Véhicule à propulsion humaine

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Ballon dirigeable à propulsion humaine

Le terme véhicule à propulsion humaine (VPH) désigne un véhicule mû par la force humaine. Les véhicules à propulsion humaine peuvent être terrestres, nautiques, aériens, ou même sub-aquatiques. Le terme VPH est communément utilisé dans le milieu du vélo couché, par traduction (approximative) de HPV ((en) Human Powered Vehicule). L'utilisation de la propulsion humaine combinée à un véhicule a permis de développer un mode de transport en plein essor au niveau international.

Sommaire

Historique[modifier | modifier le code]

Les premières formes de véhicules terrestres à propulsion humaine peuvent être reliées à l'apparition de la roue plusieurs millénaires avant notre ère[1]. Les chariots de transport sont encore utilisés aujourd'hui, plus répandus sous forme de diables ou de brouettes. Sur l'eau, les pirogues ont montré très vite leur qualités pour le transport et pour les voyages de découverte du monde. Dans l'antiquité, les galères Phocéennes comme le pentécontère ont démontré leur efficacité dans le transport maritime et militaire. Les véhicules aéronautiques apparaissent à la fin du XIXe siècle et sont essentiellement des programmes de recherches scientifiques permettant un travail de réflexion et d'utilisation des faibles puissances.

Créés dans les années 1930 en France, autour de Charles Mochet et de ses vélocars et vélo-vélocar, les vélos couchés réapparaissent dans les années 1970 aux États-Unis dans la période des crises pétrolières. Les recherches effectuées à cette période par les universités américaines montrent que les vélos couchés munis d'un carénage aérodynamique permettent d'atteindre des vitesses comparables aux automobiles (130,6 km/h sur le plat en 2002) et largement supérieures à celle des bicyclettes traditionnelles. Cependant, à cause d'un règlement technique très rigide qui interdit les modifications radicales apportées au vélo, l'Union cycliste internationale ne valide pas ces nouveaux records. L'Association internationale des véhicules à propulsion humaine (en) (IHPVA, International Human Powered Vehicle Association) est créée en 1976 pour répondre à ce besoin. Le terme de « véhicule à propulsion humaine » est alors employé pour permettre l'emploi de toutes les formes de vélo. Ainsi, les VPH regroupent aussi bien les vélos couchés, les tricycles, les vélos rameurs, les tandems, etc.

À partir des années 1980 aux Pays-Bas et au Danemark, les VPH apparaissent en Europe sous la forme du vélo couché et de la vélomobile comme moyen d'alternative écologique à la voiture.

En France, il faut attendre 1991 pour voir la création de l'association France-HPV (affiliée à l'IHPVA) dont les manifestations commencent tout juste à sortir de la confidentialité (organisation des championnats du monde en 2006 en Haute-Loire).

Infrastructures[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Aménagement cyclable.

Le réseau français de véloroutes, voies vertes et pistes cyclables totalise en 2005 plus de 21 000 km[2].

En 2018 un rapport de R. Cochard, Secrétaire Général de la Chambre Syndicale nationale du Cycle et du Motocyle montre la progression des infrastructures en Europe et les besoins encore nécessaires au développement du mode de transport le plus utilisé : le vélo[3] !

Dans le domaine maritime et fluvial, le développement économique du VHP s'est adapté aux plans d'eau.

De nombreuses voies de chemin de fer désaffectées sont progressivement transformées en voies vertes pour les cycles[4].

Intérêts économiques[modifier | modifier le code]

En 2018, Les villes de France investissent de plus en plus dans les aménagements cyclables et y sont encouragées par l'État[5].

Au niveau européen, les études font état de la rentabilité, pour les municipalités, des investissements dans les infrastructures cyclables[6].

La ville de Nice annonce le 12 oct 2018 un plan vélo pour 2020 avec pour objectif de supprimer 800 bus, mettre à disposition les voies de bus pour les VHP, et investir 500 000 euros par an dans de nouvelles voies de circulations réservées aux VHP[7].

Les études, en 2018, montrent un réel intérêt, pour les villes, des investissements dans les infrastructures et l'accueil des touristes pratiquant le VPh. L'économie locale autour des voies vertes se développe (artisanat, gastronomie, excursions, pratique de la nature[8]).

La Caisse des Dépôts estime les retombés possibles à 30 000 euros par km et par an[9].

Le vélo est un des modes de transport les plus développés au monde. Le Gracq (Groupe de recherche et d'action des cyclistes quotidiens) relate d'une étude américaine de l'Université Johns Hopkins (Baltimore) en 2016 un nombre de plus de 580 millions de vélo dans le monde[10]. Il reste difficile d'estimer le nombre de vélo dans le monde, d'autres études annoncent 800 millions en 2015 et estiment probablement plus de 2 milliards de vélos dans le monde[11].

Intérêts écologiques[modifier | modifier le code]

Article détaillé : écomobilité.

Certaines grandes villes européennes ont montré en 2018 l'efficacité des investissements réalisés dans le domaine de l'écomobilité. Copenhague et Amsterdam affichent des records avec 41 % de la population se déplaçant quotidiennement en vélo[12].

