Si vous avez déjà conduit une voiture qui avance en mode électrique, vous avez sûrement été séduit par le silence dans lequel se fait le déplacement à basse vitesse. Vous avez porté attention pour la première fois au bruit des cailloux qui se butent sur le caoutchouc des pneus, aux cliquetis des commandes du véhicule que vous actionnez. Ce sentiment de tranquillité qui est possible grâce à l’absence du bruit d’un moteur à explosion est une délivrance pour l’esprit!
En imaginant cette quiétude électrique en roulant en quad, on se plait à rêver d’entendre le bruissement de l’herbe haute qui ploie sous le véhicule et tous les bruits ambiants de la forêt. La ballade en VTT prendrait une tout autre dimension. On peut sans peine penser à se déplacer sur son territoire de chasse vers la cache sans effaroucher le gibier. Surtout, il est facile de concevoir le gain que l’activité générale du quad obtiendrait dans la résistance organisée de la population plus écologiste (ou intolérante) : fini les bruits nuisibles, fini les émanations polluantes qui asphyxient la planète! Considéré à priori comme une nuisance, le quad deviendrait désirable.
Il y a eu des essais timides ces dernières années de commercialisation d’autoquads électriques par BRP et Polaris. Leurs performances mitigées et leurs prix costauds ont plombé la réussite commerciale. Or, comme dans le monde de l’automobile, les performances des batteries font des pas de géant et la confiance du public augmente proportionnellement, de même que la désirabilité des produits. Voici deux quads électriques qui frapperont votre imaginaire.
Nikola Powersports – Nikola Zero
Nikola est une compagnie qui se distingue par la mise au point de véhicules qui utilisent les énergies nouvelles. Leur port-folio propose deux camions à hydrogène révolutionnaires qui promettent des performances ahurissantes et un autoquad qui est mû par l’électricité qui devrait être disponible au courant de la présente année.
Nikola a utilisé la recette de Tesla dans l’élaboration de son véhicule hors route en faisant le pari que plus de gens paieront le prix fort pour la (sur) performance au lieu d’un prix plus bas avec des performances limitatives. Disponibles en version biplace et quatre passagers, le Nikola Zero éblouit par les performances promises qui font la barbe aux Can Am Maverick X3 et au Polaris RZR XP turbo.
Tout d’abord, l’éternelle question en ce qui concerne les véhicules électriques : quel est l’autonomie? Selon le fabricant, avec la batterie prévue de 72 KH/h, elle variera de 160 à 320 km dépendamment du type de conduite infligée au véhicule. Et ce sera encore plus avec la nouvelle batterie de 107 kH/h qui sera disponible lors de la commercialisation.
Le Zero est muni de 4 moteurs de 400V, un par roue, ce qui assure la traction AWD. Les moteurs électriques déploient le couple maximal disponible dans le premier tour de roue. Contrairement aux véhicules à essence, le moteur n’a pas à atteindre un régime donné pour atteindre la performance maximale. Cela permet au fabricant d’annoncer une puissance maximale de 520 HP et un couple aussi haut que 476 lb-pi. À titre de comparaison, le Polaris RZR XP Turbo déploie respectivement 168 HP et 174 lb-pi. Cette puissance permettrait de propulser le Zero à 60 milles à l’heure en 3 secondes. Le Can AM Maverick X3 réalise le même exercice en 4,4 secondes.
Nikola a poussé l’efficacité de la conception dans toutes les sphères du véhicule, notamment dans les trains roulants. Tout est plus gros, plus performant que la compétition. Le débattement des suspensions avant et arrière est de 20 pouces, les pneus ont un diamètre de 32 pouces, la garde au sol est aussi haute que 14,5 pouces. Évidemment, l’habitacle n’est pas en reste. Assis dans un superbe siège, le conducteur voit se déployer devant lui un tableau de bord muni de deux écrans à cristaux liquides. Assez inhabituel dans le monde du quad.
Cette bête semble prête pour affronter le Baja 1000. Imaginez la notoriété que le fabricant retirerait d’une victoire de son bolide électrique devant tous les autres autoquads engagés. www.nikolapowersports.com
Cégep de Rivière-du-Loup – e-Outlander
Il s’agit ici d’une belle histoire qui ouvre les yeux sur ce que pourraient devenir les quads dans un avenir pas si lointain. Le département de Technologie de l’électronique industrielle du Cégep de Rivière-du-Loup n’est pas engagé dans la construction d’un missile électrique à quatre roues motrices. Dans le cadre d’une Attestation d’études collégiales (AEC) en Technologie des véhicules électriques (voir encadré plus loin), les étudiants doivent utiliser les connaissances acquises dans le programme d’études pour convertir un quad ordinaire en quad électrique. Cette année, le véhicule qui retient le plus l’attention est un Can Am Outlander Max 2013 (la cylindrée n’a plus d’importance) qui a été fourni gracieusement par BRP.
