Esteban, la voiture solaire de Polytechnique Montréal

Le secteur des transports se trouve aujourd’hui confronté à deux problématiques majeures : la disponibilité décroissante des ressources énergétiques historiques et l’incompatibilité de celles-ci avec une vision à long terme du développement industriel, prenant en compte les enjeux environnementaux.

Notre dépendance envers les combustibles fossiles nous force à envisager d’autres types d’énergies, parmi lesquelles les énergies renouvelables. La voiture solaire nous permet de sensibiliser le public au potentiel de l’énergie solaire, souvent mise de côté notamment à cause de son coût élevé. S’il reste beaucoup de chemin à faire, il ne faut pas oublier les progrès effectués : de la première cellule solaire de Charles Fritts, en 1883, qui ne transformait que 1% de l’énergie reçue en courant, jusqu’aux cellules modernes à l’arséniure d’indium-gallium, atteignant 40% de rendement, les perspectives offertes deviennent de plus en plus réalistes.

De futurs ingénieurs conscients des enjeux environnementaux

Outre le message qu’il véhicule, le projet Esteban est également un vrai projet d’ingénierie, de conception et de fabrication qui fait le lien entre les cours de génie de l’École Polytechnique et la pratique.

Toutes les phases du projet sont assumées par les étudiants, du design préliminaire, aux essais routiers, en passant par la recherche de fonds, de fournisseurs, et la construction du véhicule. Esteban est un environnement unique où les étudiants peuvent acquérir de l’expérience, approfondir les domaines qui les intéressent, tout en apprenant des étudiants plus expérimentés.

2016-2018

Les nouveaux règlements qui seront officiels vers la fin 2016 signifient que le projet à de nouveaux défis à relever. La surface de panneaux est diminuée à 4m² au lieu de 6m². 6m² seront permis lors des périodes de recharge (matin et soir). Toute structure pour la recharge devra être comprise dans la voiture en elle-même, ce qui élimine l’utilisation des supports à panneaux solaires (« solar trackers »). Parmi les autres règlements modifiés, on y retrouve que l’utilisation de 4 roues est désormais obligatoire ainsi que la position du pilote est plus contraignante.

2014-2017

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Esteban 8 est le dernier prototype complété par le projet dévoilé le 30 mai 2016. La voiture a participé au Formula Sun Grand Prix 2016, l’American Solar Challenge 2016 et participera au Formula Sun Grand Prix 2017.

C’est le premier véhicule construit par l’équipe possédant 4 roues.

Afin de financer le projet, une campagne Indiegogo a été lancée permettant à tous de faire un don au projet pour adopter une portion de l’ensemble des cellules solaires. Grâce à votre support, nous avons amassé 2 215$. Merci à tous les donateurs!

 

Fiche technique d’Esteban 8
Général
Longueur 4.721 m (15’5″)
Largeur 1.740 m (5’8″)
Hauteur 1.063 m (3’5″)
Poids total 212 kg (467 lbs)
Vitesse 70 km/h (croisière)
110 km/h (max)
Châssis Semi-monocoque en fibre de Carbonne et Corecell
Énergie
Surface de cellules 6m2 ( 1.4 kW)
Puissance motrice maximale 3kW
Batterie 5.03 Li-Ion

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2012-2015

Le 7e prototype d’Esteban a participé au Formula Sun Grand Prix 2014, l’American Solar Challenge 2014 et le Formula Sun Grand Prix 2015.

Durant le Formula Sun Grand Prix (FSGP) 2014, l’équipe à connu un départ fulgurant en étant la 3e équipe à réussir tous les tests statiques et dynamiques se classant ainsi 3e à la ligne de départ. Cependant, une rude épreuve attendait l’équipe lors de cette première journée de course. En effet, un défaut de fabrication du moteur a empêché la voiture de rouler pendant la 2e journée de compétition, nous laissant ainsi seulement la 3e journée pour se qualifier.

Esteban VII et l’équipe sont retournés au FSGP en 2015 afin d’ajouter une course de plus à la voiture. Faisant face à de nombreuses épreuves dont une lutte constante avec la température chaude qui menaçait de déclencher les dispositifs de sécurité sur la batterie. C’est avec une bonne stratégie ainsi que les ajustements faits par l’équipe qu’après 192 tours en 3 jours que la voiture est parvenue à terminer la course. Au final, l’équipe obtient la 2e place ainsi qu’une mention pour le meilleur travail d’équipe.

Fiche technique d’Esteban VII
Général
Longueur 4950mm (16’3″)
Largeur 1750mm (5’9″)
Hauteur 970mm (3’4″)
Poids total 220kg
Vitesse 70 km/h (croisière)
110 km/h (max)
Châssis Semi-monocoque en fibre de Carbonne et Corecell
Énergie
Surface de cellules 6m2
Puissance motrice maximale 3kW
Batterie 3.2kW*h Li-Ion

2011-2012

course

1998-2001

En 1998, un groupe d’étudiants de l’École Polytechnique de Montréal se regroupent afin de donner naissance à une société technique de véhicule solaire. Inspiré par les dessins animés « Les cités d’or » , l’équipe baptise le projet sous le nom Esteban, l’enfant du soleil. Ils travaillent pendant quatre ans pour produire le premier prototype de voiture solaire de l’École Polytechnique de Montréal, Esteban I.

Cette voiture participe aux qualifications pour l’American Solar Challenge en juillet 2001, mais ne réussit malheureusement pas à compléter les tours nécessaires afin de s’assurer une place sur la ligne de départ, pour cause de problèmes électriques.