Types de propulsion[modifier | modifier le code]

  • Engins où la force humaine est appliquée directement, sans utiliser un propulseur : patinette, draisienne, chaise à porteurs.
  • Engins où la force humaine utilise directement un propulseur, sans passer par une transmission : le grand-bi, toute embarcation à pagaie ou avirons comme le canoë-kayak. Le mouvement du rameur exploite la force des bras (éventuellement aussi celle des jambes et du reste du corps).
  • Engins disposant d'un propulseur mécanique (roue, hélice) entraîné par une transmission (pédalier, chaîne) : vélo et tous engins à pédales. Ces engins utilisent en général la force musculaire des membres inférieurs humains convertie en mouvement par un pédalier et (en général) une chaîne.

Grandeurs technologiques[modifier | modifier le code]

L'énergie que peut produire un humain est très limitée. Pour déterminer la puissance, plusieurs éléments sont à prendre en compte comme la résistance au frottement (exemple :roue du vélo au sol), la résistance à l'air ou à l'eau (aérodynamique ou hydrodynamique ou les 2), et la résistance à la gravité[13].

Alimentation, énergie, rendement, dimensionnement[modifier | modifier le code]

L'alimentation de l'être humain (le fait qu'il se nourrisse) lui permet d'accumuler sous diverses formes dans son corps une énergie qui pourra être transformée au besoin en énergie musculaire par l'intermédiaire des muscles. Cependant, une partie seulement de cette énergie musculaire va être utilisée pour la propulsion. Ce constat conduit au concept de rendement.

Dans le processus de transformation de l'énergie stockée dans le corps en énergie musculaire interviennent plusieurs paramètres extérieurs (température, humidité, ensoleillement, altitude) ainsi que des paramètres "internes" tels que l'état psychologique ou des paramètres propres à l'ergonomie de position du véhicule[14]. De même, la réflexion (travail du cerveau) et le fait de parler consomment beaucoup d'énergie.. Quelles que soient ces difficultés pratiques dans la production de l'énergie, la limite de base est l'énergie maximale que peut produire le muscle propulseur. La consommation en oxygène est un outil pour mesurer l'énergie dépensée par une personne (la quantité d’oxygène brulé par les fibres musculaires étant liée à l'énergie produite effectivement, du moins pour une personne dans un état de forme donné). La PAM (Puissance Aérobie Maximale, VO2max) est ainsi obtenue lors d'un test d'effort par pédalage (à noter que cette PAM ne prend pas en compte les paramètres extérieurs, la parole ou l'état psychologique : le dépassement de soi).

Puissance humaine[modifier | modifier le code]

Un ordre de grandeur de puissance de l'humain est d'environ 200 watts pour un effort de pédalage constant. Cet ordre de grandeur peut cependant atteindre 900 watts lors d'un effort instantané de quelques secondes.

Pour les propulsions par pédalage, les scientifiques semblent s'accorder sur une puissance moyenne pour un cycliste entrainé de 200 watt en endurance[15].

La puissance que peut fournir un humain bien entraîné dépend en effet beaucoup de la durée de son effort : Si un athlète bien entraîné peut fournir 736 watts (1 ch ou cheval-vapeur) pendant une demi minute, pour un effort de 5 minutes, on ne peut attendre de lui que 400 watts. Les constructeurs d'avion à propulsion humaine tablent par exemple sur une puissance au décollage de 300 watts et 200 à 250 watt pour le vol en palier[16]. Dans le cyclisme professionnel, le seuil de puissance suspect en montée en col est de 410 watts[17].

Ce chiffre de 200 W donne une première référence de puissance disponible pour le véhicule à construire. En compétition, cependant, le véhicule peut aussi être construit autour de la puissance maximale que peut fournir le pilote pendant une durée plus courte.

Aérodynamique et hydrodynamique[modifier | modifier le code]

Les véhicules se déplaçant dans l'air et en eau profonde obtiennent de meilleures performances en adoptant la forme de corps de moindre traînée[18].

Rendement, dimensionnement[modifier | modifier le code]

Afin d'établir des comparaisons en matière de rendement des mécanismes propulseurs, le nouveau sous-marin Omer 11 dispose, par exemple, de trois systèmes de propulsions différents interchangeables, ce qui permet de juger de l'efficacité d'un système de propulsion tout en conservant le même pilote (sa puissance propre) et la même forme hydrodynamique. De tels systèmes permettront d'établir des comparatifs et de décider des axes de recherches à poursuivre sur les systèmes propulsifs[19].

Biomimétique[modifier | modifier le code]

La biomimétique et bioinspiration sont de plus en plus utilisées par la recherche sur les VPH afin d'optimiser leur rendement de conversion.

Festivités[modifier | modifier le code]

L'intérêt des citoyens pour ce mode de transport est attesté par l'organisation de nombreuses festivités, qu'elles soient généralistes comme le célèbre Burning Man où la ville éphémère n'accepte que la présence de VPH, ou lors de courses folles comme les courses de caisses à savon[20]. En France Gérard Feldzer met en avant les VPH lors des Fêtes des transports, notamment au Grand Palais de Paris en 2005, avec la présence de trois ballons à propulsion musculaire[21]. Les World Naked Nude Bike Ride(manifestations internationales cyclo-nudistes) sont présentes dans de nombreux pays ; c'est une forme originale de militantisme utilisant les modes de transport respectueux de notre environnement[22].


