fabrication d'un "toit" solaire pour vélomobile ( besoin d'aide)

comme certain d'entre vous le savent , je vais participer cet été au Sun Trip
pour cela il à bien fallu que je trouve une solution pour positionner les panneaux solaire sur le waw !!

après un peu de recherche , quelques essais , j'en suis arrivé au fait que la seule solution était de mettre en place un "toit" solaire sur lequel serais positionné les panneaux

la structure de panneaux que j'ai acheté est souple et fine ( environ 5mm d'épaisseur ) j'avais donc envie de profiter de cette souplesse pour obtenir un toit le plus aérodynamique possible


un aperçu des panneaux

pour cela je suis partis sur un profil d’empennage d'avion à faible traîné , un naca 0003 soit une épaisseur de 3% de la longueur du profil ( environ 8cm max pour 2500cm de long)

j'ai donc testé le profil donné avec une soufflerie numérique 2D (javafoil) pour voir le gain par apport à un profil plat et cela valait le coup de se prendre la tête je passais d'un Cx de 1.6 a un Cx de 0.8 soit, en gros*, une traînée divisée par 2
(* je n'approfondi pas sur le sujet , ce n'est pas un forum d'aviation ^^)

j'en suis donc au point ou mon profil est défini , découpé dans des planches de MDF et j'ai la mousse pour faire le moule
et, comme j'aime bien rester dans les même matériaux, j'aurais bien voulu mon "aile solaire" en carbon

pour cela pas trop de problème , je prend mon profil préalablement découpé en mousse et je l'emmaillote en carbon

j'ai de prévu , du bibiais carbon de 140gr/m , du sergé verre en 86gr/m et du sergé carbon en 160gr/m

mais aussi du tube spiralé pour le vide , du film micro-perforé , de l'absorbant , ect...

mes interrogations sont , le résultat sera t'il assez rigide ?
est il nécessaire de mettre en place des parties en sandwich ( balsa ?) pour rigidifier l'ensemble?
j'ai déjà prévu des renforts aux niveau des fixations ( des couche de sergé en plus) , la aussi du sandwich est il nécessaire ?
je pensais ne vider que partiellement la mousse servant au moulage ( garder celle présente dans le nez et au niveau de la pointe arrière) , ce qui est sur , c'est que je compte avoir 2 panneaux en plus logé dans l'aile , celle ci devra donc être creuse en son centre ( d'ou la question du renfort de la partie centrale)

sinon pour la fabrication des haubans de maintien de l'aile , j'ai pensé à une construction avec :
sur l'avant un tube carbon Øint 4mm et Øext 6mm sur lequel serait collé en partie arrière une baguette triangulaire ( bord de fuite d'aile d'avion RC) le tout recouvert de 2 couches de carbon ( probablement une chaussette )

ce type de construction devrais (normalement) assez bien résister aux contraintes occasionné par les routes des steppes kazakh ... faut t'il prévoir des couches d'aramide en plus pour garder une certaine souplesse ?

beaucoup de question , mais pas trop envie de regretter certains choix cet été

josselin

attention , Joss , la trainée va aussi dépendre de la surfaçe frontale ( Scx)
Si tu double l'épaisseur de ton toit , tu perds l'avantage de ton cx deux fois plus faible ...
à voir .... et puis tu vas t'envoler dans les descentes

Il y tant de manière de faire........
mais ce qui est tres curieux et plus qu etrange pour moi c est de commander du matos et de reflechir apres

Perso vu la faible courbure des panneaux je verrai pour creer "l aile support":

deux panneaux en sanwich de 3 mm avec une peau carbone genre 150 G m/2 des deux cotés 2500 x largeur ????x 3 ou 4mmm

les deux panneaux sont fabriqués a plat sur du melaminé donc surface exterieur lisse et pas de finition
ensuite je les joints derrière et devant apres avoir collés en place des ecarteurs en mousse de differentes epaisseurs pour creer le profil
je fais l avant et et l arrière avec un bout de styrofoam shapé
j ai deja mon vide central pour les panneaux d etapes
et j ai plus qu a concevoir les fixations
je me mefierai d une fixation style 4 pieds de table (trop parallelograme) et j aurai tendance a triangulé pour mieux resister
a la fatigue
aux endroit de fixation ne pas hesiter a mettre 5 ou 8 couches en dérgréssif comme un renfort de voile pour mieux encaisser
les efforts et ne pas creer un point dur a coté d une structure nominale légére

Je laisserai la mousse à l'intérieur. C'est la liaison mousse-surface fibrée qui va donner le plus de rigidité et de robustesse à l'ensemble.

