Utilisateur:Proto INSA Club/Brouillon

Cadre
Forme juridique	Association loi de 1901
But	Concevoir des véhicules ultra faible consommation afin de concourir au Shell Eco-marathon
Zone d’influence	INSA Lyon
Fondation	1991
Fondateurs	Jean Sarete, Vincent Boutineau
Financement	Partenaires industriels
Membres	30
Site web	www.protoinsaclub.fr

Cette page est un brouillon appartenant à Proto INSA Club

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Le Proto INSA Club est une association loi de 1901 créé en 1991 par un groupe d'étudiants de l'INSA Lyon dans le but de participer à la compétition du Shell Eco-marathon avec un prototype de véhicule ultra faible consommation. Le club a été pensé comme une structure association composée à 100% d’étudiants de l’INSA Lyon et des université du campus de la Doua.

Histoire^[1][modifier | modifier le code]

En 1990, 2 étudiants en 4^ème année Génie mécanique à l’INSA Lyon découvrent le Shell Eco-marathon dans un magazine scientifique. Cette compétition étudiante rassemble tous les ans des équipes venant de toute l'Europe dans le but de faire concourir des véhicules ultra faible consommation. Le prototype gagnant est celui qui parcourra la plus grande distance avec un seul litre d’essence. Motivé par cet objectif, ils rassemblent un petit groupe d’étudiants motivés et, après quelques mois de discussions, ils se lancent officiellement dans la conception d’un prototype capable de participer au Shell Eco-marathon avec la création du Proto INSA Club en début d’année 1991.

Faute de moyen, de temps, et de connaissances, ils ne finalisent pas la fabrication de leur prototype pour l’édition 1991 du Shell Eco-marathon. Ils se déplacent toutefois au circuit du Châtelet où se déroule la compétition pour gagner l'expérience suffisante pour se lancer.

La saison 1991-1992 voit la naissance du premier prototype de l’association, ENVOL. Entièrement réalisé à la main par les membres de l’association, ceux-ci peuvent compter sur l’aide de l’association mécanique de l’INSA, aujourd’hui connue sous le nom de Mécasport. Elle leur apporte soutien et main d’œuvre dans la fabrication de nombreuses pièces et leur permet d’utiliser ses locaux dans le centre d'usinage de l'INSA Lyon sur le campus de la Doua pendant toute la première partie de l’année. En cours d’année, un local au sous-sol du département GMC est prêté au Proto INSA Club afin de développer son activité. C'est ici qu'ENVOL est achevé. Il y enregistre une première performance de 227 km/L lors de l’édition 1992 du Shell Eco-marathon, performance très honorable pour l’époque et pour une première participation. Il s'en suit plusieurs années de développement sur ENVOL, marqué par quelques évènements marquants comme l’attribution de deux prix de l’innovation technique en compétition. Le premier est décerné en 1993 pour un système de gestion d’alimentation dédié aux moteurs 2 temps et le second récompense en 1995 le logiciel de simulation des performance du prototype en course, développé en interne par le club.

En 1996, ENVOL commence à atteindre ses limites en termes de performance avec une consommation qui se stabilise autour des 500 km/L. Le développement d’un deuxième prototype s’impose donc. Le projet Orca est alors lancé, nouveau fleuron du Proto INSA Club. Il se distingue par une architecture châssis et coque totalement différente d’ENVOL mais aussi par l'utilisation massive de carbone, aujourd'hui un savoir faire central de l'association. Ce prototype surpasse son prédécesseur et permet de passer la barre symbolique des 1000 km par litre d’essence.

Orca reste en service jusqu'à son remplacement en 2005 par EPIC, la 3ème génération de prototype du club. Il se compose d'un châssis fait maison en carbone nid d'abeille et une coque acheté à TED, l'équipe du centre de formation Airbus Commercial Aircraft. Ce prototype connaît les années fastes de l'association avec des performances impressionnantes pour l'époque. C'est EPIC qui établit le record de l'association en 2010 : 1833 km par litre d’essence.

Fin 2015, l'équipe réalise qu'il est vital de concevoir un nouveau prototype afin de répondre au cahier des charges toujours plus exigeant de la compétition. Malgré les excellentes performances enregistrées par EPIC, sa structure vieillit et montre ses faiblesses vis-à-vis des nouvelles contraintes de construction. Le projet Icare est alors lancé pour relever ces nouveaux défis et permettre au Proto INSA Club de participer aux prochaines courses sans encombre. Ce projet s’étale sur près de 3 ans et se concrétise en mai 2018 par l'inauguration de cette 4ème génération de prototype.

