Vélo en Bambou
Contruction de velos en bambou, fibre de lin, epoxy et récup
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Sommaire
Principe du projet
On avait dans l'idée de faire deux vélos en bambou, de bonne qualité, avec le plus de matériel récupéré, tout en ayant le plus de matériaux biosourcée / renouvelable.
Time line
Vers septembre 2015 Thomas avait réfléchi à faire un vélo en bambou.
Mais ce n'est qu'en mai 2016 suite à quelques discutions avec Guillaume du projet de construction d'un moth en Bambou que le projet à pris forme, notamment sur toute les petites questions de réalisation avec le lin et l'époxy.
Après le séchage des bambous en juin on est actuellement en phase de réalisation.
Conception théorique
Qu'es ce qu'un vélo ?
Le bambou
En dehors de ça forme naturellement adaptée, c'est un herbe très résistante surtout en traction et en flexion, donc aussi adapté pour le vélo (on retrouve les caractéristiques dans la page bois)
De plus il pousse rapidement et partout, on en trouve facilement localement, gratuitement, et aucune transformation n'était nécessaire pour le mettre en forme (en dehors d'un mois de séchage).
Le lin
Le choix de la fibre de lin c'est fait rapidement puisque c'était Guillaume qui nous en fournissait, néanmoins elle est très facilement trouvable en France, pas très chère (7-8€/kg). De plus elle fait partie des fibres naturelles les plus résistantes (cf Fibres(composites))
Le choix de fibres en "cheveux" est principalement pour l'application en noeud entre les bambous, qui est très adaptée, résistant et facile à appliquer.
L'epoxy
On avait le choix entre les résines polyester et époxy.
L’expérience de Guillaume, les performances et le caractère biosourcée possible, nous a fait choisir pour l'époxy. On en trouve facilement pour 30€/kg.
Fabrication
Rassemblement des matériaux
Pour cette géométrie de vélo on à eu besoin pour 1 vélo: (les consommables seront détailler dans l
Pour le cadre
Matière première
- Bambou (les longueurs sont approximatives on a recoupé et ajusté en fonction du besoin.
- 3 gros, on des diamètres d'environs 60mm. Les longueurs sont 540mm, 540mm et 600mm
- 4 petits, de diamètres 30mm environs. Et de longueurs sont 2 de 400mm et 2 de 500
- L'époxy, donc résine + durcisseur, 1,4kg au total, largement suffisant pour les 2 vélo.
On a eu la mauvaise surprise du fournisseur lors de la commande, de devoir échanger avec une résine non biosourcée (rupture de stock o(TヘTo) ) - La fibre de lin, ici sous la forme de long cheveux, fourni gracieusement par le projet du Moth en bambou, on a eu besoin d'environs 200g pour un vélo soit environs 20m.
On a aussi récupéré sur des cadres de vieux vélos
- L'alésage du boîtier de pédalier
- Les deux pattes de fixation pour la roue arrière
- Une fourche et son alésage
- Une tige de selle et une partie du tube de selle du cadre (assez pour que la tige de selle puisse être tenue)
Consommables et équipements
- Masque de respiration, FFP3 ou particules fine/vapeurs.
- Gants latex jetables
- Support de maintien du cadre
- Balance
- Film étirable pour comprimer les jointures Lin-Epoxy
- Scotch de peintre
- Pinceaux à usage unique ...
- Spatule en bois jetable pour mélanger
- Cartons de protection
Pour le guidon
- Epoxy et consommables comme précédemment
- Fibre de lin tressée, en stock à Plateforme C
- Recup de tube de pvc diamètre 16mm
- Pompe à vide (optionnel) avec son sac et sa ventouse. Sans autres consommables (donc sans : tissu d'arrachage, tissu d'imprégnation ...).
Le reste ...
Pour le reste on est en train de voir ce que l'on peu récup et ce que l'on va acheter ou fabriquer.
Séchage du bambou
Dans un premier temps on a cassé les cloisons du bambou avec une tige métallique et un marteau. Afin que le chaume puisse sécher y compris entre deux cavités. On a récolté du bambou dans un coin perdu sur le long de l'Erdre, que l'on a fait sécher durant environ 1 mois, en grande partie sur le toit de chez Quentin, qu'il rentrait à chaque fois qu'il pleuvait.
On a ensuite du écourter le séchage, au pistolet thermique pendant une après midi.
Le fait que même avec ça le bambou n'a pas séché aussi rapidement que prévu, c'est que l'on a oublié de le poncer, pour enlever sa peau casi-imperméable.
