité étendue serait d’environ 250 fois inférieure à la palette infinie (qu’on ne voit presque pas sur la figure d’ailleurs), environ 37 fois moindre que le cylindre ou 6 fois moins que le corps d’Eiffel…
En vrai le gain par rapport au corps d’Eiffel est moindre, car on peut l’optimiser et considérer un flux laminaire jusqu’à 20% de la corde et on obtient un Cx d’environ 0.02.
Mais dit d’une autre façon, en 3D, un carenage à laminarité étendue de 60cm de diamètre aurait sensiblement la même traînée (SCx= 0.0023) qu’une balle de tennis de 7cm de diamètre (sans prendre en compte les roues, casques, etc.) pour un volume 1440 fois plus grand.
Figure 5: a) Corps de révolution de moindre traînée laminaire b) balle de tennis
Bon, ça, c’est la théorie. En pratique, les turbulences et les irrégularités peuvent nuire à l’écoulement et le faire basculer de laminaire à turbulent. Dans les belles coques en carbone bien polies des vélomobiles la laminarisation a été réussie. Il reste à voir si la rugosité de nos tissus et les vibrations dues aux irrégularités des routes (par rapport aux conditions de circuit) nous permettent d’obtenir un gain quelconque…
Figure 6: VeloX2 du HumanPowerTeam Delf, record universitaire de vitesse à 129 Km/h (source: Bernard de Go Mars, 2013. Aérodynamique du corps d'Eiffel).
De plus, pour notre carénage gonflable, la distribution des pressions sur l’avant du profil se prête un peu moins bien pour se gonfler tout seul par rapport au modèle turbulent (l’écart entre surpression et dépression dans le premier tiers du profil est moindre).
Figure 7: Distribution des pressions autour du profil de moindre traînée turbulent (NACA0033) et laminaire (NACA 66-021).
Parfois, le mieux c’est juste de tester! Voici le prototype ‘cannelé’ en 50cm pour tester le gonflage de la partie avant du carénage
Figure 8 : Prototype ‘cannelé’ de la partie avant du carénage (environ 15% du profil) en 50cm.
Hourraaaaa!!! Bon, ce n’est pas fini… Mais on a réussi le premier test!
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Un gros +++ pour vos superbes mises a jour, et un commentaire pour vous autoriser a en faire d’autres (j’ai lu que le forum limite les commentaires successifs au dessus de 2?)
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Super intéressant, continuez !!!
Question : comment tout ça se comporte lorsqu’il y a du vent latéral ou arrière? Par exemple dans la vallée du Rhône le mistral est présent régulièrement et sa vitesse est même assez souvent importante. Est-ce que dans ce cas la structure reste pliée sur elle même ou bien est-ce que le vent (latéral par exemple) la déporte?
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Merci Olivier pour ton intérêt. T’as ciblé une belle problématique . Ahh, la redoutable Bise engouffrée dans la vallée du Rhône. Effectivement, c’est un vrai challenge. Nous, dans les Alpes-Maritimes, on est souvent plus protégé du Mistral donc les épisodes avec du vent ‘extrême’ sont plus rares, mais ils existent, et effectivement, il faut les traiter!
Tout le système fonctionne sur un vent relatif positif (par rapport au véhicule qui avance). Si le vent arrière est plus important que la vitesse de déplacement, le carénage auto-gonflable ne marche pas… Tout n’est pas pour autant perdu! Je développe.
Déjà, pour le vent de travers, nous avons réussi à implémenter le ‘sharknose’ décrit un peu plus haut (Carénage souple auto-gonflable - #13 par guillermo), et en pratique, le carénage (au moins la version dite ‘turbulente’) se gonfle même avec un angle de vent relatif très élevé, sans support interne supplémentaire. La version ‘laminaire’ est, par contre, beaucoup plus délicate à gonfler dans cette situation précise.
Cependant, pour se prémunir de ces situations désavantageuses dans notre prototype de véhicule ‘opérationnel’, nous utiliserons fort probablement des joncs nitinol en renfort (ce qui permet de garder la forme tout en laissant la possibilité de le replier à l’arrêt ou en cas d’impact).
Par la suite, si le vent vient de l’arrière, le système ne va pas fonctionner (car le point de surpression serait à l’arrière)! Nous avons 3 options du coup, mais il faut les tester, on ne connaît pas encore la bonne réponse 
:
-Soit on le laisse comme ça et les joncs gardent la forme (cependant le tissu risque de flapper, faire du bruit et être désagréable à l’usage).
-Soit on replie le carénage gonflable afin que cela ne gêne pas… (low-tech). Ceci le rendant beaucoup plus résilient aux situations dites ‘extrêmes’. De toute façon, quand le vent est derrière, l’aérodynamisme est peu important (car le vent te pousse), il faut juste que ça ne cause pas une gêne ou des problèmes de sécurité.
-Soit on peut imaginer un système de gonflage alternatif par ventilateur (mid-tech). Cette possibilité peut paraître à première vue inintéressante… Car c’est dommage d’utiliser de l’électricité pour gonfler un carénage qui est censé diminuer la consommation 
. Cependant, si on choisit bien où l’air est prélevé, ceci peut avoir un effet de contrôle actif de la couche limite. En fait, le fait d’aspirer l’air sur la partie arrière du carénage peut stabiliser la laminarité du flux et diminuer la traînée de pression provenant du décollement de culot. En tout cas, des études ont été faites dans des fuselages de dirigeables, dans lequel l’air est aspiré par une fente et recyclé pour la propulsion par la suite. Sur les essais menés par Goldschmied, ceci permettait de réduire la puissance embarquée (propulsion et aspiration) à 65% de l’initial.
Figure 1: a) Modèle de soufflerie pour le contrôle actif de la couche limite, b) schéma dimensionnel montrant le ‘suction slot’, ou fente pour aspirer l’air à l’arrière du fuselage (source: F. R. Goldschmied, 1966. Integrated Hull Design, Boundary-Layer Control, and Propulsion of Submerged Bodies.)
Nous pourrions implémenter un système similaire qui vient aspirer l’air à l’arrière (sans faire trop de bruit quand même), gonfler le carénage, puis s’évacue par l’arrière du véhicule. Le bilan watt in/watt out est à calculer, mais il est possible qu’il soit positif même si le système est activé en permanence.
Enfin, on n’en est pas là ! et je ne sais pas si on voudrait aller aussi loin. Mais je le partage car cela me semble intéressant.
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Toujours très intéressantes vos avancées !
J’ai l’impression que vous avez bien en tête les écarts entre théorie et pratique : la géométrie, l’état de surface, … qui feront que les gains de l’aérodynamisme seront intéressant ou pas au final.
Je peux vous proposer de partager notre approche sur la partie mesure de du SCx réel avec la méthode coast down et un arduino, il est possible de faire rapidement des comparaison avec et sans carénage sur le terrain en grandeur nature.
(équipe moskitOS Cahier des charges d'un carénage - Forum moskitOS)
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