Malgré les attentes, ce nouveau prototype rencontre un certain nombre de problèmes techniques aux éditions 2018 et 2019 du Shell Eco-marathon. Il arrive cependant à valider une performance de 1143 km/L. La majorité de ces problèmes sont imputables à la dilution des connaissances nécessaires au développement d'un nouveau véhicule. En effet, l'association n'avait pas construit de nouveau prototype depuis presque une décennie.

Identité graphique[modifier | modifier le code]

Présent jusqu'en 2010, le premier logo de l'association est remplacé par un logo plus moderne et en adéquation avec les couleurs de l'école : le bleu et le blanc. Cependant, en 2014, le Groupe INSA décide de changer de logotype pour une identité graphique commune. Les couleurs de l'école passent alors au rouge, au noir et au blanc. L'association change alors de logo pour se moderniser et rester en accord avec l'identité graphique de l'INSA. En 2019, l'accent est mis sur la transition écologique et l'ouverture aux nouvelles technologies. La représentation classique de la mécanique est alors abandonnée pour un graphisme intégrant le rhinocéros de l'INSA Lyon, l'engrenage et la branche en T du moteur électrique.

Logo entre 1995 et 2010
Logo entre 2010 et 2016
Logo entre 2016 et 2019
Logo depuis 2019

Organisation[modifier | modifier le code]

Le Proto INSA Club s'organise autour d'un bureau élu tous les ans, comme prévu dans la loi. Celui-ci se compose historiquement de 4 membres : un président, un vice-président technique, un secrétaire et un trésorier. Cette organisation dure jusqu'en 2015 où le bureau est agrandi par l'ajout d'un vice-président évènement. Ce poste est créé en 2014 pour soutenir le bureau dans le développement du projet des Eco Engine Days, un salon des transports innovants. Il devient par la suite un poste de responsable de la communication après l'abandon du projet en 2016.

Le reste de l'organisation s'articule autour de responsables projet, choisi par le bureau pour leur implication dans l'association ou pour leurs compétences dans les projets en cours. Ces responsables constituent une équipe composée des autres membres de l'association afin de réaliser leur projet dans le délai prévu en début début d'année. Cette structure permet au Proto INSA Club d'être performant dans la gestion de projets conséquents comme le développement d'un nouveau prototype, d'une nouvelle motorisation ou de cartes électroniques, ces projets nécessitant souvent plusieurs années.

Prototypes[modifier | modifier le code]

En presque 30 ans d'existence, le Proto INSA Club (PIC) a créé 5 prototypes ultra faible consommation. Leur conception complète est coûteuse en temps. C'est pourquoi l'association garde chaque prototype une dizaine d'années afin de l'améliorer et de le perfectionner jusqu'à atteindre son potentiel maximum. Depuis l'inauguration d'Icare en 2018, les événements s’accélèrent avec le retour d'expérience de la 4ème génération de prototype. En effet, l'équipe décide de lancer le projet Phoenix en 2019 malgré la faible durée de vie d'Icare afin d'ouvrir de nouvelles portes à l'association. C'est notamment avec Phoenix que le club développe sa première motorisation électrique.

Envol[modifier | modifier le code]

1992-1997

Envol est le premier prototype de l'association. Il est conçu et fabriqué en 1991 par trois étudiants passionnés de sport automobile. Un an plus tard, Envol concoure pour la première fois à l'Eco-Marathon Shell.

Sa première performance en 1992 est de 227 km/L. Lors de sa dernière participation en 1997, Envol réalise une performance de 804 km/L.

Envol marque le début de l'aventure pour le PIC, les premiers prix de l'équipe, et l'esprit de l'association : contrôler tous les aspects de la conception et de la fabrication du prototype.

Orca[modifier | modifier le code]

1998-2004

Alors que les performances d'Envol commencent à stagner et que l'association prend de l'ampleur, le PIC décide se lancer dans la fabrication d'un deuxième prototype.

L'une des principales modification d'Orca par rapport à ENVOL est son châssis. L'équipe passe d'un châssis composite à un châssis tubulaire en aluminium, produit en 1995. Cependant l'équipe étudie toujours la forme de la coque et décide de réaliser des tests. Ceux-ci sont à l'origine d'Océanide la même année, puis d'Evolutio un an plus tard. Ces deux coques viennent se fixer sur le châssis d'Orca et servent de véritable laboratoire d'études aérodynamiques. Ces solutions ne seront finalement pas retenues car peu performantes. Orca adoptera sa forme finale avec sa première participation au Shell Eco-marathon de 1998.