Les VPH et la culture, chansons, cinéma, art, cirque[modifier | modifier le code]

La chanson internationale mettra à l'honneur la bicyclette avec en 1978 Freddie Mercury qui pour illustrer la pochette du single Bicycle Race, proposera une course de vélo avec 65 femmes nues [23].

Yves Montand amènera sa chanson À bicyclette à l'Olympia. En 1947 Bourvil jouait déjà des mots coureur cycliste et de jupon dans sa célèbre chanson À bicylette.

La scène culte du film E.T. l'extra-terrestre où Elliott s'élève dans les airs avec à son bord le plus célèbre des extra-terrestres reste dans toutes les mémoires. Jour de Fête par Jacques Tati, acteur réalisateur, est un road movie à vélo. Dans La vie est belle, Roberto Benigni utilise le vélo comme mode de transport pour toute la famille.

Le petit baigneur, film de Robert Dhéry illustre le plaisir des hommes à innover, avec trois scènes amusantes : celle de Louis de Funès et sa combinaison kayak, Monsieur le Curé à bord de son hydrocycle et la barque à roue à aubes actionnée manuellement.

Pablo Picasso, Fernand léger, Bernard Buffet, Marc Chagall, Léonard de Vinci : nombreux sont les artistes à avoir composé des tableaux mettant en avant le vélo, les rameurs, galères. Au XXe siècle des œuvres monumentales apparaissent sur les routes, comme la sculpture du Tour de France de Jean-bernard Métais dans les Pyrénées[24].

La bande dessinée met à l'honneur et souvent sous forme humoristique les VPH. René Goscinny et Albert Uderzo ont créé un mode de transport unique : le Bouclier qui porte le chef Abraracourcix. Léonard et son disciple, de Turk et Bob de Groot, s'essayeront à de nombreuses et diverses inventions pour se déplacer en propulsion humaine, notamment dans l'album Génie mobile.

Le cirque est un grand amateur de vph, les artistes utilisent les monocycles , vélo pour des démonstrations essentiellement d'équilibre sur piste ou sur fil de fer. L'artiste internationale Jessica Arpin présente un show avec un vélo [25].

Art de vivre[modifier | modifier le code]

Le véhicule à propulsion humaine semble, au vu des diverses études, être un vecteur de bonheur, de bonne humeur, de bonne santé[26]. Seul l'image des galères à rames évoque encore dans la mémoire collective la douleur du rameur. L'image que communique les VPH est associée au plaisir, à l'écologie, au bonheur, au respect de la société, l'entraide, au temps qui passe[27].

Stéphane Rousson aime à donner comme réponse aux questions des journalistes sur la vitesse des vols musculaires : « Je navigue à la vitesse de contemplation ; de quoi donner du fil à retordre à tous les mathématiciens »

Claude Marthaler aime à faire partager ses aventures autour du monde dans ses récits, films et conférences.

En 1970 le Designer Pierre Colleu, connu pour sa maison bioclimatique en forme d'escargot, conçoit un véhicule qui sera exposé lors d'une exposition itinérante en France sur les VPH. Son véhicule est équipé d'un système similaire à celui des trottinettes, par action de pousser sur les deux plateaux avants, la direction est assurée par un palonnier au niveau des accoudoirs.

Politique[modifier | modifier le code]

Le VPH apparait de plus en plus comme un outil, un vecteur médiatique en vue d'action devant les gouvernements en place. Dans le cadre de la crise des Gilets Jaunes en France, Franck Delestre entame un Antibes-Paris avec son vélo cargo pour parcourir en grand nombre de ronds points jaunes de france[28]. Une famille de Haute-Savoie utilisera leur vélo pour monter sur Paris[29].A Saint-Brieuc en Bretagne, les Gilets Jaunes ont manifesté pour demander la promotion des moyens de transport de type VPH plutôt que la baisse du prix des carburants[30].

Tendance et avenir des VPH[modifier | modifier le code]

La bicyclette, comme les vélomobiles et autres VPH, voit sa technologie de propulsion gagnée par l'hybride[31], dispositif qui couple à la propulsion musculaire une assistance électrique. Le marché de l'hybride montre ainsi un dynamisme important, avec en 2017 plus de 255 000 modèles électriques vendus pour 2 782 000 vélos[32]

Les personnalités internationales des VPH[modifier | modifier le code]

Ingénieurs[modifier | modifier le code]

David Gordon Wilson (en), professeur émérite au MIT en ingénierie mécanique a consacré sa carrière à la propulsion humaine[Comment ?][33].

Dans les airs[modifier | modifier le code]

  • Kanellos Kanellopoulos ,détient le record de distance avec le projet d'avion à pédales le Daedalus du MIT .
  • Stephane Rousson
  • Bryan Allen
  • La canadienne Aexis Reichert sera la première femme à établir un record sur un hélicoptère à propulsion humaine le 24 septembre 2013 avec 53 secondes de vol à bord de l'Atlas[34].
  • Le canadien Todd Reichert établi un vol de 64 secondes à bord de l'hélicoptère Atlas avec une altitude de 3.3 mètres[34].