La première opération consiste à retirer les pièces qui seront inutiles une fois la conversion faite : moteur, transmission, radiateur, réservoir à essence et boite de contrôle électronique de Can Am. « Ça aurait été plus facile de garder la boite de contrôle » d’expliquer Jacques Lavoie, un des étudiants qui a réalisé la conversion « mais le code de programmation de Can Am nous est inaccessible, ce qui la rendait inutilisable ».
Après commence la conversion. Bien qu’elle ait l’air simple du premier coup d’œil, une opération complexe s’amorce. Tout d’abord, deux systèmes électriques parallèles sont mis en place. Tout d’abord, un système 12 volts pour la gestion de la boite de contrôle, de l’ordinateur et de l’éclairage du véhicule dont la batterie est placée à la place du radiateur. Le deuxième système est constitué de deux batteries 48V installées en parallèle pour alimenter le moteur électrique. « Le type de batterie qu’on utilise est au lithium fer phosphate », précise Mario Perron, l’équipier de Jacques dans le projet. « Elles sont plus stables que les lithiums-ion que tout le monde connaît donc moins dangereuses pour les incendies. En plus, elles sont plus résistantes aux cycles de recharge, acceptent une recharge plus rapide et donnent une stabilité de tension plus stable dans l’utilisation ».
Afin de gérer le tout, on installe une boite de contrôle électronique de type Arduino qui permet d’utiliser un code de programmation public (open source). Elle gère les systèmes déjà en place sur le véhicule (éclairage, en plus de contrôler la gestion des paramètres comme le torque du moteur, la gestion de la vitesse maximale (limitée à 50 km/h pour des raisons de sécurité), l’accélérateur, le relais de sécurité qui contrôle l’apport de courant au moteur. De cette façon, un enfant ne pourra faire avancer le véhicule involontairement. Aussi, on peut remarquer que le quad est muni d’un nouvel écran à cristaux liquides. « L’ancien était inutilisable, car on ne possède pas le code source pour l’activer », explique Jacques Lavoie. « Alors on en a mis un nouveau qui est contrôlé par la boite de contrôle. On s’en sert pour afficher les paramètres de fonctionnement du véhicule, comme l’état de charge des batteries ».
Le deuxième système électrique est celui qui alimente le moteur électrique. Deux batteries de 48v d’une puissance de 20 ampères, installées en parallèle assurent une autonomie d’une heure et demie à condition que le quad circule sur une surface plane et sans trop de résistance. « Il y aurait eu de la place pour mettre plus de batteries, donc plus d’autonomie ou de puissance », affirme Mario Perron, « mais on juge que c’est suffisant pour les fins académiques ». Les batteries sont branchées au moteur électrique à travers un système de gestion des batteries, dont le rôle est de contrôler le niveau de charge et de décharge, de même que l’apport d’énergie fournie par la régénération du frein moteur.
Le moteur est fixé sur le cadre à la place du moteur à essence. Il s’agit d’un moteur de 7 kWh, ce qui donne 10 HP dont le l’arbre est relié directement à l’arbre de transmission arrière du quad. Seulement les roues arrière sont entrainées par le moteur. « On aurait pu faire du travail pour faire fonctionner le transfert case », explique Mario Perron, « mais on est limité dans le temps et cela nous aurait trop retardé. Le but du cours est de fabriquer un quad qui va fonctionner avec de l’électricité et c’est ce que nous avons fait. »
Le travail de ces étudiants démontre que l’électrification d’un quad n’est plus une utopie et qu’avec les améliorations incessantes dans le monde des accumulateurs électriques, leur présence sur le terrain n’est plus si lointaine qu’on pourrait le penser. D’ailleurs BRP le pense aussi, car un des étudiants qui a réalisé le e-Outlander s’est vu offrir un stage au département de recherche et développement du constructeur. Félicitations à l’équipe pour cette solide et impressionnante réalisation!
En quoi consiste l’AEC en Technologie des véhicules électriques?
En collaboration avec le Cégep de Saint-Jérôme, le Cégep de Rivière-du-Loup offre une attestation d’études collégiales en Technologie des véhicules électriques. Il s’agit d’un cursus de 8 cours et un stage à la fin de l’AEC pour une durée totale de 675 heures de formation à l’intérieur de 6 mois.
Ce programme s’adresse aux personnes qui détiennent un diplôme d’études professionnelles ou collégiales dans une discipline liée au domaine de l’électromécanique, ou qui possèdent une formation ou une expérience jugée équivalente. Essentiellement, le programme permet aux étudiants de mettre à jour leurs connaissances et leurs habiletés en électromécanique en fonction des particularités de la filière des VÉ, d’acquérir une formation de base en électronique industrielle et d’en arriver à une compréhension en profondeur des différents systèmes de propulsion des VÉ et de leurs composantes dans le but d’assister les ingénieurs dans la conception et la fabrication de VÉ, ainsi que d’assurer l’entretien correctif et préventif des véhicules et de leurs composantes.
La conversion du quad en mode électrique est un projet intégrateur de la formation dans lequel l’étudiant, à partir de son étude technique, convertit un quad à essence en quad électrique en installant des composantes électriques et mécaniques sur le véhicule. Puis l’étudiant procédera à des essais en atelier et sur le terrain.
