Snake bike

From Communauté de la Fabrique des Mobilités


Rouler seul.png Rouler à plusieurs.png

Fiche Contact :

Level of project development: concept, prototype
Le véhicule en résumé ! Poster Millau 2023

Model: Snake bike
Partenaire impliqué (industriel, fablab, labo...) :


Les géants to know the needs and help Snake bike. The skills the team is looking for for this vehicle are Discipline/Industrialisation, Partie prenante - Les personnes ayant les compétences recherchées par l'Equipe :ANTOINE DACREMONT, Abdourahamane, Adam Mercier, Adrien Pitois, Alain Dubois... further results

Tags: XD1, Proto1

Related challenge(s): L'extrême défi ADEME

Common produced: Arduino

Community(ies) of interest: Communauté Vélo et Mobilités Actives

Country: France

On the map:
Chargement de la carte...



Technical Elements of the Vehicle[edit source]

Vehicle type: Velo, velomobile, velobus

Vehicle category: Cyclo

Main use cases for this vehicle are :

Vehicle category: L1eA

Vitesse maxi de l'assistance (en km/h) :

Type de route utilisable route goudronnée

Number of people: 1

Number of rear wheel: 2

Number of front wheel: 1

Total mass of the vehicle (kg) : 30

Mass of Battery (kg) :

Consumption at 25km/h (Wh/km) :

Consumption at 45 km/h if concerned (Wh/km) :

Consumption at 80 km/h if concerned (Wh/km) :

Trunk/load volume: 0

Drive type: autre

Transmission type: chaine

Steering type: bras leviers

Type of braking: disque

Chassis materials: acier

Type of assembly: soude, boulonne

Autonomie visée (km) :

Puissance (en W) :

Tension batterie (Volt) :

Ampère.heure Batterie (A.H) :


Response file to the eXtreme Challenge[edit source]

Describe here your answer on 2 of the 6 parts (Vehicle, Energetics) by providing new informations continuously.
The 4 other parts (Narrative, ecosystem, economic and feedback) are to be detailed in your Team sheet: Les géants

=Le Snake-bike=

Le Snake-bike est un véhicule simple et compact. Ses principales caractéristiques sont de pouvoir se fabriquer soi-même à peu de frais et de pouvoir se chaîner à plusieurs pour rouler ensemble.

Ensemble on va plus vite, ensemble on va plus loin !

Caractéristiques

  • Matériaux :
    • Acier (cadre) ou aluminium (pour ceux qui savent le souder oO).
    • Kit d'adaptation tricycle en acier.
    • Éléments de cycle standards :
      • freins à disque (arrière) ;
      • frein V-brake (avant) ;
      • fourche avant de vélo 16 pouces ;
      • dérailleur intégré type Shimano Nexus.
    • Textile (siège).
  • Poids : 23 kg à vide (dans sa version sans lumière ni coque).
  • Statut : Prototype.
  • Fin de vie : le cadre est en acier, sans matière ajoutée, facile à refondre. Le reste est composé de pièces de cycle démontables et réutilisables.
  • Prix : moins de 1000€ en auto-construction.
  • Ouverture : entièrement open source (https://github.com/suipotryot/Snake-bike/)

Vidéos

Conception - idée directrice

Comme nous l'avions préparé pendant la phase d'idéation, le constat à l'origine de la réflexion autour du Snake-bike (et même avant de penser à ce concept précis) est d'une part que l'omniprésence de la voiture est catastrophique alors qu'il est très complexe de transformer les usages ; et, d'autre part, qu'il existe déjà de nombreuses mobilités dites douces qui, malgré leur diversité incroyable, ne semblent pas faire concurrence à cette chère automobile.

De ces deux postulats, le Snake-bike est né avec trois contraintes majeures :

  • Être visible et, donc, donner un sentiment de sécurité.
  • Être simple et, donc, peu cher.
  • Pouvoir rouleur seul ou à plusieurs.

La sécurité avant tout

Au-delà de la sécurité, c'est surtout le sentiment de sécurité qui importe pour les usagers. Lorsqu'on fait tester des vélomobiles, les utilisateurs sont rapidement conquis par le confort, la protection et la performance. Mais ils ne s'imaginent pas sur route, à 50 cm du sol, entourés de véhicules de plus en plus haut dans leur course à la "Hummer-isation". Ils doutent à juste titre que les pilotes les percevrons.

Le Snake bike de base, sans coque.
Le Snake bike dans sa version 10 : La Couleuvre.


Le Snake-bike propose donc cette posture haute, un peu plus haut qu'une chaise standard, qui donne à son conducteur une certaine hauteur. Celle-ci assure la visibilité du pilote et la visibilité par rapport aux autres usagers de la route.