Sur la mer[modifier | modifier le code]

John Fairfax sera le premier homme à traverser un océan à la rame, Gérard d'Aboville effectuera l'atlantique et le pacifique.

Sous la mer[modifier | modifier le code]

Sur terre[modifier | modifier le code]

Engins dont la propulsion est nécessaire pour s'élancer[modifier | modifier le code]

Les caisses à savon, le ski, le raft, le parapente ou le deltaplane sont des pratiques qui nécessitent un effort musculaire initial pour élancer le véhicule. Par la suite, le véhicule utilise soit la force de la gravité pour descendre, soit les courants d'air ou d'eau.

Engins terrestres[modifier | modifier le code]

Sur Route[modifier | modifier le code]

Par pédalage[modifier | modifier le code]

nous pouvons aussi regrouper un grand ensemble de VPH à cycles sous le terme de Vélocipèdes.

Usage pour loisirs, déplacement et sport[modifier | modifier le code]
  • En 1861 Pierre Michaux va rajouter des manivelles à la draisienne pour créer La Michaudine, une étape cruciale au développement de la bicyclette.
  • Bicyclette et vélo en libre service
  • vélo elliptique de route
  • Vélo couché et Vélo torpille.
  • Vélomobile
  • Tricycle
  • Tricycle couché
  • Quadricycle assez commun chez les pompiers à vélo.
  • Rosalie (cycle)
  • Vélocar
  • Vélomobile à pédalage constant
  • Voiture à pédales
  • Le monocycle à pédales existe sous deux formes distinctes. Le cycliste est assis au-dessus de la roue et dans ce cas le pédalier est sur la roue, forme de monocycle la plus courante, souvent utilisée dans le monde du cirque, la fédération internationale d'Unicycle propose divers championnats du monde avec diverses disciplines. Une autre version à cavalier intérieur, le cycliste est assis dans une roue de grand diamètre comme le monocycle de Rousseau, Marseille 1869.
  • Le Halfbike crée en Bulgarie par Martin Angelov et Mihail Klenov répond à un besoin d'allier le cycle à la course à pied[35]. Le premier prototype fut construit en 2012. C 'est un tricycle sans selle équipé dun pédalier sur la roue avant.
  • Le Trikke est un véhicule sans chaine , sans pédales, sur 3 roues[36].
Propulsion combinée[modifier | modifier le code]

La propulsion combinée à pour objectif de réunir deux modes de propulsion sur un même véhicule. Le Vélo-hélice ou Aviette combine le vélo et la propulsion par hélice. Il existe de nombreuses versions dont les premières date de autour de 1913. M.Bernhard roule le 14 décembre 1913 au Vel d'hiv avec une Aviette. Le Palais des Sports organise en 1913 une course d'aviettes avec semble t'il uniquement 2 participants: M.Bernhard et Bégnez[37]. La course est financée par Peugeot[38].

En 1922 Morris Abbins effectue une démonstration au vélodrome Buffalo de Montrouge avec son vélo couché en position allongé face avant équipé d'une hélice propulsive.

Certains modèles équipés avec des ailes sustentatrices comme le Métalloplan de Marius Mazoyer, ou l'appareil d'Emile Percevaut seront présentés au salon de l'aéronautique en 1913. De nombreux avions à pédales nommés aussi Aviettes feront leur apparition grâce au concours du Parc des Princes. (Voir section avions).

Usage pour transport de marchandises, biens , courriers[modifier | modifier le code]

Les grandes enseignes du transport de marchandises s'orientent de plus en plus vers l'écomobilité dans le transport urbain de proximité[39]. Les facteurs français ont été équipés de vélos dès 1893[40].

La Poste Française est, en 2018, à la tête de la plus grande flotte mondiale de vélos avec assistance électrique[41] avec plus de 24 000 unités. Dans la plupart des pays du monde les facteurs sont équipés de vélo.

La Ville de Paris a mis en place en 2007 des vélo-poubelles pour Paris Plage. D'autres villes, comme Mons en Belgique en 2013, on testé le ramassage des ordures ménagères à vélo[42]. La ville de Carouge en Suisse dispose d'une flotte de cyclotri[43].

Les Vélo cargos sont présents dans de nombreux métiers que ce soit pour le transport de marchandises, glacier ambulant, plombier, artisan du bâtiment... Les utilisateurs sont soit indépendants soit appartiennent à des plateformes de livraison[44].

  • Vélo cargo
  • Bi porteur
  • Vélo Cargo à Nice

  • Tricycle de transport de marchandise

  • Facteur à vélo du Jura

  • Vélo de facteur à Villeurbanne

  • Poste Danoise

  • Bicyclette de la Poste Allemande

  • Vélo cargo de plombier sur Annecy

Usage pour transport de personnes[modifier | modifier le code]

Le transport de personnes par VPH se développe progressivement en Europe[45]. En 2017 les premières manifestations publique de la profession apparaissent en France pour demander à légiférer sur la pratique commerciale des vélos-taxis[46].