C'est une équipe d'élève ingénieurs du département Génie Mécanique et Développement de l'INSA Lyon qui est chargé de l'aérodynamisme du véhicule. Avec un Cx de 0.12, la forme de la coque permet à Orca d'avoir de meilleures performances que son grand frère, Envol.

océanide, 1995
evolutio, 1996, Belgique

Le nom vient de la forme caractéristique de sa coque. Cette dernière est en fibre de carbone, avec des verrières en polycarbonate.

Epic[modifier | modifier le code]

2004-2017

En 2004, Epic vient étoffer la famille Proto INSA Club. Premier prototype dont toute la structure est en polymère, il devient, grâce à cette innovation, le véhicule le plus léger de l’histoire du club avec une masse de seulement 30 kg, moteur compris. Le châssis et la coque inférieure sont en carbone nid d’abeille, matériau alliant légèreté et haute résistance. La coque supérieure est en fibre de verre et du kevlar est utilisé pour l’avant du prototype.

Epic est le premier véhicule du PIC à être équipé d’un système de télémétrie permettant à l’équipe de mieux gérer sa stratégie de course.

C’est avec Epic que le projet “roue” est lancé. Le but est de réussir à fabriquer en interne ses propres roues en carbone, plus légères que celles disponibles sur le marché. Ce process est parfaitement maîtrisé en 2016, au bout de 4 ans de recherche, de tests et d'expérimentations.

Grâce à toutes ces innovations, Epic est le prototype de tous les records pour l’association avec notamment un record de 1833 km pour 1 L d’essence, soit 54 mL pour 100 km.

Icare[modifier | modifier le code]

2018- 2019

Malgré ses excellentes performances, Epic est de plus en plus mis en difficulté par les circuits de la compétition. Ces derniers sont maintenant plus urbains, avec plus de virages.

Pour réaliser de meilleures performances, le besoin d'un nouveau prototype ce fait ressentir. C'est pourquoi l'association se lance dans la conception d'un nouveau véhicule durant la saison 2013-2014. Ce projet s'étale sur presque 5 ans. Le mot d'ordre est de réaliser toute la fabrication en interne et ainsi de contrôler tous les aspects du prototype. Cette idée directrice permet d'apprendre de nombreux procédés de fabrication, utiles à l'association pour son développement futur.

La coque d'Icare est en carbone, avec une âme en Nomex. L'électronique est revue. Elle est désormais numérique avec un système de Bus de données CAN et le module de télémétrie est séparé du module gérant le moteur.

La direction est conçue pour respecter les angles d'Ackerman dans le but de réduire les pertes en virage. Icare possède un rayon de braquage de 6 mètres. Son train arrière est amovible ce qui permet d'accéder au moteur plus facilement.

Il valide sa première performance au Shell Eco-Marathon 2019 : 1134 km/L. C'est presque 10% de mieux que la dernière performance d'Epic, qui est de 1050 km/L.

Phoenix[modifier | modifier le code]

2020-aujourd'hui

Icare a permis de mieux comprendre le processus de fabrication d'un véhicule basse consommation. L'objectif avec Phoenix est de valoriser toutes ces connaissances en concevant un prototype éliminant les défauts de la génération précédente tout en perfectionnant ses points forts.

Cette expérience permet à l'équipe d'avancer rapidement pendant la deuxième moitié de 2019. En effet, dès janvier 2020, l'ensemble châssis et coque inférieure est terminée. Le développement des autres organes du véhicule est prévu pour la même année (électronique, mécanique moteur, direction, ...). L'inauguration du prototype est prévue en 2020 avec ses premiers essais sur piste mais la pandémie de Covid-19 freine l'équipe dans sa lancée.

Ce projet est l'un des plus ambitieux qu'ai entrepris le PIC. La réalisation d'un prototype en seulement une année est un formidable challenge car il nécessite une maîtrise des process développés avec Icare afin de tenir les délais imposés par l'association.