Une autre priorité était la stabilité. Sur ses trois roues, il n'y a pas besoin d'avoir d'équilibre particulier, même à l'arrêt. Néanmoins, dans sa version 10 (Couleuvre), le Snake-bike montre une tendance à basculer dans certains virage si on l'utilise en solo (non chaîné à d'autres Snake-bikes). Une problématique en réflexion.

Mais pas à n'importe quel prix

"La perfection est atteinte, non pas lorsqu'il n'y a plus rien à ajouter, mais lorsqu'il n'y a plus rien à retirer."

Antoine de Saint-Exupéry

Le Snake-bike se veut minimaliste et compact. Il se compose d'un cadre acier soudé relativement simple, que n'importe quel soudeur pourra rapidement réaliser à partir de tubes aux dimensions standards.

Cadre complet du Snake-bike

La fabrication de ce cadre prend moins d'une journée pour un soudeur débutant et coûte moins de 100€ de matériel. Tous les autres éléments qui composent le véhicule sont des pièces standards de cycle que l'on peut trouver sur internet.

Cette simplicité nous permet d'avoir un véhicule au prix d'environ 1000€, si l'on achète toutes les pièces neuves et plein pot. En étant patient et attentif, il est possible de réduire cette facture de 300€ facilement. Les pièces spécifiques que l'on peut difficilement trouver autrement que neuves sont :

  • le cadre, bien sûr ;
  • le kit de conversion pour tricycle ;
  • la poignée de frein double ;
  • le Nexus.

Tout le reste peut être trouvé d'occasion ou sur d'anciens vélos. La liste exhaustive de toutes les pièces ainsi que leurs prix se trouve ici : https://docs.google.com/spreadsheets/d/1CKaLuq78rBgvzJ_kv-UIx1UFvwJJWO-8kwxw3XelI1E/edit?usp=drive_link

Serpents à la chaîne

GIF animé d'une partie de Snake sur Nokia 3310
Comme dans le jeu Snake, le Snake-bike s'agrandit à chaque rencontre.
Enfin, une fois remplies ces différentes contraintes, notre volonté principale était de faire un véhicule modulaire, voir LE véhicule modulaire. Cela signifie qu'un Snake-bike est à la fois un véhicule personnel auto suffisant, mais qu'il peut aussi être une partie d'un véhicule plus grand. Dans les faits, cela se traduit par l'interopérabilité entre plusieurs Snake-bikes.

Après plusieurs tests à base de rotules et de systèmes de remorque de vélo, nous avons fini par à nouveau simplifier au maximum et prendre ce qui existe et fonctionne déjà très bien : la boule de remorquage utilisée dans l'automobile.

Le fait qu'elle soit déjà largement répandue fait qu'elle se trouve à faible prix et que sa fiabilité a été largement éprouvée. Qui plus est, bien que ce ne soit pas un objectif en sois, peut-être qu'une mise en remorque derrière une voiture sera envisageable à long terme. Ceci est encore théorique, mais il faut toujours rêver ;).

Cette méthode permet de chaîner deux Snake-bike en quelques secondes : saisir le premier par son boîtier d'attelage (une poignée bien pratique pour manipuler le véhicule en toute circonstances d'ailleurs) et, d'un coup prompt et précis, l'accrocher sur le boule d'attelage de celui de devant. Vérifier que ça tienne bien et en route !

Dans un second temps, nous travaillons sur un branchement électrique avec des prises de remorques (toujours dans un souci d'usage des standards et d'économies) qui permettra, en un branchement rapide supplémentaire, d'obtenir toutes les synchronisations nécessaires (à savoir communication, freinage et lumières).

Pour le moment, nous avons testé une chaîne maximale de 3 véhicules. L’agrandissement de la chaîne dépendra de la fabrication de plus de prototypes et, surtout, de la réalisation du système de freinage électronique distribué (voir section "Prochaines étapes").

Prochaines étapes

Actuellement, le Snake-bike en est encore dans sa version épurée : il n'a ni lumières, ni coque, ni système interactif entre Snake-bikes d'une même chaîne. La recherche prioritaire d'un véhicule compact, économique et "chaînable" nous a pris l'ensemble de la saison Prototype 2024, avec un nombre bien trop grands de pré-prototypes échoués qui nous ont beaucoup appris à chaque fois.

La première priorité, maintenant que le chaînage est fonctionnel et qu'il s'avère efficace, est de réaliser un système de freinage électronique. En effet, dans le cadre de nos expérimentations se limitant à trois véhicules chaînés ensemble, les freins du premier, le conducteur, sont suffisants pour freiner l'ensemble du groupe. Mais si l'on imagine une chaîne de 5, 6 ou plus de Snake-bikes, le freinage sera catastrophique. Et même s'il fonctionnait, l'usure des freins du pilote serait très inégale.

