Châssis de véhicule en tubes PVC

grelinette · par **grelinette** » 22/12/13, 16:25

Bonjour à tous,

C'est dimanche, donc nouveau bricolage dominical en perspective ! :cheesy:

Voilà donc l'idée et sa genèse...

Avec la réalisation du projet de l'hippomobile hybride il a fallu trouver des solutions astucieuses pour résoudre quelques petites problèmes mécaniques. Certaines solutions me paraissent suffisamment intéressantes pour essayer de les mettre en oeuvre sur d'autres projets, notamment de véhicules hybrides...

Dans un premier temps je cherche à me construire rapidement un petit véhicule, genre kart, vélo couché, tricycle ou à 4 roues, avec un châssis très léger et juste assez solide pour faire des essais en situation.

J'ai vu une vidéo sur internet (elle doit surement être présente sur éconologie) dans laquelle est présentée la construction d'une sorte de vélo couché fait avec des tubes pvc emboités et collés.

Le résultat est bluffant de rapidité et d'efficacité ! :shock: Le bricoleur monte sur son vélo-pvc une fois terminé et part faire un tour...

(Notez qu'avant de me lancer dans la conception de la voiture hippomobile hybride grandeur nature, j'avais fait une maquette avec des petits tubes pvc en diamètre 16 et 20 mm : la maquette avait reçu le 1er prix d'un concours

).

L'idée me parait donc assez intéressante pour la reprendre et l'améliorer pour faire un véhicule grandeur nature avec des tubes pvc en diamètre 25, 32 mm ou plus.

Bref, voilà mon nouveau projet : je fabrique un châssis complet en tubes pvc (certaines parties seront quand même en bois et en métal), et après j'espère pouvoir injecter une mousse dans ce châssis tubulaire afin de le solidifier, puis je le motorise.

Il y a bien des matériaux du genre de la mousse polyuréthane expansive qui semble très simple à utiliser, mais telle quelle cette mousse n'apportera quasiment rien de mieux en solidité.

A moins de la mélanger avec des fibres comme celles qu'on mélange au béton pour augmenter sa solidité (http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits ... 50g-e41777).

Avez-vous des idées de matériaux, de mousses ou de mélanges à injecter dans le châssis qui puissent fonctionner pour cette application ?

Il faut bien sûr que cela reste léger : couler du béton fibré dans le chassis serait surement efficace en solidité, mais un peu lourd !... :mrgreen:

Ahmed · par **Ahmed** » 22/12/13, 16:51

Le tube PVC est séduisant par sa simplicité de mise en oeuvre mais n'est pas conçu pour une résistance mécanique dynamique.

Un renforcement interne, dans la mesure où cela serait possible, ne pourrait guère pallier cette fragilité originelle puisque la majeure partie serait située à proximité de la zone de fibre neutre.

Pour faire léger et solide, l'usage de tubes d'aciers* minces alliés s'impose, comme tu le verras sur les sites de constructeurs de vélos ou de karts. L'emploi de bois pour certaines parties est également jouable.

*Il ne suffit pas de choisir un acier un peu "raide", car il faut aussi qu'il soit suffisamment élastique pour résister aux contraintes structurelles.
Je m'explique: normalement, soit un acier est souple mais facile à déformer, soit il est plus dur mais cassant; il existe des nuances à hautes limites élastiques qui contournent ces limitations.

cortejuan · par **cortejuan** » 22/12/13, 18:23

Bonsoir,

J'aime bien l'idée du détournement des matériaux en particulier du tube PVC si facile à travailler.
Je pense que c'est plus solide et souple que l'on pense en général. Concernant le renforcement par injection de béton, ce n'est pas une mauvaise idée car la densité du béton(2.2) est inférieure à celle de l'aluminium (2.7) et bien fait c'est supersolide. Il existe aussi des béton allégés par remplacement du sable par des billes de polystyrène. On fait des dalles avec ce substitut quand comme chez moi, les poutres ne supporteraient pas une dalle classique. Le résultat est une matériau très souple.

Ce que je crains par contre ce sont les variations de températures,surtout sous contrainte.

Mais c'est marrant, j'ai réalisé moi-même un radeau en tube PVC, les planches ont tenu 8 ans, les tubes sont toujours là, et il a été rénové avec du composite.

Cordialement

Ahmed · par **Ahmed** » 22/12/13, 19:42

Le béton possède une grande résistance à la compression mais se comporte médiocrement en traction; c'est pourquoi, en usage structurel, il est armé par des barres d'aciers, ce qui en fait un matériau composite.

Le schéma de répartition des armatures métalliques est établi en fonction des contraintes particulières des poutres ou planchers; une extrapolation sur une structure de faible section soumise à des contraintes importantes et en tous sens me semble inadéquate.

Les bétons allégés sont réservés à des chapes ou des éléments de remplissage.

grelinette · par **grelinette** » 23/12/13, 09:53

Bonjour à tous et merci pour vos avis.

