Une moto électrique imprimée en 3D : le futur de la mobilité ?
Préserver notre planète est aujourd’hui devenu un enjeu pour toutes les populations, conscientes qu’elles doivent développer des solutions plus respectueuses de notre environnement. Dans le secteur des transports, on observe de plus en plus d’innovations qui misent sur des énergies plus vertes – voiture, vélo ou avion, c’est une préoccupation qui touche l’ensemble de la mobilité. A l’ETH de Zurich, une équipe d’étudiants a monté un projet qui vise à changer la mobilité de demain en la rendant plus durable : baptisé ETHEC city, il a développé un prototype de moto électrique grâce à l’impression 3D. Certaines pièces ont en effet été produites sur une machine SLS de Sintratec. La moto possède notamment un ingénieux système de roues motrices permettant d’économiser de l’énergie et d’améliorer l’autonomie.
Dans le cas de ce projet de moto électrique imprimée en 3D, les technologies 3D ont surtout servi à accélérer la mise sur le marché d’une telle solution. Le responsable technique du projet ETHEC city, Tobias Oesch, étudie l’ingénierie mécanique à l’ETH Zurich. Son équipe a relevé le défi de développer un prototype de moto électrique imprimée en 3D en un an seulement – de la conception à la construction, à l’assemblage et aux tests. Tobias était motivé pour s’attaquer à l’un des principaux problèmes actuels du secteur automobile : la durabilité. Il affirme : « Les motos sont plus efficaces que les voitures ordinaires, mais nous voyons à peine des motos entièrement électriques dans nos rues – cela doit changer. »
Le boîtier à l’avant a été imprimé en 3D sur une machine SLS (crédits photo : Sintratec)
Développer une moto imprimée en 3D plus durable
Sur les motos traditionnelles, environ 80 % de l’énergie est perdue au niveau de la roue avant, ce qui conduit à des véhicules électriques avec une autonomie nettement plus courte. C’est pourquoi l’équipe de l’ETH Zurich a décidé d’intégrer un moteur électrique dans la roue avant également, afin qu’il puisse être utilisé comme générateur pour récupérer toute l’énergie du mouvement et la réintégrer dans le système. En récupérant la puissance de freinage avec un moteur à deux moyeux, il devient possible d’atteindre de plus longues distances avec une batterie plus petite, ce qui améliore considérablement l’efficacité de la moto. Pour les étudiants, le projet s’inscrit dans un contexte plus large : « Le projet ETHEC city est avant tout un prototype de recherche pour nous permettre d’étudier cette méthode de récupération et d’améliorer ainsi le secteur de l’e-mobilité à l’avenir ».
Avec un petit budget et un calendrier serré pour construire la moto, les méthodes de fabrication traditionnelles se sont vite révélées inadaptées à l’équipe, d’autant plus qu’elle n’avait besoin que d’une seule pièce et non d’un millier. L’équipe a décidé d’utiliser la stéréolithographie (SLA), le frittage laser sélectif (SLS) et la fusion laser sur lit de poudre pour imprimer en 3D plusieurs pièces de conception du boîtier mais aussi des composants structurels tels que le montage des repose-pieds. Tobias souligne les degrés de liberté que les étudiants ont acquis grâce à ces technologies : « Avec l’impression 3D, vous pouvez construire des structures plus complexes, ce qui vous donne la possibilité de combiner plusieurs fonctions en une seule pièce. » Moins de pièces entraîne une baisse des coûts mais surtout du poids – un avantage clé pour n’importe quel véhicule.
ETHEC city a été développé comme un prototype de recherche pour améliorer les futurs véhicules électriques (crédits photo : Sintratec)
Construits pour fonctionner comme des pièces d’utilisation finale, les objets imprimés en 3D devaient répondre à des exigences élevées : en plus d’être légers, ils devaient également être durables et résistants – des propriétés qu’on pourra plus facilement obtenir avec le frittage laser sélectif. Lorsque les étudiants ont commencé à chercher des partenaires, le fabricant suisse d’imprimantes 3D SLS, Sintratec, a décidé de sponsoriser plusieurs composants pour soutenir le projet. Par la suite, des pièces telles que le boîtier de l’écran ou la trappe de remplissage de carburant ont été imprimées en 3D sur la machine Sintratec S2 à l’aide de la poudre de nylon Sintratec PA12. Le boîtier à l’avant de la moto devait être suffisamment résistant pour faire face aux intempéries, assez solide pour supporter des chocs mécaniques et assez robuste pour être utilisé sans se déformer. Les composants SLS auraient satisfait à toutes ces exigences.
La trappe de remplissage imprimée en 3D (crédits photo : Sintratec)
Après avoir peint les pièces, l’équipe de l’ETH Zurich les a assemblées et a quasiment terminé son prototype. Tobias résume : « À mon avis, la technologie SLS a définitivement sa place dans le secteur automobile. Elle jouera un rôle important, notamment dans le prototypage et le développement des véhicules de l’avenir ! Un avenir de mobilité, qui, espérons-le, sera façonné par des projets comme ETHEC city. » Pour avoir plus d’informations, rendez-vous sur le site de Sintratec ICI.
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