Si tu as deux panneaux sandwich reliés par des cloisons c est comme une aile d avion
ou comme une coque de bateau avec des peaux tribord et bâbord sandwichs et des cloisons
et heureusement personne n as eu l idée de remplirent les bateaux de mousse

tiens y en as meme qui ont fait des sièges

je suis assez d'accord avec vous

carbon arrow : justement , en affinant plus cela augmente les turbulences et c'est pire que mieux car les turbulences se comportent comme une surface frontale supplémentaire ( enfin , je pense ^^)

Leloublan: c'est bien comme ça que j'aurais aimer faire , mais ou trouver une âme de 3mm très légère et pas chère ? le dépron qui pourrais être assez ressemblant à ce matériaux magique se délite une fois collé ... ou alors avec des trous de jonction entre les 2 faces ? ( pour le matos , c'est le minimum dont je devrais avoir besoin , mais j'en ai déjà chez moi et je peux en re-commander ... )

snickers : le problème est quand même le poids de la mousse , car 8cm au milieu ça pèse quand même sans compter que j'ai besoin d'avoir 1m10 évidé au milieu dans tout les cas ...

sinon je viens d'avoir une idée :
je stratifie l'extérieur sans coller les plaques de mousse entre elle , à la fin , je retire celle qui ne sont pas en contact avec la fibre ( j'ai déjà le polystyrène , des plaques de 600x1300x20 en mousse jaune de chez casto)

sinon pour le dessus la rigidité sera donné en grande partie par les panneaux ( qui font quand même près de 3mm d'épaisseur )

photo de l'implantation des panneaux sur le toit

joss76 a écrit:

Leloublan: c'est bien comme ça que j'aurais aimer faire , mais ou trouver une âme de 3mm très légère et pas chère ? le dépron qui pourrais être assez ressemblant à ce matériaux magique se délite une fois collé ... ou alors avec des trous de jonction entre les 2 faces ? ( pour le matos , c'est le minimum dont je devrais avoir besoin , mais j'en ai déjà chez moi et je peux en re-commander ... )

Chez Sicomin il y as de l airex en faible epaisseur
il faut t inscrire sur le site pour télécharger le catalogue résines-airex etc..........

le depron c est pour les maquettes non???

C'est vrai qu'avec 8 cm d'épaisseur c'est certainement plus judicieux de mettre deux sandwich très fin de chaque coté relié par des cloisons.
Il y a quoi dans les sandwichs de 3mm ? de la mousse
Edit: Ok, la réponse est venue entre temps...


Ça va faire une belle voile !
Je ne suis pas certain que j'aurais bombé le panneau dans cette direction. Ce qui me semble le plus critique, c'est la prise au vent et les pertes lié au vent latérale. J'aurai donc cherché a minimisé sont effet en bombant le panneau dans l'autre sens afin de ne pas m'envoler à la moindre incidence négative ! Cela augmentera la rigidité dans la longueur sans produire une épaisseur conséquente sur le bord qui nuira les jours de vent.

Enfin il va falloir procéder à des essais avant le coller le panneau sur le toit

snickers : bombé dans l'autre sens, cela ne m'arrange pas pour intégrer les 2 autres panneaux de 100w qui viendront dans l'aile ... mais j'ai prévu de bomber les cotés pour minimiser la prise au vent latéral

pour l'airex , j'ai en effet entendu parlé , il ne s'imbibe pas de résine ? tu as une idée du poids au M² avec la structure que tu ma dit ? (160gr/m² => airex =>160gr/m²)

le fait de coller les panneaux sur une couche de carbon ne fait pas un "effet" sandwich ? ( au moins pour le dessus )

joss76 a écrit:

le fait de coller les panneaux sur une couche de carbon ne fait pas un "effet" sandwich ? ( au moins pour le dessus )

