Matériels agricoles à la force des mollets !

[grelinette]

Je réactualise et recadre ce sujet que j'ai ouvert en reprenant un système de récupération et de stockage d'énergie sur certains véhicules routiers abordés sur ce sujet : https://www.econologie.com/forums/post279741.html#279741.

Certes les masses et les vitesses sont d'un autre niveau, mais le principe de base (stocker l'énergie par volant d'inertie) semble fonctionner : http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8 ... C3%A9tique

Je rappelle que l'idée initiale est de construire un "mini tracteur agricole à force musculaire (mollets-vélos) pour unifier toutes les forces vives que représentent les bénévoles (plus ou moins sportifs) intervenant sur un jardin partagé !... (petit rappel : https://www.econologie.com/forums/post272754.html#272754 )

[Ahmed]

Comme l'explique Did, le volant d'inertie ne déroge en rien aux lois de la physique et ne constitue en aucune façon un dispositif "surunitaire"!
Ça n'augmentera pas d'un iota la puissance d'un appareil confronté à des frottements permanents...

[Did67]

Je vais essayer de reposer la problématique et ses contraintes / limites :

a) il s'agit de faire pédaler x personnes, pendant un temps variable, pour ensuite "biner" ou "labourer" une pièce de jardin...

- savoir qu'une personne lambda développe environ 100 W, effort que selon son entrainement elle pourra soutenir de quelques minutes à une demi-heure / une heure...

[à titre d'info, les coureurs du Tour de France, dans l'Alpes d'Huez, plafonnent aux environs de 400 W]

A titre de repère, un "motoculteur" basique, c'est 2 à 3 kW (soit 2 000 à 3 000 W ; donc 20 à 30 personnes.

2) Contrairement aux TER / métro qui sans cesse freinent / accélèrent, donc "récupèrent" de l'énergie / consomment de l'énergie, l'acte de biner / sarcler / labourer exige un effort assez constant (qui dépend simplement de la dureté du sol, de la profondeur, d'obstacles - pour un appareil donné).

Comme la charrue ne va jamais "pousser", mais toujours se faire "tirer", cela "limite" l'intérêt d'un système de stockage de l'énergie... Autant adapter l'effort de ceux qui pédalent à la demande de l'appareil...

3) Cependant, un "lissage" (notamment pour passer un obstacle) peut être utile.

Mais il faut alors peser le "gain" d'un coté et les pertes (permanentes) de l'autre...

Je ne suis pas certain que le bilan soit favorable.

4) Reste la situation où des gens sont près à pédaler pour "stocker", sans travail du sol. Et que cette énergie soit utilisée plus tard...

J'avoue ne pas savoir chiffrer l'énergie qu'il faut pour labourer tant et tant de m². A voir les consommations des tracteurs, c'est important.

On pet trouver des ordres de grandeur tel que 1 l de carburant pour 1 ha et par cm de profondeur.

Soit 10 kWh / ha / cm. Pour 20 cm de profondeur, 200 kWh / ha. Ou 2 kWh par are (100 m²).

Prenons ce chiffre.

Il correspond à 20 personnes pédalant pendant 1 heure (à fond).

5) Reste la question du stockage.

Dans les systèmes simples, il y a :

- faire monter une masse (bloc de béton) ; en utilisant une poulie, la descente permet de récupérer de l'énergie ; les pertes, c'est les frottements...

On peut calculer assez facilement quelle masse soulever, sur quelle hauteur...

Avantage : peut s'autoconstruire ;

Inconvénient : attention aux multiples dangers : cables qui cassent ou déraillent, aire sous la masse, etc... Sera assez encombrant

- stockage électrique : les vélos sont des vélos de type "salle de muscu", avec un alternateur électrique ; on charge des batteries ; on utilise des moteurs électriques lors du labour...

Là aussi, les capacités des batteries sont connues. Cela se calcule aisément...

Mais les batteries commencent à couter !

Avantage : peut se combiner avec des panneaux solaires ! Au moment du labour (consommation d'électricité), on peut combiner 3 sources : les volontaires qui pédalent et qui alimentent en direct + solaire + déstockage...

Inconvénient : une régulation pas si simple, si on veut que les batteries durent...

- la roue à inertie, sauf un système gigantesque, me semble sans rapport avec les quantités d'énergie nécessaire et la durée de stockage (c'est un système efficace sur les à-coups de très court terme)

Je laisse ces quelques réflexions à ce stade... D'autres vont compléter...

[Obamot]

[...] l'idée initiale est de construire un "mini tracteur agricole à force musculaire (mollets-vélos) [...] principe de base (stocker l'énergie par volant d'inertie)

Là il faudrait bien le calculer (comme le démontre le post précédent de Did67, et si tant est que ce soit possible et réaliste), parce que cela dépend également du type de sol, et que dans ce contexte, un volant d'inertie — pour être efficace et s'en sortir/progresser dans tout type de sol, devra répondre à des exigences diamétralement opposées — qui ne seront pas les mêmes pour s'en sortir des ornières d'un sol lourd et collant VS un sol sec et dur! Et donc devraient avoir une masse et une inertie relative qui différerait en conséquence, avec une démultiplication ad hoc d'un cas à l'autre (et à mon humble avis)! Donc pas si simple...

Par ailleurs, ce serait beaucoup d'efforts musculaires pour pas grand chose si c'est pour labourer, car nul ne serait nécessaire de le faire selon le type de culture envisagé (permaculture => "intégrer plutôt que séparer"). Ce serait même contreproductif, puisqu'en désordonnant les couches de terre ayant toutes des fonctions spécifiques dans la biodiversité, on désorganise le biotope qui devrait alors prendre beaucoup de temps à se reconstituer correctement dans un terrain sens dessus dessous...

