CTES 2023/2024 P34
Première partie : Définition du projet
Partie à compléter avant le 13 septembre 2023
Généralités
Titre du projet : PolyTruck
Nom de l'équipe et photo
Nom de l'équipe : TruckTeam
Membres de l'équipe
Merci de ne pas mettre votre nom, ce document est visible de tous !
- Nathan Méca
- Louis Méca
- Clara GC
- Lou GC
- Xavier GBA
- Youssra 2IA
- Estelle IS
Description-résumé (20 lignes max)
L'utilisation des poids lourds représente en France environ 7% des émissions de gaz à effet de serre.
C'est pourquoi il est primordial de proposer une solution permettant de réduire la distance qu'ils parcourent en utilisant des énergies fossiles.
Notre idée consiste à installer sur la voie de droite des autoroutes une caténaire. Cela permettrait de rapprocher le fonctionnement des poids lourds de celui des trains en utilisant l'énergie électrique pour parcourir la majorité de leur trajet.
Pour cela, il doivent subir des adaptations.
Premièrement, il faut leur installer un moteur électrique afin de les rendre hybrides sans pour autant utiliser des batteries lourdes et polluantes.
Enfin, il faut installer un système de pantographe amovible sur le toit de la cabine permettant de récupérer l'électricité des caténaires.
Les poids lourds ainsi modifiés utiliseraient les énergies fossiles uniquement sur les portions hors autoroute comme les trajets vers les entrepôts par exemple.
Organisation de l'équipe & Rédaction du concept
Répartition des rôles et charte de travail
La composition de l’équipe :
- Chef de projet : Louis
- Équipe technique : Clara et Nathan
- Équipe Business Plan : Xavier et Lou
- Équipe communication : Youssra et Estelle
La charte de travail :
- Les valeurs de l’équipe
Notre équipe repose sur différentes valeurs telles que la bienveillance, le respect, l'écoute ainsi que le dynamisme.
- Les modes de fonctionnement/ organisation
Nous fonctionnons avec des brainstormings en présentiels lors des heures prévues à cet effet. Nous utilisons aussi WhatsApp afin de communiquer entre nous et transmettre diverses informations.
- Les droits de chaque participant
Dans notre groupe, nous avons le droit de proposer toutes sortes d'idées même les plus farfelues car elles permettent d'en faire émerger des plus concrètes. Chaque membre peut évidemment également prendre des initiatives ainsi que demander de l'aide et des conseils.
- Les devoirs de chaque participant
Chaque participant se doit d'être sérieux ainsi que de communiquer dans le respect.
- La performance
Nous pouvons considérer avoir bien travaillé ensemble si notre projet présente une réelle plus value écologique sur le mode de transport routier que nous connaissons actuellement.
Déposer votre charte au format PDF ici.
Description des grandes lignes
Économie du projet
- Clients et bénéficiaires
Les entreprises de livraison de marchandises qui utilisent des camions à moteur thermique.
- Modèle économique Le projet serait financé par l'Etat. La réhabilitation de 150km de voie d'autoroute et l'installation de la caténaire est estimée aux alentours de 580 millions d'euros. L'Etat utiliserait 6.6% des 64% des revenus du péage (26% de ces revenus concernent la construction et de la modernisation du réseau et 38% concernent les impôts et les taxes). Ces 6.6% correspondraient à 330 millions d'euros de financement. Les 250 millions restants proviendraient du budget écologique que l'UE fournirait à l'Etat français (cette somme correspond à 0.73% du budget). Le projet serait amorti au bout de 30 ans, avec un prix de vente du kW/h à 0.35 euros au lieu de 0.2276 euros. La conversion d'un camion thermique en un camion doté d'un moteur électrique et d'un pantographe est estimé à 30 000 euros au frais du client. Cet investissement serait amorti au bout d'un an, grâce à l'économie réalisée sur le carburant.
- Moyens humains et matériels à réunir Il est nécessaire de mettre en place une caténaire (câbles, poteaux, fils électrique), et d'une main d'oeuvre nombreuse et qualifiée. Enfin, la mise en place des transformateurs à proximité de la caténaire est essentielle. De plus, si le lieu de production d'électricité est à proximité du transformateur, cela serait idéal afin d'éviter des pertes.