Usage par les services de secours, de sureté ou surveillance[modifier | modifier le code]
  • Vélo de la police
  • Vélo ambulance
  • Vélo militaire ou infanterie cycliste
  • Le corps des gendarmes à vélo est apparu en 1898 en Île-de-France[47]. En 2018 la gendarmerie nationale patrouille avec des VTT avec assistance électrique[48]. Ce moyen de transport facilite la surveillance et la rapidité d'intervention en zone urbaine[49].
  • Vélo de pompier, que l'on trouve dans plusieurs pays. La France s'est équipée en 1890 d'une équipe d'intervention à Marseille. Portland (Oregon, États-Unis) s'équipe de nouveaux vélo [50]. Il exista des particularités comme le quadricycle comme en Suisse ou en Australie[51].
  • Les gardes de l'Office National de Forêts disposent selon leur grade et usage de velo[52].
  • Vélo Ambulance Aéroport London Heathrow

  • 25e regiment de bicyclettes

  • Police à vélo

  • Vélo de Pompier Prague

Usage en Agriculture[modifier | modifier le code]

L'aggrozouk[53] ou Bicitractor est un outil développé pour les petites exploitations agricoles par le collectif Farming Soul ; plusieurs appareils sont en fabrication en 2015[54].Dans le Massachusetts, Tim Cook met au point le Culticyle[55]. Il existe plusieurs types de tondeuses à gazon-vélos, principalement des tondeuses manuelles montées sur des vélos[56].

VPH mus par poussage ou traction manuelle[modifier | modifier le code]

Utilisation des VPH dans la vie courante[modifier | modifier le code]
  • Les poussettes existent sous diverses formes, que ce soit en quadricycle ou en tricycle ; elles sont pliables ou non. L'aéroport de Lyon propose des poussettes en libre service[57].
  • Landau
  • Chariot de supermarché
  • Brouette
  • Vinaigrette
  • Brancard
  • Charrette
  • Diable
  • caddie de course
  • Valise à roulette
  • Conteneurs-poubelles sur roues
  • Conteneur poubelle

  • Poussettes en libre service

  • Landau à quatre roues

  • Chariot de supermarché

  • Caddie de gare ou aérogare pour transport de valises

  • Caddie de courses

  • Caddie de golf

  • Valise à roulettes

  • Brouette

Utilisation de loisir[modifier | modifier le code]
  • Draisienne
  • Trottinette
  • La patinette de cross est souvent associée à son utilisation avec un chien .
  • Trottinette

  • Draisienne

  • Patinette de cross

Usage en agriculture[modifier | modifier le code]

En agriculture l'utilisation de la charrette est assez courante, en 2015 de nouveau appareils se développent pour le ramassage de fruits pour les petites exploitations agricoles désireuse de participer au développement durable. La société Huemer Obsterntetechnick propose différents collecteurs de fruits par poussage selon les utilisations[58].

Par portage[modifier | modifier le code]

Ce mode de transport, comme le palanquin ou la chaise à porteurs, qui date de plus de 2000 ans, était essentiellement réservé à la noblesse. On le retrouve dans de nombreux pays. Il semble que cette pratique disparaisse après le XIXe siècle. L'usage du portage a quand-même été conservé pour le transport d'urgence. Les civières et brancards sont un outil indispensable au milieu hospitalier. L'urgence de montage mis au point les civières de relevage à lames ou plan dur pour permettre un transport en toute circonstance de la victime.

Par action manuelle[modifier | modifier le code]

  • Le Fauteuil roulant essentiellement utilisé par les handicapés moteur des membres inférieurs, il sait aussi se faire remarquer dans le monde du sport de haut niveau avec notamment les compétitions présentes aux Jeux Paralympiques. Dans les sports de glisse l'américain Aaron Fotheringham réalise plusieurs exploits et devient une référence mondiale de la glisse sur fauteuil en passant en 2010 un backflip[59].
  • Le monocycle de Brescia datant du XVIIIe siècle actionné par manivelle[60].
  • Le handbike[61].
  • Un brevet du 30 janvier 1900 décrit un vélo équipé d'une propulsion reprenant le principe mécanique de l'aviron, ou le pilote actionne à l'aide des bras une mécanique qui va entrainer la roue arrière inventé par L.S. Burbank Bicycle. En Allemagne ce même principe sera développé au XXIe siècle par l'ingénieur Michael Schmidtler et met au point le Rowcycle[62].
  • Monocycle de Brescia

  • Fauteuil roulant de sport

  • Aaron Fotheringham Jeux paralympiques de Rio 2016

Autres[modifier | modifier le code]

Le chariot skate[63] comme le Takypod utilisent le mouvement du patineur combiné au mouvement du pédaleur.

Le Dreamslide,inventé par Jean-marc Gobillard, vélo debout sans selle, ayant la particularité de reproduire le mouvement de la marche. Le Dreamslide fut créé en France en 2010, 300 exemplaires furent vendus. L'objectif de ce véhicule est d'associer la marche, considérée comme étant la plus performante, à un cycle, au rendement efficace[64].

Quelques Rares projets d'ascenseur ou élévateur comme celui d'Ethan Schlussler qui modifia un vélo pour accéder à sa maison dans les arbres[65].

Le Strandbeest Bike, conçu par Blaine Elliot à Santa Barbara en Californie, il est équipé de patte au lieu de la roue arrière. Le mouvement kinétique est inspiré du travail de l'artiste Théo Jansen[66].