Les panneaux sont souples et déformable parce que les cellules se situent au niveau de la fibre neutre du panneau et voient très peu de contrainte lors de la flexion. Si on colle le panneau sur un support il faut que celui-ci soit assez rigide sinon en cas de déformation de l'ensemble les cellules ne sont plus au niveau de la fibre neutre. Elles sont alors étirées ou compressées. Ce qui risque d'endommager le panneau.

bien vu , je dois donc bien prendre ça en compte , merci

La densité typique construction bateau et de 80 kg m 3
mais pour un projet comme le tiens tu pourrais descendre a 60 kg m 3 en mousse airex verte
qualité panneau plane pour cloison (peut être plus difficile a trouver????)

Donc 160 gr/m2 carbone +160gr/m2 resine + 200 gr/m2 impregnation airex +240 gr/m2 airex 4 mm+
200gr /m2 impregnation airex +160 gr/m2 resine+160 gr /m2 carbone = 1260 gr/2 ceci sous vide.......
arrondi a 1,3 kgm 2

surface de l aile
2,5x 0,6 largeur supposée x 2= 3 m2

poids 3 x 1,3 kgm 2 theorique = 3,9 m2 sandwich airex epoxy carbone 4mm
3 x 2 kg/m2 = 6 kg contreplaqué okumé 4mm (ca fait réfléchir non????????)

poids sans structure interne ni supports

mode HS

tu compte mettre 2 100Wc de plus soit 500Wc en tout ? tu veux la clim ou quoi ?

mode HS

dans tout les cas je suis cette discussion technique avec intérêt car c'est très mystérieux pour moi

bon ok , je vois un poil trop grand avec les 200w supplémentaire ( donc presque 4kg de plus...) , on vas dire 2x 50w en plus ^^( soit environ 2kg)
en plus ça sera plus simple à intégré , pas besoin de superposition dans "l'aile"

dans ce cas ( et grâce a votre aide !!) , modification des plans:

passage d'une aile de 8cm à 2cm comme cela je part sur du monobloc et je diminue de ce fait le poids ( juste une couche de carbon de chaque coté) la prise au vent latéral ( passage d'une surface latérale d'environ 0.120m² à 0.0125m²)

dans ce cas , mon bibiais 140gr/m² suffirait il ? ( avec des renforts en sergé 160gr/m² disposé sur l'ensemble de l'aile
( j'avoue que tu m'a fait peur leloublan , c'est aussi pour ça que j'avais oublié l'option sandwich avec ce type de matériau...)

donc si je repars sur ton calcul :

140 gr/m2 carbone +136gr/m2 résine + (arrondis à) 200gr/m2 ( 330gr/m2 pour 20mm mais épaisseur moyenne de 10 mm) +136 gr/m2 resine+140 gr /m2 carbone = 752 gr/m2 soit 800gr/m² avec les bandes de renfort le tout étant bien sur moulé sous vide

comme j'ai 2.10m² 2500x840 cela me donnerais environ une aile de moins de 2kg ( logiquement 1.7kg) ce que je préfère largement ^^

doc pour la mousse

doc pour le carbon

j'ai donc repris les données fournisseur pour le poids de la mousse et la conso de résine,
et aussi , j'avais oublié , l'arrière sera tronqué sur les cotés, largeur finale 265mm

C est quoi comme mousse ???? quel genre?quelle densité???

ensuite il vas y avoir de toute evidence un point faible au milieu a cause du vide donc renfort si trop faible
pour se faire une idée ce serait bien d avoir un croquis de dessus avec le zone de vide en proportion du plein
et comment vas tu évidé la cavité ???????croquis en vue de coté avec passge des peaux et mousse restante?????
coller deux plaques evidées partiellement????
evidé que d un coté?????
c est loin d etre des details a ce niveaux de légèreté tout compte ,la qualité de la mousse et les details de conception

EDIT dans ton calcul tu as omis la resine pour imprégner la mousse qui suivant les mousses peut aller jusqua 200 voir 300 gr m2

