Diplômé du département de génie électrique de l’INSA Lyon, Edgar Tournon est un passionné de voyages et de technique. Dans le cadre de son doctorat au laboratoire Ampère¹, il a conçu un vélo électrique hybride fonctionnant grâce à des super condensateurs. Et en guise d’expérimentation in situ finale : un Tour de France avec le peloton du Sun trip. Rencontre avec un jeune inventeur de 26 ans qui sillonne le pays depuis le 14 juillet. 

Un vélo mystérieux, fruit de trois ans de recherches
Aujourd’hui en plein essor sur le marché des modes de transports « doux », le vélo électrique standard sur batterie n’est pourtant pas encore la solution miracle au déplacement zéro carbone. En raison des problématiques de recyclage et d’obsolescence rapide qu’elles soulèvent, les batteries au lithium, dont sont équipés la majorité des deux roues électriques sont le point négatif de ce type de vélo. « L’enjeu de mon projet de thèse, intitulée ‘conception d’un vélo à architecture hybride série et à base de super condensateurs²’, était de concevoir un vélo électrique sans batterie au lithium. Pour la remplacer, j’ai utilisé des super condensateurs. Ils permettent le stockage de l’énergie de façon électrostatique, contrairement à la batterie qui stocke l’énergie chimiquement. Constitué à partir d’aluminium et de carbone, les super condensateurs peuvent stocker beaucoup d’énergie, grâce à la structure du carbone qui offre plusieurs milliers de m² de surface. Ces super condensateurs sont aussi l’avantage d’avoir une grande durée de vie tout en étant recyclables », explique le jeune chercheur. 
Pour contourner l’usage de la batterie chimique, Edgar s’est intéressé à un autre type de transmission d’énergie : l’architecture hybride série, c’est à dire que le moteur propulse les roues. Mais ici, aucun lien mécanique entre le pédalage et l’énergie : le vélo ne comporte pas de chaîne. « L’énergie fournie par le pédalage est directement stockée par les super condensateurs, ou directement injectée dans le moteur si le vélo est en situation d’effort, dans une montée par exemple. Pour apporter une seconde source d’énergie, j’y ai ajouté des panneaux solaires pour le tour de France. Ce qui nous a donné un véhicule de 45 kilos qui fonctionne uniquement à l’énergie humaine, mais qui permet de pédaler à un rythme soutenu en minimisant la fatigue », poursuit l’ingénieur INSA.  

Éduquer le marché pour les futures mobilités 
Dans le cadre de sa thèse, les recherches d’Edgar ont offert un bel éclairage sur l’architecture hybride série. Les travaux ont rapidement révélé la pertinence du développement de ce type de vélo pour l’ouverture à tous de la mobilité durable. « Nous nous sommes longuement penchés sur les problématiques liées à l’utilisateur : ressenti, parcours, cyclistes handicapés… Le confort de l’utilisateur a pris une place importante dans la conception du véhicule. L’architecture hybride série a beaucoup d’avantages sur certaines applications comme pour les vélos cargos qui transportent des charges lourdes par exemple, là où le vélo électrique standard n’est pas rentable à cause du manque de puissance de la batterie. C’est un type de vélo qui a ses chances sur le marché du véhicule doux, et d’ailleurs, j’ai cofondé la marque Ufeel, qui a pour objectif de commercialiser des vélos hybrides série. On commence à vendre un petit peu, mais tout le challenge réside dans la finalisation des produits et dans l’éducation des esprits des utilisateurs : ouvrir l’esprit des utilisateurs. Le solaire est un bon moyen de se balader sans trop d’effort, c’est vrai, mais il s’agit aussi d’aller plus loin dans son rapport à la mobilité, en abandonnant son SUV dans la vie quotidienne par exemple ! »

Programme de vacances : Tour de France à vélo
Enfant d’une famille de cyclistes, Edgar Tournon n’a pas choisi son sujet de thèse par hasard. Et pour finir de prouver la viabilité de son vélo innovant, il s’est lancé dans une course de vélos à énergie solaire. Depuis Lyon, le jeune chercheur expérimentera son vélo sur pas moins de 3 000 kilomètres. « Le Sun Trip est un véritable challenge technique qui consiste à voyager sur des vélos équipés de panneaux solaires : c’est une formidable source d’énergie électrique qui permet de franchir plusieurs kilomètres dans un effort modéré. Pour exemple, un mètre carré de panneaux solaires, c’est 250 watts et une personne qui pédale, c’est 100 watts produits : donc sur un vélo solaire électrique, vous avez l’équivalent de 2,5 personnes qui pédalent par m² de panneaux (en conditions nominales). Presque un peloton à vous tout seul ! À l’origine, le trajet était au départ de la France jusqu’à la Chine, soit environ 12 000 kilomètres, mais en raison de la crise sanitaire, le trajet a été modifié en Tour de France. J’ai déjà pédalé sur la distance France-Norvège lorsque j’étais étudiant à l’INSA Lyon, donc on peut dire que le vélo, c’est mon dada. Mais ce qui m’intéresse le plus dans le Sun Trip, c’est de promouvoir la mobilité pour tous : la doyenne de la dernière session avait 72 ans. Ce projet est une belle façon de fêter la fin de ma thèse en sillonnant la France avec le vélo que j’ai mis trois années à concevoir ! », conclut Edgar Tournon.

¹CNRS UMR5005 (Université Lyon 1/INSA Lyon/ECL) 
²Edgar Tournon a effectué sa thèse au laboratoire Ampère (Université Lyon 1, INSA Lyon, ECL) en partenariat avec l’ESTACA et l’entreprise S.T.E.E.
 

