Analyse du moteur électrique du quadrofoil

Seulement 100 kilogrammes, tout électrique et avec des vitesses allant jusqu'à 40 km/h ; la société high-tech Quadrofoil veut révolutionner la science nautique avec ce qui est considéré comme le premier "super véhicule nautique" entièrement électrique. Les ingrédients techniques de ce projet sont réunis, en effet, à partir d’une vitesse de 12 km/h, la portance des quatre ailes du bateau super sport est suffisante pour sortir la coque de l’eau, le tirant d’eau est alors réduit à 15 centimètres - et l’hydroptère devient encore plus agile. En d’autres termes, alors que les bateaux ordinaires ont une trainée importante, , le Quadrofoil déjauge, ce qui réduit fortement la trainée, et seule la résistance à l’air de l’hydrofoil doit être compensée.

Les deux moteurs de 4,5 kW ou 5,5 kW offre une expérience de conduite extrêmement silencieuse - les bateaux sont chargés en trois à quatre heures. Un système intuitif de gestion des batteries surveille les performances de chaque cellule. En raison de la diminution rapide de la résistance à l'eau, la puissance du moteur peut être réduite tout en maintenant sa vitesse élevée. Ce défi a nécessité l’adaptation et la validation du groupe motopropulseur.

Les technologies de mesure de Dewesoft interviennent ici : les composants DC et AC du groupe motopropulseur Q2 ont été mesurés afin de déterminer l’efficacité et la qualité de la conversion de puissance de l’alimentation électrique du moteur. De plus, la position, la vitesse, l'accélération et l'assiette du navire ont été mesurées à l'aide d'une centrale inertielle (IMU), un instrument électronique capable d’intégrer les mouvements d’un véhicule pour estimer son orientation, sa vitesse linéaire et sa position. Deux caméras ont été utilisées pour visualiser et estimer la quantité d’eau déplacée par les hydrofoils au cours des essais. Les équipements suivants ont été utilisés pour la mesure : une unité d'alimentation (SIRIUSi-PWR-MCTS2), un système d'acquisition de données (SIRIUSi-HS-4xHV-4xLV), un pack batterie (DS-BP2i), quatre pinces ampèremétriques (DS- CLAMP-500DCS), une centrale inertielle (DS-IMU2), deux caméras et un ordinateur portable sur lequel est installé Dewesoft X3. 

Le mode opératoire était le suivant : d’abord, les pinces ampèremétriques ont été installées sur les lignes d’alimentation allant de la batterie au convertisseur - et également du côté alternatif au moteur. Opération délicate étant donné l'espace restreint sous le capot du moteur, il a fallu enlever le capot complètement et recouvrir le tout d'un film hermétique pour protéger les composants électroniques des projections d'eau. Ensuite, la centrale inertielle (IMU), a été montée aussi près que possible du centre de gravité du navire et les deux antennes GPS associées ont été installées, l’une à l’arrière et l’autre à l’avant du navire. Une caméra était placée sur le côté du véhicule et regardait l’hydrofoil arrière gauche, tandis que la seconde caméra était montée en hauteur au-dessus du navire permettant de voir ainsi l'avant du bateau. Le pack batterie, l’alimentation des pinces ampèremétriques, le SIRIUS HS et l’ordinateur portable ont été placés sur la banquette arrière, reliés les uns aux autres et protégés des projections d’eau par un sac étanche. Enfin, l’équipe Quadrofoil a mis le bateau à l’eau : les premiers essais ont été réalisés en effectuant des glissades dans différentes positions.

Les données acquises ont montré que le bateau devait atteindre une vitesse d’environ 10 à 12 km/h pour que la coque sorte de l'eau, ce qui nécessite une puissance de 13 à 14 kW. Une fois sortie de l’eau, la puissance requise pour naviguer à des vitesses de croisière comprises entre 24 et 30 km/h n’est que d’environ 8 à 10 kW. L'efficacité du convertisseur est comprise entre 95 et 99% tout au long de la mesure. Une indication claire que l'onduleur est véritablement performant, ce qui signifie qu’il y a plus d'énergie disponible pour le variateur et que les besoins en refroidissement sont faibles, permettant ainsi une solution de refroidissement plus compacte et plus économique.