Qu’à cela ne tienne, ce n’était pas la fin du projet pour autant. Dès la rentrée scolaire, en septembre 2001, les membres du comité ont recruté des nouveaux membres afin de préparer le deuxième prototype, Esteban II.

Fiche technique d’Esteban I
Dimensions
Longueur totale 5970mm (19’7″)
Largeur totale 1950mm (6’5″)
Hauteur totale (à partir du sol) 970mm (3’2″)
Hauteur sous la coque (niveau cockpit) 716mm (2’4″)
Hauteur sous la coque (niveau queue) 100mm (4″)
Coefficient de trainée théorique 0.05463
Poids total 300kg
Énergie
Surface de cellules 8m2
Puissance théorique maximale 1250W
Efficacité 16,2%
Batterie 5000W*h

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2001-2003

En septembre 2001, de nouveaux étudiants s’engagent à assurer la continuité du projet ambitieux et débutent la conception du futur véhicule, Esteban II. La première année permet la révision complète du profil aérodynamique, des composantes mécaniques et électriques de la voiture et d’en faire la conception par ordinateur. La deuxième année sert à la construction, la recherche de partenaires et à la préparation de la course ASC 2003. L’équipe d’Esteban II a également renforcé ses positions face aux énergie alternatives en participant à différents évènements et en recevant quelques prix et distinctions.

L’American Solar Challenge 2003 avait lieu en juillet 2003, et encore une fois, l’équipe n’a pu se qualifier pour la course. La voiture était jugée trop instable pour prendre la route pour 3700 km.

Encore une fois, cela n’annonçait pas la fin du projet, mais plutôt le début de deux autres années de travail acharné afin de participer à la prochaine course en juillet 2005.

Fiche technique d’Esteban II
Dimensions
Longueur totale 4900mm (16’1″)
Largeur totale 1780mm (5’10 »)
Coefficient de traînée 0,07714
Poids total 250 kg (avec pilote)
Énergie
Surface de cellules 8m2
Puissance théorique maximale 1000W
Efficacité 14,5%
Batterie 5000W*h

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2003-2005

Pendant deux ans, l’équipe d’Esteban III a poursuivi la recherche de partenaires tout en améliorant différents points de la voiture. En fait, seules la coque et la surface solaire ont été conservées d’Esteban II, alors que toute la mécanique a été redessinée et l’électrique amélioré.

L’équipe était prête et plus confiante que jamais de franchir la ligne d’arrivée de l’American Solar Challenge. C’est avec le moral au plus bas que l’équipe revint de la compétition: ils ne réussirent pas à passer les évaluations techniques. L’expérience acquise permirent de connaître un plus grand succès avec Esteban IV.

2005-2007

Après la déception d’Esteban III, l’équipe décida de recommencer la voiture du début. Tout d’abord, le corps du véhicule fut construit en aluminium tubulaire pour permettre une plus grande flexibilité au moment d’ajouter des éléments sur la voiture. La coque fut conçue par infusion à l’aide d’un moule unique d’aluminium. Par contre, durant l’infusion, un problème survint au moment de mouler la coque du dessous pour laquelle des arrondis avait été ajouté au moule dans le but d’améliorer l’aérodynamisme.

Malgré plusieurs problèmes rencontrés durant la fabrication, l’équipe ne se découragea pas pour autant et s’inscrit de nouveau au North American Solar Challenge qui devait avoir lieu en juin 2007. C’est avec une grande déception que l’équipe apprit l’annulation de la compétition. Par contre, une autre en Australie, cette fois attira leur attention et, rapidement, l’équipe décida de s’inscrire à la compétition dénommée le Panasonic World Solar Challenge. Prévoyant les coûts logistiques de cette compétition de l’autre côté de la planète, de nombreux membres se mirent à la recherche de commanditaires. S’ayant pris quelque peu en retard pour l’inscription et les démarches logistiques, l’équipe dût envoyer la voiture EstebanIV en Australie à moitié terminée. Pour l’envoi de la voiture, ils prévirent un conteneur qui serait envoyé par bateau jusqu’en Australie, le tout en plus d’un mois et demi.

Une fois là-bas, l’équipe se remit au travail pour achever la voiture à temps pour les qualifications et pouvoir enfin espérer participer à une course depuis les balbutiements de l’équipe. Lors des qualifications techniques, ils reçurent les félicitations des officiels qui furent impressionnés par le système électrique de la voiture: l’excitation était à son comble! Lors des qualifications sur piste, la voiture fut l’une des plus rapides et le test pour la distance de freinage fut la meilleure toute catégorie confondue. Après deux longues années, ce fut enfin le moment pour les membres de l’équipe d’être récompenser pour tous leurs efforts déployés. Pour la première fois, une équipe de la voiture solaire Esteban allait participer à une compétition.

De retour d’Australie, l’équipe eut droit à plusieurs semaines extrêmement chargées. Non seulement, les membres devaient rattraper leurs cours, mais aussi, plusieurs avaient des entrevues inscrites à leur calendrier. Leur quatorzième position en Australie y fut probablement pour quelque chose! Esteban IV restera gravée dans la mémoire de l’équipe comme étant celle qui a F-I-N-A-L-E-M-E-N-T réussi.

2008-2010

La nouvelle réglementation du Gobal Green Challenge (GGC) nous a obligés à changer plusieurs éléments importants sur le véhicule provenant de l’équipe d’Esteban IV. La surface de cellule solaire est passé de 8m² à 6m². De plus, le siège du pilote est maintenant positionné à 27° par rapport à la vertical. Ces deux changements font partie d’une suite de changements qui permettront aux constructeurs de concevoir une voiture qui se rapproche plus d’une voiture conventionnelle commercialisable que d’une voiture de course.