Positionnement par rapport à deux concurrents
- Analyse du premier concurrent
Notre premier concurrent est Siemens, un conglomérat allemand spécialisé dans les secteurs de l'énergie, de la santé, de l'industrie et du bâtiment à cause de leurs installations eHighway en Allemagne, en Suède et aux Etats Unis.
- Analyse du second concurrent
Notre second concurrent est Kuehne+Nagel, l’un des leaders internationaux du transport et de la logistique car ils utilisent des camions électriques afin de transporter des marchandises.
- Notre différenciation
La différence majeure de notre projet est le fait de se passer totalement de batteries pour l'alimentation du moteur électrique. Les batteries représentent la source de pollution principale des véhicules électriques que nous connaissons aujourd'hui, notamment à cause des matériaux polluants nécessaires à leur construction mais également à cause de leur poids qui contribue à réduire leur autonomie.
Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé
- Description de l'utilisateur type
Un salarié dans une entreprise de livraison utilisant des camions thermiques est soucieux de diminuer l'empreinte carbone de son métier. Il rencontre un chargé de communication de notre entreprise qui lui explique comment le Polytruck fonctionne. Le salarié est séduit par le fait d'utiliser de l'énergie électrique sans utiliser de batteries polluantes mais se pose des questions sur les changements que cela implique dans son travail personnel. Le chargé de communication lui explique donc la procédure de mise en œuvre du Polytruck :
"Le conducteur roulant sur la voie de droite, arrive à hauteur de la caténaire et se place bien au milieu de la voie. Une fois en position, le conducteur appuie sur un bouton afin d'activer le pantographe qui se déploie et vient en contact de la caténaire. Le moteur électrique se met ensuite en marche. Afin que la transition soit la plus douce possible, l'apport de puissance fourni par le moteur électrique augmente proportionnellement à la diminution de puissance apporté par le moteur thermique. Le moteur thermique se coupe dès lors que la puissance apportée par le moteur électrique est suffisante au maintient de la vitesse que le véhicule avait avant la transition. Le véhicule roule ensuite grâce à l'apport électrique de la caténaire.
Environ 1km avant la sortie empruntée par le conducteur ou avant la fin de la voie équipée de caténaires, le conducteur remet en marche son moteur thermique, coupe le moteur électrique et rabaisse ensuite son pantographe."
Le salarié, séduit, décide d'en parler à sa direction, qui prend la décision d'adapter les camions qu'ils possèdent pour qu'ils puissent utiliser le système.
- Scénario d'utilisation du produit
Vous résumerez votre scénario par la photo d'un strip (dessins plus texte) de quelques cases.
Réponse à la question difficile
- Question : Comment allez vous trouver les fonds pour financer votre projet ?
- Votre réponse argumentée :
- Le projet serait financé par l'Etat. Le coût pour la réalisation cette mise en place est estimé à 580 millions d'euros sur une portion de route d'environ 200 kilomètres. 330 millions d'euros proviendraient du budget autoroutes françaises. Chaque année, les compagnies d'autoroutes doivent payer les subventions qu'ils doivent à l'Etat pour pouvoir continuer à exercer leurs influences sur les autoroutes. Ce prélèvement représente 6,6% du budget impôt et construction. Pour pouvoir compléter la somme qui est nécessaire à la réalisation du projet. Une aide de l'Union européenne est envisageable. Chaque année, l'Etat français perçoit 34 milliards d'euros pour participer à la transition écologique du pays. Ainsi, un prélèvement de 220 millions d'euros peut-être possible, et cela représenterait 0,73% du budget total.
Analyse du projet
Choix justifié du POC
Afin de montrer l'intérêt de notre solution, nous allons réaliser une maquette sur une longueur d'un mètre. Nous réaliserons une voiture miniature équipée d'un pantographe et d'un moteur électrique, qui se mettra en mouvement lors du contact entre son pantographe et une caténaire miniature constitué d'un fil de cuivre. L'objectif de cette maquette est de vérifier que les camions peuvent également utiliser de l'électricité venant de caténaires bien que leur trajectoire ne soit pas contrainte par des rails comme les trains.
Décrire ce que vous allez faire les 26 et 27 septembre
Préparation du POC
- Pantographe
- 2 barres de metal.