Savoir faire[modifier | modifier le code]

Le Proto INSA Club développe une stratégie de maîtrise du savoir faire depuis sa création en 1991. Cette envie de contrôler toutes les étapes de fabrication est ancrée dans l'identité de l'association. Le but de ce projet est devenue au fur est a mesure un défi technologique plus qu'une volonté de participer aux différentes compétitions de véhicules ultra faible consommation. Toutes les générations de membres qui se sont succédé ont tenté à leur manière de maitriser certains aspects de cette fabrication. On retrouve aujourd'hui certains savoir faire dans l'association, maitrisé depuis des années qui sont devenu de vraies spécialités du club.

Carbone[modifier | modifier le code]

Tout commence en 1996 quand la fabrication d'Orca débute

modélisation[modifier | modifier le code]

Électronique embarquée[modifier | modifier le code]

Compétitions[modifier | modifier le code]

Shell Eco-marathon[modifier | modifier le code]

Le Shell Eco-Marathon est une compétition qui réunit tous les ans plus de 3000 étudiants membres de plus de 200 équipes d’horizons et disposant de moyens différents. Elles sont toutes rattachées à un établissement scolaire (collèges, lycées, écoles, facultés, centres de formation ou IUT). Forte de sa renommée internationale, l’épreuve fait des adeptes venant de toute l’Europe : France, Grande Bretagne, Suisse, Allemagne, Turquie, Belgique, Finlande, Russie, … mais aussi d’Afrique du Nord comme le Maroc et la Tunisie. Par ailleurs, d’autres franchises de la compétition existent ailleurs dans le monde comme en Asie ou en Amérique du nord. Chaque année, l’événement gagne en notoriété à l’échelle mondiale.

Le Shell Eco-Marathon est une compétition couverte par de nombreux médias (TV, radio, presse écrite, sites internet). Cette médiatisation touche un public international et extrêmement vaste, allant des enfants (magasines jeunesse), aux spécialistes de l’automobile (presse spécialisée) en passant par le grand public (TV, presse généraliste). Durant la semaine de compétition se déroule aussi “Make the future », une exposition ludique à destination du grand public pour faire découvrir et informer sur les différentes solutions permettant de réduire la consommation de gaz à effet de serre.

Ainsi, plus de 50 000 visiteurs parcourent l’exposition, les paddocks et découvrent les équipes venant de toute l’Europe.

Le but pour les équipes est de réaliser, avec leur véhicule, la plus grande distance avec un seul litre d’essence. Ce résultat est obtenu en faisant rouler les prototypes sur environ 15 km, puis en mesurer la quantité de carburant consommé. On mesure enfin la performance de chaque équipe en comparant la distance que chaque prototype pourrait parcourir avec un litre de carburant.

Depuis 2016, la compétition se tient en Angleterre. L’édition 2019 s’est déroulé au Mercedes-Benz World, à Weybridge.

Le Shell Eco-Marathon se veut résolument moderne. En effet, cette compétition permet d’explorer les solutions amenant à une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les équipes ne cessent de repousser les limites de la très basse consommation. Depuis sa création les performances réalisées par les participants n’ont cessé d’augmenter, de 680 km/L lors de la première édition en 1985 à près de 4000 km/L en 2011. Cette constante augmentation montre que des progrès peuvent encore être faits sur le plan de l’efficacité énergétique. De plus, au cours de ces dernières années, des catégories mettant en jeu des prototypes utilisant des énergies alternatives (hydrogène, électrique, etc) ont été introduites, afin de stimuler l’innovation dans ces domaines.

Challenge EduEco[modifier | modifier le code]

Le Challenge ÉducÉco est une seconde compétition de véhicules ultra faible consommation qui à vu le jour en France en 2009. Cette compétition reprend la suite du Shell Eco-marathon français alors organisé à Nogaro qui avait déménagé en Allemagne en 2008. Le challenge est alors maintenu par l'association AD3E qui encore aujourd'hui continue à faire vivre l'évènement.

Comme pour le Shell eco-marathon, l'objectif est de parcourir le lus de kilomètres avec la plus faible consommation exprimé en km/L. Les participants sont également à grande majorité étudiante avec des universités, des écoles mais aussi des lycées et des collèges. Les participants concourent dans deux types de véhicules: les prototypes et les ecocitadins (l'équivalent des urban concept du shell eco-marathon). Le slogan du Challenge ÉducÉco est : De l'école à l'université – La course à l'innovation pour une mobilité durable.