Colloque organisé par le Carnot Ingénierie@Lyon & l'action Carnot filière AirCar, les Instituts Aérospatiaux de Montréal (IAM-MAI) et l'Aerospace Cluster) dans le cadre des Entretiens Jacques Cartier 2018.

Programme : 

8h30-8h40
Mot de bienvenue :
Eric Maurincomme, Directeur, INSA Lyon.

8h40-9h00
Introduction au colloque :

• Christian Moreau, Président Instituts Aérospatiaux Montréal
• Régis Dufour, Directeur Institut Carnot Ingénierie@Lyon
• Christophe Ulrich, Président Aérospace Cluster
• Suzanne Benoit, Présidente Directrice Générale AéroMontréal

9h00-9h30
L'avènement de la propulsion électrique en aviation, un changement majeur de paradigme.
David Rancourt, Assistant professeur, Université de Sherbrooke.

9h30-10h00
IPES, Maboratoire commun avec SAFRAN : Intégration de Puissance en Environnement Sévère.
Christian Vollaire, Professeur en génie électrique, AMPERE École Centrale de Lyon.

10h00-10h30
Contraintes et solutions dans les connecteurs des équipements électroniques embarqués.
Clément Favrat, Directeur de la filiale Canada, NICOMATIC.

10h30-11h00 : pause

11h00-11h30
Les défis des caloducs pour les équipements électroniques embarqués.
Jocelyn Bonjour, Professeur, INSA Lyon.

11h30-12h00
Internet des objets et le suivi de comportement futur : technologies innovantes pour les paliers intelligents.
Yoann Hébrard, Program manager, SKF Aerospace.

12h00-12h30
AIRCAR - programme des instituts Carnot au service des PME de la filière aéronautique.
Jacques Oubrier, Aerospace business development director, ONERA.

12H30-12H45 : SYNTHÈSE

12h45-14h00 : pause déjeuner

14h00-14h30
La fabrication et l'assemblage dans l'espace
Gwenaëlle Aridon, Ingénieur R&D, Airbus Defence & space

14h30-15h00
La fabrication additive métallique : l'importance de contrôler la métallurgie sous-jacente.
Mathieu Brochu, Directeur associé de l'entreprise REGAL, Professeur agrégé et président de recherche, Université McGill.

15h00-15h30
Modélisation virtuelle des procédés de fabrication avancée.
Augustin Gakwaya, Professeur titulaire, Université Laval.

15h30-16h00 : pause 

16h00-16h30
Évolution des matériaux et Technologies pour les structures aéronautiques en matériaux composites.
Henri Girardy, Business development manager, HEXCEL.

16h30-17h00
Les verrous en conception avec la Fabrication additive : challenges et opportunités.
François Corman, Directeur de l'ingénierie de fabrication, ZODIAC Avionics.

17h00-17h30
Les liquides ioniques : une nouvelle voie prometteuse pour le développement de réseaux époxydes à hautes performances
Jean-François Gérard, Directeur adjoint scientifique, IMP INSA Lyon.

17H30 : SYNTHÈSE ET CLÔTURE

Fondateur de la jeune start-up QINTEQ, Spas Balinov met ses compétences en ingénierie au service de sa soif d’entreprendre et permet à un laboratoire d’industrialiser une nouvelle technologie.

Diplômé en 2009 du département Génie Mécanique Conception (GMC), Spas Balinov est un entrepreneur aguerri. Etudiant à l’INSA Lyon, il s’associe avec Stanislaw Ostoja-Starzewski, diplômé du département Informatique en 2008, autour du projet NovaNano. La start-up, spécialisée dans la construction de nano-satellites, est créée en 2009 avec une belle ambition : connecter le monde entier à Internet à un prix abordable.

Fort de cette expérience entrepreneuriale, Spas Balinov est à la recherche d’un nouveau projet. Il se rapproche alors de PULSALYS, société d’accélération du transfert de technologies du territoire Lyon-Saint-Etienne.

« Mon réseau était sur Lyon et j’en connaissais bien l’écosystème. PULSALYS propose à la fois un portefeuille de technologies et des solutions de financement adaptées à leur maturation. C’est un package intéressant pour un entrepreneur ».

Par l’intermédiaire de PULSALYS, l’entrepreneur rencontre ainsi le professeur Christian Vollaire et se lance dans l’industrialisation d’une invention au potentiel prometteur : une technologie de transmission d’énergie par ondes électromagnétiques pour la télé-alimentation d’appareils à distance. Le fruit de plusieurs années de recherche et développement au sein du Laboratoire AMPERE (Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie environnementale et Applications). 

« Cela faisait 10 ans que le laboratoire travaillait sur cette technologie et l’équipe de recherche souhaitait transférer les résultats à un entrepreneur » explique Spas Balinov. 

QINTEQ voit le jour en 2016. 

Après une période d’incubation auprès de PULSALYS, la start-up poursuit aujourd’hui son développement et s'assure de nouveaux clients sur le marché de la surveillance des ouvrages d’art, des structures industrielles et des sites contaminés. 

« L’intérêt de notre technologie est de diminuer les coûts d’exploitation. En supprimant les piles et les fils, on supprime la maintenance. Cela s’avère particulièrement utile pour des utilisations en environnement dangereux ou difficile d’accès pour lesquels les coûts d’intervention sont très élevés », explique Spas Balinov.  

La start-up connait déjà un certain succès : QINTEQ a été primée en juin dernier lors du challenge IoT by Ericsson (Internet des objets Connectés) à l’occasion du salon VivaTech pour sa capacité à « exploiter la 5G pour développer des applications IoT apportant un impact positif sur notre société ».