Le Velofeet est une combinaison entre le vélo et la marche à pied inventée par le physicien Manual Alvarez-Icaza, le mode de déplacement permet de reste assis en marchant[67].

Sur rail[modifier | modifier le code]

L'aventure de la propulsion sur rail connue son heure de gloire avec les draisines pour le chemin de fer et berlines dans les mines, des projets sportifs comme le Velotrain existent pour donner une dimension sportive à la draisine[68] .De nombreuses voies désaffectées sont utilisées par les amateurs de draisine, en 2018 le besoin de fournir plus de voies vertes incite à transformer ces voies de chemin de fer désaffectées pour le besoin du transport par cycles nettement plus performant et répandu. En 2018, il existe de nombreux projets de parc de loisirs utilisant les luges sur rails ou glissières qui existent notamment en station de ski. Les nacelles suspendues sur monorail proposent une alternative au transport urbain comme le projet Shweeb[69].

Sur Neige ou glace[modifier | modifier le code]

  • Le vélocipède à patin à glace élaboré par Jonas Schmid en amérique du nord permet de se déplacer sur neige ou glace grace à une roue arrière équipée de pointes et de patins ou ski à l'avant[70]. il existe aussi une sorte de Michaudine avec deux jeux de patins en guise de roue arrière portant le nom de traineau vélocipède ou bicycle à glace datant de 1870.
  • Ski
  • Ski de fond
  • Télémark
  • Pulka
  • Traineau
  • Luge
  • Le babysnow permet d'apprendre aux plus jeunes (enfants de 1 à 4 ans) la sensation de glisse[71].
  • le Fat bike, vélo équipé de pneus épais permettant la pratique sur la neige.
  • Vélos équipés d'une chenille à la place de la roue arrière et d'un ski à l'avant, quelques rares fabriquant proposent des kits.
  • Ski de fond

  • Ski

  • Télémark

  • Pulka

  • Fat bike

  • Babysnow

  • Bicycle à glace

Manèges[modifier | modifier le code]

Pour le bonheur des enfants certains manèges sont directement actionnés par les enfants eux-mêmes en pédalant ou par un pédaleur externe[72], la ville de Brive lance un projet de manège[73]. Cergy Pontoicse ouvre en 2018 une attraction aérienne, le Zippy Bike, qui procure des sensations au dessus du vide avec des vélos suspendus sur câbles[74]. Au Japon, dans le parc à Thème de Kurashiko, le Skycycle vous permet de vous balader sur un rail avec des nacelles à pédales jusqu'à 16 mètres de haut[75]. En Italie dans les dolomites, situé à Ai Pioppi, il existe un parc d'attraction dédié à la propulsion humaine ou tout les manèges conçu par le restaurateur du parc lui même ont pour caractéristiques de devoir être animés par la force musculaire[76].

Engins aquatiques[modifier | modifier le code]

L'exploration maritime a de tout temps utilisé la propulsion humaine dans ses déplacements, avant l'invention de la voile puis des motorisations. Autour du monde et selon les climats, les embarcations se sont adaptées aux plans d'eau, à la houle, au besoin (chasse, pêche, transport). De nos jours, les embarcations utilisant la propulsion humaine sont principalement destinées au loisir, bien que les rames restent présentes à bord des navires, dans les annexes de secours.

Dans le domaine sportif, la tendance est d'aller de plus en plus vite sur l'eau, les études sur les foils permettant de développer des embarcations de plus en plus rapides, tels les hydroptères (voir ci-dessous).

Navires[modifier | modifier le code]

Les navires à rames sont probablement un des modes de transports les plus efficaces que connut la propulsion humaine avec les galères.

Navires historiques[modifier | modifier le code]

Bateaux océaniques[modifier | modifier le code]

Il existe de nombreuses embarcations océaniques de sport, utilisant comme mode de propulsion aussi bien les rames, pédales, avirons. Le britannique John Fairfax sera le premier homme a traverser un océan avec un bateau à rame en 1969 (Traversée Atlantique et 1972 (Pacifique), par la suite en France, Gérard d'Aboville sera à l'origine de ces grands défis océaniques.

  • Pedal Ocean Project du Canadien Greg Kolodziejzyk[78].
  • Pedal for the planet de Jason Lewis[79].
  • Bateau océanique à avirons

Petites Embarcations[modifier | modifier le code]

Équipés de flotteurs, transmission par pédalage à roue à aubes, ou roues flottantes.[modifier | modifier le code]

Le Pedalo connu un succès commercial à partir des années 1960 et l'on dénombre aujourd'hui un très grand nombre de fabricants avec des modèles essentiellement biplace et plus.

Équipés de flotteurs, transmission par pédalage et hélices sous-marines[modifier | modifier le code]

Après les années 2000, nombreux projets commerciaux voient le jour, dont certains s'orientent dans le domaine du luxe comme le Schiller ou Ceclo[81]. Monaco organise la seconde course de Water bike en 2018[82]. Il existe des kits pour modifier son vélo de route et l'adapter sur flotteurs, tel que le propose l'Italien Roberto Siviero avec son Shuttle Bike Kit, succès commercial avec de belles traversées maritimes comme la Manche, le Détroit de Messine ou Harbour Bridge[83]. Les vélos aquatiques sont plus propices à une utilisation personnelle, rares étant les modèles bi-places.