Résultats^[1][modifier | modifier le code]


année	compétition	classement	nombre de participants	consommation	catégorie	prototype	prix spéciaux
1991	Shell Eco-marathon			227 km/L		Envol
1992	Shell Eco-marathon			256 km/L		Envol
1993	Shell Eco-marathon			273 km/L	essence	Envol	Prix Shell de l’Innovation Technique pour un système de gestion de l’alimentation dédié aux moteurs deux temps
1994	Shell Eco-marathon			350 km/L		Envol
1995	Shell Eco-marathon			365 km/L	essence	Envol	Prix Shell de l’Innovation Technique pour un logiciel de simulation des performances d’un prototype en conditions de course
1996	Shell Eco-marathon			534 km/L		Envol
1998	Shell Eco-marathon			804 km/L		Envol
1999	Shell Eco-marathon			826 km/L		Orca
2000	Shell Eco-marathon			909 km/L		Orca
2001	Shell Eco-marathon			481 km/L		Orca
2002	Shell Eco-marathon			1388 km/L		Orca
2003	Shell Eco-marathon			930 km/L		Orca
2004	Shell Eco-marathon			1388 km/L		Orca
2005	Shell Eco-marathon	17	227	1348 km/L	essence	Epic	Prix Shell de l’Education Nationale pour un dossier technique sur la lubrification des roulements
2006	Shell Eco-marathon	10	250	1829 km/L	essence	Epic	Prix spécial de l’innovation le simulateur
2007	Shell Eco-marathon	8	124	1769 km/L	essence	Epic
2008	Shell Eco-marathon	12	100	1370 km/L	éthanol	Epic
2009	Shell Eco-marathon	9	80	1821 km/L	essence	Epic
2010	Shell Eco-marathon	6	66	1833 km/L	essence	Epic
2011	Challenge ÉducÉco	2			essence	Epic
2011	Shell Eco-marathon	9		1733 km/L	essence	Epic
2012	Shell Eco-marathon	9			essence	Epic
2013	Shell Eco-marathon	4		1465 km/L	essence	Epic
2014	Shell Eco-marathon	9		1395 km/L	essence	Epic
2015	Challenge ÉducÉco	1			essence	Epic
2015	Shell Eco-marathon	9		1165 km/L	essence	Epic
2016	Shell Eco-marathon	8	100	1140 km/L	essence	Epic
2017	Shell Eco-marathon	Contrôle Technique Validée mais non Classé			essence	Epic
2018	Shell Eco-marathon	Contrôle Technique Validée mais non Classé			essence	Icare
2019	Shell Eco-marathon	11	45	1143 km/L	essence	Icare

Événements[modifier | modifier le code]

Eco Engine Days[modifier | modifier le code]

C’est sur le campus de la Doua-LyonTech, pôle dynamique de la recherche française, que s'est déroulé les 28 et 29 Mai 2016 le premier Salon des transports innovants, nommé Eco’Engine Days de l’INSA Lyon. Inédit dans le monde étudiant, ce projet fût l’occasion de créer un évènement fédérateur autour de l’automobile et des transports de demain, vitrine de l’innovation des entreprises et laboratoires de recherche.

Il permit aux différents exposants de rencontrer de futurs ingénieurs autour d'un sujet d'avenir qu'est la .

Ouvert aux étudiants de l’INSA, mais aussi de toute la région Lyonnaise.

Conférences[modifier | modifier le code]

Relation industriels[modifier | modifier le code]

Afin de soutenir ses projet le Proto INSA Club fonctionne depuis le début des années 2000 sur un principe de partenaires industriels qui lui apportent un support financier, matériel et intellectuel pour la réalisation de ses prototypes. Différents projets sont ainsi menés en lien avec les industriels comme la conception de moteurs. Bien que l'INSA Lyon supporte fortement l'association ces partenariat sont nécessaires, de plus ils offrent une visibilité accrue dans le monde de l'industrie. Ainsi, régulièrement des étudiant issue du PIC partent en stage ou sont embauchés par des partenaires de l'association. L'association a aussi accès à une piste d'essais grâce à l'armée de terre avec sa base de la Valebonne. Tous les ans des événements ont lieux entre l'association et les industriels comme des conférences ou des visites de sites, en 2017 des membres de l'association sont ainsi allés visiter un site de l'équipementier automobile Faurecia ou encore en 2020 chez le producteur de pneumatiques Michelin.

Historiquement l'association comptent de grands nom parmi ses partenaires tel que:

- Volvo

- Faurecia

- Amaris

- Thales

- Hexcel

- Samaro

- Cirly