Depuis plusieurs années, ARRK sponsorise les projets de l’EPSA – Ecurie Piston Sport Auto – par la fourniture de pièces imprimées en 3D sur mesure et le partage de connaissances.
Créée en 2002, l’EPSA est une association d’élèves-ingénieurs de l’École Centrale de Lyon qui s’engage dans le championnat de course automobile international « Formula Student ». Cette compétition vise principalement à former les participants à la conception de prototypes de très haut niveau technique et à l’apprentissage de phénomènes complexes. La compétition correspond à un véritable premier pas vers le métier d’ingénieur. De nombreux concurrents entament ensuite leur carrière dans les secteurs automobile ou aéronautique.
La conception de prototypes de très haut niveau technique
L’écurie EPSA poursuit l’objectif de former les étudiants ingénieurs au travers d’un projet applicatif intégrant toutes les étapes du cycle en V de l’ingénierie. Chaque année, l’association produit un nouveau véhicule pour le Formula Student.
Les voitures sont des monoplaces de petite taille à cockpit ouvert et à roues apparentes. Les châssis sont tubulaires ou monocoques et doivent répondre à des exigences dimensionnelles strictes. Les voitures sont propulsées par un moteur thermique de 710cc maximum, comportant une bride à l’admission de 20mm de diamètre et roulant à l’essence sans plomb ou à l’E85. Une catégorie électrique est aussi présente dans les différentes compétitions.
En moyenne, les voitures pèsent entre 180 et 250kg, et sont capables de passer de 0 à 100km/h en moins de 4.5 secondes.
Le dernier véhicule en date se nomme Invictus. Il est le dernier véhicule thermique à sortir de l’écurie avant le passage à l’électrique. Sa création a commencé fin 2019. L’annulation des courses en 2020 a fait bénéficier l’équipe de temps supplémentaire pour optimiser leur conception et s’attarder sur l’aérodynamisme du véhicule. Il s’agit donc de la première monoplace Made In EPSA à arborer une lame avant et un aileron en carbone.
« Concevoir et développer un véhicule de A à Z est un exercice pédagogique très complet, très prenant et sur lequel nous prenons beaucoup de plaisir à apprendre, à expérimenter, à nous enrichir des conseils des jurys et des expériences des compétiteurs ».
Jodie RERAT (Présidente de l’écurie EPSA 2021)
L’impression 3D SLS d’une pièce automobile de grande taille
Pour le projet Invictus, ARRK est entré dans la course pour la fabrication du plenum (réserve d’air pour le moteur). Christophe, notre ingénieur commercial, a eu le plaisir d’accompagner les élèves-ingénieurs par ses recommandations de technologie, ses évaluations de faisabilité (angle, volume de la pièce) et sur la résistance des matériaux.
Sur la base des fichiers CAO et des spécifications fournis par les étudiants, la technologie d’impression 3D SLS (frittage de poudre) s’est imposée comme la solution la plus adaptée aux exigences du projet.
Avantages de l’impression 3D
L’impression 3D SLS (Selective Laser Sintering en anglais) permet en effet de fabriquer sur mesure des pièces très complexes, qui correspondent exactement aux besoins du client. La qualité des matériaux convient également à un cahier des charges exigeant : efficience, performance, endurance mécanique (chocs, accélérations), résistance (chaleur) et contraintes de coût. La qualité élevée de l’état de surface intérieur du plénum a par ailleurs permis de fortement limiter les pertes de pression.
Pour finir, ARRK n’a pas négligé le côté esthétique en livrant une pièce aboutie avec une finition peinture noire, assortie à la couleur de la carrosserie.
Un projet applicatif enrichit la formation des futurs ingénieurs
Jodie RERAT, Présidente 2021 de l’écurie EPSA, raconte :
« Notre partenariat avec ARRK nous a permis d’acquérir un sens des réalités en travaillant en étroite collaboration sur le plénum de notre véhicule. Nous avons eu l’opportunité de visiter le site de production d’ARRK en Haute-Savoie (74), de découvrir les technologies d’impression 3D et de développer une expérience concrète des contraintes industrielles. Par exemple, nous avions conçu une pièce trop grande pour une mise en production. Avec l’appui de Christophe, Ingénieur Commercial chez ARRK, nous avons trouvé la solution pour produire notre pièce en plusieurs éléments que nous avons finalement assemblés. »
En étroite collaboration avec Christophe, les étudiants ont également procédé à des cas de charge sous simulation pour valider la résistance de la pièce aux efforts auxquels il allait être soumis.
Pour ARRK, c’est une expérience pédagogique enrichissante de coacher les élèves de Centrale Lyon. Le plaisir de la transmission se nourrit de l’entrain d’un groupe engagé et avide d’apprendre.
En route vers le succès !
Finalement, la voiture Invictus d’EPSA correspondait aux critères fixés pour le projet : 205 kg, 185 km/h de vitesse de pointe, 0 à 100 en 3.9 secondes.
Mais surtout, elle a fait briller tous ses concepteurs et leurs partenaires par ses résultats exceptionnels lors des trois compétitions du Formula Student 2021.
Parmi 800 écuries ayant participé au championnat (600 en thermique, 200 en électrique), dont cinq écuries françaises, Invictus a battu de nombreux records :
– 1ère place à l’épreuve d’Accélération (parcourir 75 mètres en ligne droite le plus rapidement possible) en Allemagne, face aux meilleures équipes du monde et une première pour l’EPSA !
– 3ème à l’Accélération et 2ème à l’épreuve du Coût (calcul du coût évalué avec la plus grande pertinence) aux Pays-Bas.
– Elle a terminé l’épreuve d’Endurance (rouler 22 km en deux relais de 11 km sur le même circuit que l’autocross) en Autriche et en Allemagne et ce n’est pas une mince affaire !
Cette épreuve phare est très dure pour les équipes, car les prototypes subissent de nombreuses contraintes physiques durant les courses et de nombreux véhicules n’atteignent pas la ligne d’arrivée.
ARRK est très fier de renouveler son soutient en 2022 pour la fabrication du premier véhicule 100% électrique conçu par les étudiants de l’EPSA. Un vrai défi à relever pour ce système de propulsion novateur qui révèlera d’importants enjeux sécuritaires et scientifiques.
Leurs objectifs de performance : 0 à 100 km/h en 4 secondes et un parcours d’endurance de 35 minutes en continu, le tout avec une masse inférieure à 250 kg.