Laissez béton le béton, c'était une boutade !
Mettre du béton fibré dans le châssis tubulaire, certes cela va le consolider et abaisser le centre de gravité... mais côté mollets du cycliste, c'est sûr que ça va aussi bien durcir, surtout en montée ! :cheesy:

Plus j'y pense et plus je suis convaincu que le tube PVC est un excellent matériaux et support pour fabriquer un châssis, surtout pour un véhicule test qui n'ira pas vite et ne sera pas contraint à des forces importantes.

A mon avis, pour reprendre le commentaire de cortejuan, une solution intéressante, facile et économique serait de remplir le châssis avec un mélange résine époxy et fibres. La mise en oeuvre parait d'une simplicité enfantine.

Je suis d'ailleurs persuadé qu'il existe des applications avec ce type de mélange dans certains secteurs comme l'aéronautique.

Je vais activer mon réseau de spécialistes pour avoir des infos ! :mrgreen:

(J'habite pas loin de l'entreprise Eurocoptère à Vitrolles dans les BdR... qui sait, peut-être me soutiendraient-ils dans mon nouveau projet ?

Tiens, y aurait pas des salariés d'Eurocoptère qui viennent sur le site éconologie à tout hasard ?...
Sinon ce n'est pas grave, j'attendrai la prochaine journée portes-ouvertes de l'entreprise pour faire de l'espionnage industriel !

cortejuan · par **cortejuan** » 23/12/13, 10:14

Bonjour,

continue à réfléchir sur la solution béton, d'une part, il existe une quantité de type de béton, d'autre part, comme je l'ai dit ce n'est pas si lourd que ça. A titre d'exemple, dans les années 80 (il me semble) des navires de bonne taille ont été fabriqués en béton, ils étaient plus légers que leur équivalent en ferraille et tout aussi résistants.

En fait l'important c'est de rigidifier le tube qui possède par lui-même une très bonne résistance à la traction. La qualité, en terme de dureté du matériau remplissant le tube, ne me semble pas primordiale. Il est uniquement là pour empêcher le tube de se pincer sous l'action de contraintes perpendiculaires à sa longueur.

Une autre solution est l'introduction d'un second tube dans le premier. le second glissant sans effort dans le premier. Tu augmenteras considérablement la résistance du châssis.

le problème de la résine époxy est son coût.

Ce qui tu pourrais faire, ce sont quelques essais préliminaires, par exemple tu places un tube du bon diamètre et d'une longueur compatible avec ton projet, sur deux chevalets et tu charges le milieu en mesurant la flèche. Tu le maintien ainsi au moins une semaine pour mesurer l'augmentation de la flèche. Tu procède de même en remplissant le tube avec ce qui te semble le plus probant et tu répète les mesures.

Bonne continuation

cordialement

grelinette · par **grelinette** » 23/12/13, 10:57

Malgré le faible cout et l'extrême facilité de mise en oeuvre du béton, je reste encore sceptique !

Par contre, doubler les tubes pourrait être une solution.

Je viens d'activer mon réseau : une solution consiste à utiliser des tubes en carbon. Ce matériaux est devenu un standard très commun, donc avec pas mal de produits différents et une très bonne solidité, mais un peu cher à mon goût.
http://carbon-shop.fr/index.php?cPath=141_73
http://www.tubecarbone.com/product.php?id_product=718#

En revanche, même si l'idée d'utiliser des tubes pvc pour faire un châssis fait sourire les spécialistes, la technique d'y injecter un mélange résine + fibres semble cohérente et réalisable avec des résultats probablement intéressants et positifs... bref Yapluka !

Reste à trouver les paillettes pour le mélange : fibre de verre, carbone, alu, ... ???

Alain G · par **Alain G** » 23/12/13, 12:05

L'idéal est d'utiliser du tube de plus grand diamètre pour une plus grande rigidité par rapport au poids, y injecter de la mousse d'uréthane expansé aideras à sa solidité.

Voici un exemple de véhicule en tube PVC:

Et d'autres exemples de choses fabriqué en tube de PVC:
http://removeandreplace.com/2013/05/14/ ... creations/

A+

grelinette · par **grelinette** » 23/12/13, 12:16

Alain G a écrit :L'idéal est d'utiliser du tube de plus grand diamètre pour une plus grande rigidité par rapport au poids, y injecter de la mousse d'uréthane expansé aideras à sa solidité.

Voici un exemple de véhicule en tube PVC:

Et d'autres exemples de choses fabriqué en tube de PVC:
http://removeandreplace.com/2013/05/14/ ... creations/

A+

Génial !!!!!!! merci Alain pour ce site
En plus il y a pas mal d'exemples d'utilisations de tubes PVC très originales. Merci encore.

Forhorse · par **Forhorse** » 23/12/13, 18:58

Il existe maintenant plusieurs "variétés" de tube en PVC.
Par exemple les tube CR4 et CR8 sont beaucoup plus solide que du PVC "normal"

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