Construction du cadre
Préparation
Ainsi Thomas a ramené son support de maintien du cadre qu'il avait fait en bois, spécialement pour la géométrie voulue des vélos.
Une bonne demi journée a servi à mettre en pièce les cadres et récupérer ce qui nous intéresse des vieux vélos à la meuleuse (dont un était retord puisque le boîtier de pédalier était coincé dans le cadre). Dans le même temps on a coupé les bambous aux dimensions prévues.
Ensuite une bonne heure a servi, à placer correctement et corriger les bambous sur le support prévu pour, ici utilisation massive de scotch de peintre.
On expliquera le choix des liaisons avec les photos...
Préparation epoxy
Pour préparer la mixture, on placera un récipient sur une balance, et on pèsera l'époxy seul, puis en ajoutant le durcisseur.
L'usage des EPI (masque de respiration et gants) sont obligatoires !
Conseil:
- Il est super important de respecter le dosage prescrit, la réaction étant exothermique, une trop forte concentration de durcisseur peu engendrer un dégagement de chaleur violent.
- Aussi on veillera à ne pas mélanger un total de plus de 80g de mélange d'un coup (environs 50g epoxy, 22g durcisseur dans mon cas), plus on mélange plus on mettra de temps à utiliser l'époxy, ce qui aura pour effet de devenir très visqueux à la fin et de ne plus pouvoir être utilisable, on ajoute aussi les facteurs d'une réaction un peu plus forte (solidification plus rapide et dégagement de chaleur plus important).
- Faire les calculs des mélanges avant, aussi calculer préalablement les concentrations en % peu faciliter le calcul.
Imprégnation des jointures
Enfin avec la préparation époxy et la fibre de lin, on a fait les liaisons les plus complètes possible (principalement en forme de 8) tout en les imprégnant d'époxy (le ratio est 2 fois le poids de fibre).
L'époxy devenant visqueux et très collant après 20min, il fallait compléter chaque liaison le plus rapidement possible.
Aussi après chaque liaison, on les a enroulées avec du film étirable, pour avoir une forme plus homogène et de meilleurs propriétés mécaniques.
On notera ici que l'utilisation d'un grand sac et de la pompe à vide était trop complexe pour un objet et son support de cette taille.
Résultat le premier cadre est fini après la 1ère journée. Le séchage se fera pendant les jours de fermetures du fablab.
Assemblage
On viendra assembler la tige de selle et le reste la prochaine fois.
Construction d'un guidon
L'idée était de mettre en forme un guidon (ici cintre de vélo de route) avec des tubes de pvc, ainsi avec un dessin et un pistolet thermique/briquet, on a mis en forme les deux extrémités courbes.
Qui sont reliées à la tige droite centrale, par des coudes.
Après avoir mis en forme le cintre avec les tubes, il faut le rigidifier avec le lin et l'époxy.
Premier essai
Pour cela on voulait enrouler simplement le tissu de lin imbibée d'époxy sur le tube central. Mais ça glisse ... Le tissu d’élargie comme une feuille de papier que l'on aurait roulée. Ensuite le passage avec la pompe à vide, n'a fait qu’aplatir toute la forme, rendant la forme inutilisable.
Deuxième essai
Ensuite un deuxième test, a été fait: on a rajouté du scotch double face sur une ligne entre la fibre et le tube pvc. Ainsi les deux étant solidaires, on peu serrer beaucoup plus facilement en fessant tourner le tube, le lin s'enroulant tout seul sur le tube. Avec un petit coup de main, et du film étirable c'est a peu près serré.
On passe ensuite dans le sac avec la pompe à vide.
La manipulation consiste à faire le vide jusqu'à ce que le tube s’aplatisse un petit peu. Ensuite on lui rend ça forme ronde en appuyant sur le sac, on attend une demi heure que l'époxy devienne plus visqueux et malléable. Après on remet un coup de vide, on reforme l'objet et on refait jusqu'à ce que l'on considère comme l'équilibre entre une bonne puissance du vide et la bonne forme voulu.
Après quelques heures de séchage dans le sac (environs 3 heures) on peut sortir la première pièce du sac.
Il reste plus qu'a faire la même chose pour toute les pièces du cadre et finir par les assemblages des pièces de la même manière.
Assemblage du vélo
Amélioration future
On prévoit de:
- Fabriquer une fourche avec une vielle fourche coupée, des tubes de pvc et le combo lin-epoxy comme pour le guidon.