- Caténaire
- Fil de cuivre ;
- Poteaux en bois ;
- Pinces pour fixer les poteaux ;
- Batterie.
- Véhicule
- 4 roues ;
- Engrenage de 2 roues solide ;
- Moteur ;
- Planche de bois ;
- Fixation pour le moteur ;
- barre de transmission pour les roues.
Seconde partie : Réalisations
Partie à compléter pour le mercredi 27 septembre 2023.
Dossier technique de la preuve de concept
Compte-rendu de la réalisation du POC
Pour réaliser la maquette, l'équipe technique a du préalablement suivre une formation à la
découpe laser afin de pouvoir concevoir la maquette simplement. C'est pourquoi, les plaques
pour fixer les différents éléments sont en bois.
Pour débuter, nous avons eu besoin de la pièce maitresse de la maquette, un moteur
électrique. Il est l'élément principal de notre POC car sa taille et son fonctionnement
conditionnent la suite de notre expérience.
À la suite des dimensions que nous avons pris, nous avons réalisé à main levé la première ébauche du
plan de support des différents éléments de la maquette.
Nous avons ensuite dessiné sur Inskape la planche de support, qui mesure 8 centimètres de long pour
5 de large. Nous avons choisi ces distances arbitrairement afin d’avoir suffisamment de place pour
pouvoir positionner correctement tous nos éléments avec suffisamment d’espace.
De plus nous avons dessiné les deux supports permettant de tenir les roues dentées qui allaient
transmettre la force du moteur aux roues.
L’idée initiale était de faire fonctionner le moteur à l’aide d’un générateur en reliant ses bornes
positives et négatives de part et d’autre du fil électrique dénudé qui nous servirai de caténaire.
Cependant, les lois de l’électricité ne permettent pas un fonctionnement aussi simple. En effet, le
pantographe réalisé pour la maquette n’est constitué que de deux barres en métal formant un « T »,
et la caténaire imaginée n’était constituée que d’un fil électrique, ne garantissant donc aucun retour à
la borne négative du moteur, empêchant donc son fonctionnement.
D’ici, nous avions deux solutions :
- Se rapprocher le plus possible de la réalisation finale du projet en complexifiant la maquette.
Avec une gaine possédant deux fils électriques isolés l’un de l’autre, que nous ne devions
dénuder que par le dessous, il nous faillait, deux pantographes isolés l’un de l’autre mais
conducteurs électriquement qui allaient toucher chacun un fil séparément.
- Simplifier l’étude en conservant l’idée du pantographe en « T » et d’une caténaire composée
que d’un seul fil électrique. Cependant, le retour vers la terre s’effectuerait par le dessous, via
une plaque métallique conductrice.
Nous avons décidé de simplifier l’étude car avec un modèle aussi réduit, il est périlleux d’ajouter
autant de complexité. Cependant, à taille réelle, la réalisation d’un double pantographe et d’une
caténaire de deux fils n’est pas aussi complexe qu’en miniature.
Le retour à la terre s’effectue donc par la tresse métallique située sous la planche en bois.
Image de la maquette entièrement assemblée .
Résultats et Bilan
Le projet de faire rouler complètement la maquette n’a pas pu aboutir, le moteur choisit s’est révélé
impuissant face à la force qui lui été demandée de fournir. De plus, le système d’engrenage
nécessitant une excellente précision a souffert de quelques défauts de fonctionnement.
Cependant, même si la maquette n’a pas été capable de rouler de manière autonome grâce au
moteur, elle permet de montrer que le projet peut être viable.
Compte_rendu_realisation_POC.pdf
Business Model Canvas
=== le BMC
Le document central est le business model canvas : Notre Business Model Canvas.
Il est toutefois demandé d'ajouter quelques éléments dans les sous-sections suivantes.
Le marché
La stratégie industrielle
Les moyens (équipe, matériel, prestataires et fournisseurs)
Supports de communication
les arguments du pitch
Rédiger en une page vos principaux arguments et la stratégie sur laquelle vous ferez votre communication.
la vidéo de présentation du POC
le support de présentation pour la soutenance
Derniers documents
Partie à compléter pour le 29 septembre 2023.
Bilan Carbone
Compte rendu de votre rencontre avec le référent-école
Vous devez rédiger un compte rendu de votre rendez-vous final avec votre tuteur en vue de préparer la soutenance.