En 1927 René Savard traverse la Manche de Calais à Douvre et réitère son exploit sans convoyeur le . Aimée Pfanner est la première femme a réaliser cet exploit le [84]. C'est la société Austral qui développe sa Nautillette[85].

  • Waterbike, Vélo aquatiques ou Hydrocycle[86].

Équipé de flotteurs, transmission par pédalage et hélices aériennes[modifier | modifier le code]

  • Hydrocycle à hélice aérienne[87].
  • L'aéroglisseur à hélice aérienne avec les flotteurs alimentés par un ventilateur, avec pour seule énergie la force humaine [88].

Équipés d' une propulsion manuelle (Avirons, rames, pagaies, godille.. )[modifier | modifier le code]

Article détaillé :.

En 1988, Rémy Bricka traversera l'atlantique à bord de ses ski flottants tirant derrière lui une embarcation de survie[89].

Coque équipée d'une propulsion par nageoires ou ailettes, par battements ou oscillations flexible ou non .[modifier | modifier le code]

  • Le Treddlecat, catamaran créé par le designer New zealandais Ken Kingsbury introduit la propulsion par battement d'hydrofoil verticaux[91]. La marque Hobie cat reprendra le concept pour développer avec succès son kayak équipé du système mirage drive permettant la pratique du kayak main libre[92]. Le système est depuis utilisé par le Paddle et certains sous-marin de course.
  • Barque équipée d'une propulsion par dérive à oscillations, le Flapping foil propulsion de Leopold Schoeller.
  • Le Thistle de Harry Bryan bateau à ailettes[93].
  • Le français Pierre Chatelain développe l'Ondulo, une petite embarcation à nageoire[94]. L'ondulo sera presenté par deux fois au Salon Nautique de Paris [95].

Hydroptères[modifier | modifier le code]

Les hydroptères sont des véhicules utilisant des hydrofoils pour se sustenter sur l'eau une fois la vitesse nécessaire au décollage atteinte. Dans leur version VPH, ces engins sont souvent équipés de flotteurs pour assurer une flottabilité à vitesse nulle ou lente[96]. Grâce à la réduction conséquente des frottements avec l'eau, ces véhicules atteignent de grandes vitesses, listées ci-dessous. Le championnat européen de 2006, à Wakersdorf en Allemagne, rassembla les participants sur une course de 10 km[réf. souhaitée].

Déplacement par impulsions[modifier | modifier le code]

  • Aquaskipper
  • Pumpabike

Propulsion par hélices[modifier | modifier le code]

La propulsion par hélice peut se faire en milieu soit sous-marin, soit aérien. Ainsi du decavitator, qui effectua un record de vitesse en 1991 avec 18,5 kt. Les prototypes possèdent un ou plusieurs flotteurs.

par nageoires, battements ou oscillations.[modifier | modifier le code]

  • Wasserläufer, premier véhicule à sustentation et propulsion par hydrofoils à battement[97], conçu par l'ingénieur précurseur bavarois Julius Schuck en 1953. C'est probablement la première forme historique de sustentation-propulsion par foils. Les études menées par la recherche dans le domaine des sous-marins à propulsion humaine montrent l'efficacité du rendement de la propulsion par battement de foil[réf. nécessaire].

Engins sous-marins[modifier | modifier le code]

Article détaillé : sous-marin à propulsion humaine.

Historiquement les premiers sous-marins ont été à propulsion musculaire ayant une vocation militaire, avec un système de propulsion par pédalage ou manivelle comme le Nautilus de Robert Fulton[98] ou le submersible à rame de Cornelis Drebbel et la célèbre Tortue de David Bushnell.

Les engins sous-marins ont pour vocation de faire travailler la recherche universitaire sur les programmes de résistance des matériaux, études hydrodynamiques, rendement mécanique, étude physiologique, études en biomécanique. En 2018 de plus en plus d'équipes se tournent vers les systèmes de propulsion à nageoires ou foils montrant leur efficacité en matière de rendement par rapport aux hélices traditionnelles.

Il existe un grand nombre de sous-marin à propulsion humaine utilisés lors des courses universitaires[99].

2 course biennales ont lieu aux États-Unis et en Angleterre. Quelques vaisseaux de la course se sont illustrés dans des films documentaires comme le Scubster[100],[101],[102] et Omer. (Diffusé dans l'émission Thalassa sur France 3).

Les objectifs de la recherche sont d'aboutir au travers de la propulsion musculaire, volontairement contraignante au niveau puissance, à des véhicules hybrides ou électriques performants. Ainsi il existe de rares programme civils ayant pour objectif de fournir un véhicule adapté à la recherche sous-marine (archéologie, défense, sécurité civile) tel que le Scubster[103], ou militaire comme les sous-marins humides.

Le Subo, Kayak sous-marin d' Olivier Feuillette à la particularité d'être étanche et d'utiliser une propulsion par une ailette à oscillation directionnelle[104].