J'ai sauté un truc ou quoi : Coller des panneaux souples sur le capot du waw ne suffit pas ?
Au salon de la navigation, il y en avait qui acceptaient déjà une belle courbure
Ce serait plus simple pour l'aérodynamisme et la solidité
La forme du museau tarabiscotée n'est pas idéale mais quand même

ca serait plus simple en effet mais pas possible ..... c'est pas de l'amorphe mais du mono semi-flexible ..... de plus un panneau orienté fonctionne mieux ....

en effet , pas possible d'intégrer directement sur le waw ( à moins de reprendre complètement la carrosserie , mais ce n'est pas prévu ..)

j'ai essayer de rouler avec un "petit" panneau (de 265mm x 660mm) et déjà juste posé sur le nez , je ne voyais plus rien de la route ...

leloublan :j'était en train d'éditer pour mettre justement la mousse et la fibre,

pour ce qui est de la mousse , elle n'absorbe pas de résine , je compte juste faire des petit trous ( avec une brosse métallique , info donnée sur le site de greg qui à pas mal expérimenté sur ce sujet ( sont vélo à un cadre en sandwich carbon/mousse/carbon ) et d'après lui , cela rend très bien

pour ce qui est de la mise en place des 2 panneaux de 50w je compte voire ça une fois l'aile moulée ( sinon avec le sous vide bonjour la catastrophe ^^) je découperais les 2 "trous" par le dessous de la forme les panneaux pour évidé ensuite la mousse, renforcer par l'intérieur ( le milieu n'aura pas besoin d'être découpé) et refermé en stratifiant la ou j'ai découpé , il ne restera que les 2 fentes d'1m x 6mm de chaque coté

Bon, je me retire,je ne suis pas ds le coup
Je ne jouerai à ça que ds quelques années, enfin pas trop, alors je ne regarde que d'un oeil par çi par là ...
Je me souviens que certains vantaient ? des billes de fresnel ?? incorporées ds le panneau qui permettaient de conserver un bon rendement même avec une orientation moyenne

C'était hors de prix ... (et vraiment pas souples ceux là, et militaires ...)

Bon la on en est a la deuxième page et on sait toujours pas la qualité de la mousse ou sa densité ..........
on nage un peu dans le brouillard......

Pour bien comprendre le principe du sandwich :

imagine la baguette de pain vieille de 3 jours

si tu l imagine sans la mie et qu tu tapes sur la tête du voisin les croutes explosent
si tu l imagine avec seulement la mie ça vas pas faire grand mal
mais si tu as les deux bien sec ça cogne, la mie /mousse lie les deux peaux et du coup ça devient rigide ,magic
c est ça le sandwich
alors si tu nous evide la baguette au milieu pour tes panneaux et que tu poses un double pack de bières sur le milieu du panneau j ai souci

j'adore les explications simple et concrète de leloublan

joss76 a écrit:

pour ce qui est de la mousse , elle n'absorbe pas de résine

oui et non
si tu as de l airex 63.80 elle n eest pas lisse comme un miroir il y a une rugosité ,des micro trous
alors si tu compte 160 gr de tissu et 160 gr de resine il n y as rien pour boucher la rugosité
la resine descend dans le micro porosité et ton tissu n est pas assez imprégné
donc stratification de mauvais qualité ,fragile

et ce mouillage de la mousse peut consommer entre 150 a 300 gr /2 environ suivant les qualités de mousse ,cappice???????

leloublan : je t'ai mis le lien du fournisseur de la mousse ( casto) sur la page précédente , pour l’imprégnation , je ne pensais pas que c'était autant mais de toute façon , je mouillerais la mousse avec la résine avant de poser la fibre dessus donc on verra bien le poids final , le principal étant que ça le fasse !! , de toute façon , j'ai : peelply + microperforé + absorbant pour récupérer le rab ..

j'aime bien ta métaphore avec la baguette c'est très compréhensible

je n'éviderais pas sur toute la largeur , il restera 290mm de plein au milieu et le reste sera re-stratifier une fois les panneaux ajouté , c'est mieux ?

Oui c est mieux

c est assez difficile(et j ai une grande expérience avec les clients) de se mettre dans la tête du gars qui phosphore
d ou l invention du .......dessin
et de la meilleure utilisation du set de table

parce que des gars qui viennent en disant fort j ai fait comme vous avez dit (mais pas du tout comme je pensai) et ca as cassé,j en connais
queques un.........