[Did67]

D'un point pratico-pratique, si les deux systèmes que j'ai évoqués [soulever une masse ou stocker l'léectricité dans des batteries] se "bricollent" (avec tout de même une multitude de précautions et de calculs pour avoir quelque chose de fiable, de supportable et d'efficace), un SREC de type "Formule 1" est hors jeux ici :

- ce sont des volants "presque parfaits", tournant à des vitesses faramineuses [alimentés par un volant d'inertie capable de tourner à 40 000 tr/min pendant les phases de freinage], pour stocker un peu d'énergie dans une masse supportable, avec très peu de frottements ; a la portée d'une écurie de Formule 1, mais pas à la portée d'un bricolleur même de génie !

- avec des gens qui pédalent, rien qu'un système gérant l'accélération continue du volant [car c'est ça qui consommera l'énergie produite parv les pédaleurs !] sans grands frottements relève du casse-tête ; il faut imaginer un système qui sans frottement accélère le volant pendant une phase de pédallage disons de 10 mn, de 0 à plusieurs dizaines de milliers de tours minute... Celui qui trouve ça à 10 balles aura le prix Nobel !

Voilà pourquoi je pense que l'idée d'un volant d'inertie est morte-née dans notre situation.

[Did67]

Pour compléter :

- le dispositif de course à 40 000 tours auquel je faisais référence est indiqué pouvoir libérer l'équivalent d'un peu plus de 150 chevaux supplémentaires pendant 6 à 8 secondes

Voir "SREC en endurance" dans : http://fr.wikipedia.org/wiki/Système_de ... _cinétique

- je vous épargne les calculs, mais si je ne me suis pas trompé, cela ferait un stockage de 0,2 kWh ;

- ce qui ferait l'équivalent de l'énergie contenue dans environ 0,02 l de gazole (avec un rendement de 1) [soit 2 cl, soit un verre à eau de vie]

- pour reprendre mon motoculteur, cela ferait le travail dégagé par 6 mn de fonctionnement de mon motoculteur de 2 kW...

Pour combien de millions ??? Ah, c'est pas dit !

[ou je pense avoir démontré que la course automobile, c'est des caprices de gens qui ne comptent pas !]

[Did67]

Allez, allons au bout !

Quelle masse de béton faudrait-il soulever de 10 m pour que sa chute libère la même quantité d'énergie que ce super-bidulle à plusieurs millions (sans doute) ????

Toujours sous réserve d'erreur de calcul [je griffonne ça sur un post-it et il y a un peu de salade d'unités, comme d'hab !] : la réponse est 7,2 tonnes...

Allez, c'est à la louche, un bloc de 3 m3 de béton.

Soit, pour les béotiens, c'est un cube de béton d'un peu de moins de 1,5 m d'arrête... A la portée de n'importe quel bricolleur même moyen !

[Gaston]

On trouve aussi des dispositifs de stockage à inertie pour réaliser des alimentations secourues.

Leur spécialité est de pouvoir fournir de très fortes puissances (plusieurs centaines de kW) , mais pendant une durée très courte (quelques dizaines de secondes), le tout avec un très bon rendement de stockage et une maintenance réduite.

[Did67]

C'est bien pour ça que je dis qu'un tel dispositif a peu de chances d'être approprié ici : on est sur un effort très long ! Rien ne sert de faire bondir le cultivateur ou la charrue pendant quelques secondes et puis plus rien, au risque de tout casser / dévaster... Il faut, au contraire, contrôler le mouvement...

Je ne dis pas que cela n'existe pas ou n'a pas de sens d'une manière générale.

Lorsqu'au début du siècle précédent les vieux moteurs Diesel tournaien à des régimes extrêmement bas et étaient monocylindres, ils avaient une roue à inertie sur le coté (pour "alimenter" la phase de compression, en attendant explosion/détente qui relançaient le volant ; "très lent", c'était quand même quelques centaines de tours/mn).

On trouve encore aujourd'hui, partout en Afrique, des copies chinoises du légendaire Lister :

http://ecodieselcanada.com/indexed/9.jpg

De même beaucoup de machines à mouvement "va-et-vient" (presses par exemple), avaient un volant à inertie pour lisser l'effort demandé sur l'arbre moteur...

Par exemple celle-ci : http://www.tracteurtradex.fr/1w315h225_ ... 3833-1.jpg

Donc mon objet n'est pas de dire ic "cela n'existe pas", ou "cela ne marche pas" : cela marche pour un stockage d'énergie sur un temps très court, généralement en mode "lissage"...

Dans ce fil, on est sur une problématique de stockage important, long et à "maîtriser"... Comme j'ai essayé de le "cadrer" plus haut.

[Flytox]

Pour le volant d'inertie. Si vous avez déjà essayé ce genre de trompe couillon:



Les modèles ultra simplifiés (juste une sangle qui frotte à la périphérie d'un vague disque pour absorber la puissance) sont extrêmement désagréables à pédaler, on sens les points mort haut et bas , cela fait des saccades et coupe toute envie de continuer.

Les modèles dont le disque ressemble à un petit volant d'inertie sont beaucoup , beaucoup plus agréables à pédaler et permettent de soutenir un effort nettement plus longtemps. Chui pas sûr que le bon compromis soit de faire tourner le volant comme un furieux (en millier de trs /min) avec toute la technologie associée....