Engins aériens[modifier | modifier le code]

Les engins aériens à propulsion humaine poussent à leurs limites la recherche sur la résistance des matériaux, les études aérodynamiques et le rendement mécanique.

Article détaillé : Engins aériens à propulsion humaine (en)

Ornithoptères[modifier | modifier le code]

Les ornithoptères font partie des premiers travaux que l'homme a pu réaliser pour tenter de s'envoler, la légende d'Icare commence à devenir réalité avec les premiers dessin de Leonard de Vinci et la célèbre Vis aérienne. La bio-mimètique amena la recherche scientifique à se pencher sur le travail des ailes de grandes envergures à battements; la force musculaire des bras humains s'avérera vite insuffisante par rapport à la masse des engins, les matériaux du XIXe siècle étant encore trop lourds pour permettre le vol. Certains aviateurs eurent l'idée d'utiliser la force des jambes pour produire plus de puissance. En 1891 Otto Lilienthal effectue les premiers vols planés en s'elancant d'une butte, George R.White of Stoney Brook réalisera un vol d'essai le 21 septembre 1927 à Long Island (New York, États-Unis).

  • Lippisch d'Alexander Lippisch
  • Bird de Byrn Bird
  • HPOs d'Alan Stewart
  • Pulcynamic 2
  • George R.White of Stoney Brook

  • Edward Frost

  • UTIAS Snowbird Canada

Avions[modifier | modifier le code]

Parmi les aéronefs les plus renommés :

Robert Peugeot Organise à partir de 1912 les concours d'aviettes ayant pour but de faire décoller un velo munis d'une hélice et d'ailes. Le premier concours était doté d'un prix pour le premier qui réussirait à décoller sur 10 mètres[105]. Il fut ramené à 10cm sur 1 mètres de longeur par faute d'exploit en 1913. et il faudra attendre 1924 avec Gabriel Poulain qui remportera un prix en remportant l'épreuve des 10 mètres d'envol[106].

  • L'aviette de Maurice Hurel, l'un des fondateurs de l'URVAM (Union pour la Réalisation du Vol Athlétique ou Minimotorisé), il réussira un vol de 400 m en 1973 au Bourget.
  • Gossamer Condor
  • Gossamer Albatross
  • Daedalus
  • La France compte 6 aéronefs dont le dernier en activité ; Le Japon 25 aéronefs; Le Royaume Uni 23 ; Les États-Unis 32 ; Russie 2 ; La Suisse 2 ; L'Afrique du Sud 1 , l'Italie 5, l'Allemagne 8, Chine 1, Canada 2, Autriche 2, Belgique 1, Pays-Bas 2, Nouvelle-Zélande 2, Pologne 2, Écosse 1, Singapour 1

Une liste des nombreux aéronefs à propulsion humaine existe sur Wikipédia en : en:List of human-powered aircraft

Ballons dirigeables[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Zeppy.

Ballon à pédales[modifier | modifier le code]

Ballon à rames ou ailes battantes[modifier | modifier le code]

  • Embryo de Konstantin Danilewsky[112]
  • Pilstrôm de Konstantin Danilewsky.
  • Orichka de Konstantin Danilewsky
  • L'Aéroplume à ailes battantes, conçu et piloté par Jean-pierre David[113] .
  • Aeroplume

Hélicoptères[modifier | modifier le code]

En 2018, il existe 6 machines de recherche universitaire. Un hélicoptère japonais, 4 américains et un canadien qui a remporté le prix Sikorsky.

Les objectifs sont de travailler sur les programmes de recherches liés à la sustentation par faible puissance, recherche sur les hélices, résistance des matériaux.

Le Auckland Weekly news du 3 juin 1909 relate d'un projet de Sir George Grey, le sky cycle[114].

Article détaillé : [[Hélicoptères à propulsion humaine (en)]].

Autres engins[modifier | modifier le code]

Les frères Paul et Hansen Hoepner travaillent depuis 2017 sur un projet de véhicule amphibie pour traverser l'Alaska[115].

Naissance du transport vertical proposé et inventé par l'architecte Elena Larriba, qui crée le Vycle, un élévateur propulsé par pédalage pour répondre à un besoin inexsitant[116].

Experimentations[modifier | modifier le code]

Le VPH est source d'expérimentations permettant des réflexions sur nos comportements ou celui de notre cerveau.

Le vélo à direction inversée est surprenant et oblige le cycliste à faire travailler son cerveau et l'éduquer pour arriver à contrôler le Vélo[117]. Le Halfbike remet aussi en question l'éducation du cerveau à se libérer d'un apprentissage spécifique à la bicyclette et son équilibre. Le halfbike n'ayant pas de direction, celle-ci est assurée uniquement par le déplacement du centre de gravité du pilote. Les draisiennes pour enfants ont montré qu'il était possible d'éduquer l'enfant à pratiquer le vélo sans petites roues par apprentissage du cerveau, dans un premier temps, à l'équilibre de l'enfant sur la draisienne, l'apprentissage de la propulsion par pédalage se faisant ensuite plus faiclement. Cette expérimentation est à l'origine du succès commercial des draisiennes pour enfants.

Notes et références[modifier | modifier le code]

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Voir aussi[modifier | modifier le code]

Constructeurs[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]