Aussi, nous avons déjà imaginé une version enfant du Snake-bike. Celle-ci se présente sous la forme d'une charrette, avec deux enfants côtes-à-côtes ayant chacun leurs pédales. Cette version simplifiée, sans direction, pourrait être multipliée en grand nombre pour faire un bus d'enfants avec, en pilote et en queue, un adulte référent. Ainsi la dimension du bus est variable, modifiable et même divisible et cumulable en quelques secondes.

Ce système de freinage distribué s'orchestrera avec l'ensemble de l'électronique prévue, à terme, au sein d'un Snake-bike, à savoir :

  • feux stop et clignotants synchronisés pour l'ensemble de la chaîne ;
  • freinage synchronisé pour l'ensemble de la chaîne ;
  • communication entre véhicules d'une même chaîne.


La seconde étape sera de travailler sur la coque étant donnée l'importance que les usagers donnent à la protection contre la pluie et le vent. Nous gardons la conviction d'en faire une avec des matériaux extrêmement naturels, à savoir rotin, osier et papier mâché.

Documents de fabrication

Vehicle File: Rapport final.pdf
Fichier Véhicule (AAP Proto) : Fichier véhicule (AAP Proto 2024).pdf
Fichier associé au guide de montage : 
Lien vers un espace de stockage des fichiers 3D : https://drive.google.com/drive/folders/1cYZ3_CG0JC--ncFcQiy3Nc6gwsjbi_uA?usp=sharing
Partenaire impliqué (industriel, fablab, labo...) : 

[Version temporaire - Travail en cours]

Énergies Grises / Bilan matière

Structure du véhicule

Dans le cadre des éléments de vélo (roues, fourche arrière, pédalier et chaîne), le souhait est d'utiliser des pièces standards. Cela revient à peu de choses prêt à l'impact énergétique de la fabrication de deux vélos standards.

L'osier a un bilan très faible : il est produit aux Pays bas et nécessite peu de transport. Qui plus est, c'est un matériau naturel qui nécessite très peu de traitements. Son impact est donc, ici, et aux vues de la quantité utilisée, négligeable.

Partie électronique

  • batterie 12V ;
  • carte électronique Arduino UNO ;
  • module amplificateur pour envoyer le son sur l'enceinte ;
  • petite enceinte (potentiellement de récupération) ;
  • prise femelle USB pour le tableau de bord ;
  • prise femelle jack pour le tableau de bord ;
  • afficheur LCD (vitesse, niveau de batterie, batterie, musique) ;
  • commande des clignotants (boutons + LEDs) ;
  • commande des feux (boutons + LEDs) ;
  • câbles USB : 2 mètres (cerveau vers avant) et 1 mètre (cerveau vers arrière) ;
  • câble électrique : 3 mètre (cerveau - clignotant G), 3 mètre (cerveau - clignotant D), 1 mètre (cerveau - feux stops).

Fournisseurs

  • Osier et rotin : Mendel (à Apeldoorn, aux Pays bas) ou BDF Douineau (en France, à Nantes)
  • Pièces vélos : Divers.
  • Matériel électronique : difficile de trouver du made in France...
  • Batterie 12V : Ozo (Aix-en-provence, France), qui les fabriquer et les répare.

Masse estimée du véhicule

  • Structure mécanique = poids d'un vélo : ~ 20kg
  • Coque : ~ 12kg
  • Siège : ~ 3kg
  • Matériel électronique (dont batterie de 270g) : < 0.5kg


Objectif cible : < 35kg

Énergie d'utilisation

Concernant la mobilité, le véhicule ne fonctionne qu'à la force musculaire de son occupant. Il n'y a donc aucun impact énergétique sur le long terme de ce côté là. Le Snake bike fonctionne au sandwich.

La partie électronique, quant à elle, conserve néanmoins un impact, bien que léger.

Analyse de cycle de vie

Le Snake bike, à l'instar d'un vélo musculaire standard, a un impact sur l'ensemble de son cycle de vie très faible. En toute logique, il représente à la production le bilan d'à peu près deux vélos conventionnels, soit presque 200kg d'équivalent CO2. Ensuite, l'impact des déplacements n'est que celui de la batterie 12V qui alimente le petit numérique embarqué ainsi que les éclairages.
Graphiques d'analyse du cycle de vie du Snake bike
Energetics File: 

Fichier lié aux expérimentations 
Name of the pioneer to test the vehicle : 
Lister le(s) territoire(s) d'expérimentation : 
Date de disponibilité du véhicule à la location ou vente : day"day" contains an extrinsic dash or other characters that are invalid for a date interpretation.
Date Début des expérimentations : day"day" contains an extrinsic dash or other characters that are invalid for a date interpretation.


Compléments :