Moyeu dynamo

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Une dynamo moyeu est un générateur électrique situé dans le moyeu d'une roue de vélo utilisé généralement pour alimenter l' éclairage d'une bicyclette. La plupart des dynamos moyeu actuelles produisent 3 watts à 6 volts, certaines allant jusqu'à 6 watts à 12 volts. Il existe quelques dynamos de 1.5W, 6 volts mais l'éclairage doit être conçu en conséquence. On peut aussi utiliser la production de la dynamo pour recharger des appareils électroniques (téléphone, tablette, etc.) à l'aide d'un régulateur adapté.

  • exemple de dynamo dans le moyeu
  • Dynamo moyeu.JPG

Définition

Les dynamos sont des alternateurs générateurs de courant et leur tension augmente avec la vitesse de rotation. La puissance indiquée est nominale à une vitesse donnée (généralement 20km/h) et peut être sensiblement plus élevée à des vitesses supérieures. Les roues plus petites tournant plus vites, elles produisent plus de puissance. Typiquement, la puissance allouée est de 2.4W pour le feu avant et 0.6W pour le feu arrière, ce qui correspond à ce qui se faisait du temps des ampoules à incandescence. Les dynamos de 1.5W n'ont pas eu de succès car leur prix et leur poids n'était pas vraiment compétitif. Ceci évolue. A terme avec le développement des éclairage à LED, ceci présente pourtant un certain intérêt pour réduire à la fois le poids et la puissance demandée au cycliste.

Historique

Les premiers modèles ont été construits par la société Sturmey-Archer dans les années 1930-1970. Bien que comparable en efficacité aux dynamo bouteilles, sa coque en acier était lourde, et la production fut arrêtée dans les années 1980.

Technique

Le courant est généré par la rotation de la roue, avec beaucoup moins de frottements que pour une dynamo bouteille. Il existe toutefois une légère résistance au roulement à vide, qui est dépendante de la qualité des modèles. Typiquement, le rendement en charge est de 50% et varie peu suivant les constructeurs, une dynamo de 3W va donc absorber 6W de puissance mécanique (à la vitesse nominale, mais la puissance augmente au delà de cette vitesse).

Le corps d'un moyeu dynamo est assemblé à partir de 2 ou 3 pièces.

Pour un freinage par disque, le disque crée un moment important entre les deux flasques du moyeu au moment du freinage et la liaison entre les pièces du corps de dynamo doit être renforcée pour résister à la torsion. Sur les moyeux SON, ceci est fait avec des créneaux qui s'emboitent.

Du fait de la variation de température et d'humidité, il y a une variation du volume d'air à l'intérieur de la dynamo et les moyeux 'respirent', ce qui fait qu'il est possible qu'il y ait de la condensation à l'intérieur. SON a créé un système de tube en spirale qui constitue en fait une chambre tampon dont le volume est supérieur à la variation de volume d'air intérieur, il n'y a donc pas introduction d'air extérieur et pas de possibilité de condensation. S'il y a condensation dans le tube, l'eau est rejetée vers l'extérieur du tube en spirale du fait de la rotation de la roue.

Quelle puissance et quel éclairement avec une dynamo 3W

L'éclairement minimal en Lux (puissance par surface) imposé par le StVzo à une distance de 10m est de 10 lux. Ceci peut être obtenu avec des ampoules à incandescence halogènes. C'est une valeur très supérieure à ce qu'on trouve en standard sur les vélos vendus en France. Il faut noter que pour une puissance donnée, plus le faisceau est large, plus l'éclairement sera faible, aussi cette exigence est un peu ambigüe. Le flux maximum à 10m que l'on peut raisonnablement avoir avec un phare sur dynamo 3W (à la vitesse de 15 km/h) est de 70 Lux pour des feux de haut de gamme. En milieu de gamme, on obtient avec des phares à LED un éclairement de 25 à 40 Lux, ce qui est une dizaine de fois supérieur aux phares de bas de gamme français.

Qualité

Il n'y a pas de différence notable de robustesse entre une dynamo de haut et de bas de gamme mais il y a une importante différence de poids. Le poids d'une dynamo de moyeu (qui remplace un moyeu simple) varie de 872g à 340g pour les plus légères. Un moyeu simple pèse aux alentours de 100g, l'ajout de poids n'est donc pas négligeable. Pour une dynamo de haut de gamme, le surpoids n'est pas supérieur au poids d'une batterie mais une dynamo de base ajoute environ 300g.

La règlementation

Il n'existe pas de règlementation détaillée sur l'éclairage en France, la seule règlementation correcte étant la règlementation allemande StVzo, les constructeurs définissent leur matériel en fonction de cette règlementation. Elle définit la puissance et les caractéristiques électriques. A noter: avec les ampoules à incandescence, un limiteur de tension devait être installé pour éviter que l'ampoule arrière 'grille' lorsque l'ampoule avant lâchait, il n'a plus de justification avec les lampes à LED qui ont un limiteur incorporé. Typiquement un feu arrière est branché sur des connexions spéciales sur le feu avant et non pas en parallèle sur la dynamo.

Les dynamos de 1,5W

La nouvelle règlementation allemande StVzo a désormais officialisé les dynamos de 1,5W (jusqu'en 2017, c'était uniquement autorisé avec un éclairage spécifique à la dynamo, comme en produit SON). On trouve désormais quelques dynamos homologuées StVzo qui, contrairement à celles des générations précédentes, permettent d'économiser un peu de poids. La dynamo la plus légère du marché (la SP SV-8 de 357g) est en fait une dynamo 3W prévue pour des roues de 20" (500), qui avec des roues de 700 ne produit pas suffisamment à la vitesse règlementaire (15km/h) mais a été homologuée comme dynamo 1,5W. C'est une dynamo utilisée par des cyclistes de route qui vont sensiblement plus vite que les cyclistes urbains visé par la règlementation allemande. Cependant il n'existe pas encore sur le marché d'éclairage prévu pour les dynamos 1,5W , à l'exception du phare B&M 'OneFive' qui malheureusement ne peut pas être monté sur une dynamo 3W (par exemple pour partager la puissance avec un chargeur USB ou avoir plusieurs feux:feux de mâts sur vélos couchés ou phares double sur vélos cargos). A noter: Les équipements homologués suivant StVzo ont un numéro d'homologation spécifique à chaque modèle qui doit être fourni avec l'équipement, sinon c'est une homologation fictive...

Principales marques

Trois grandes marques se disputent le marché :

Shimano -Japon-

Schmidt's Original Nabendynamo (SON) -Allemagne-

Shutter Precision (SP) -Taïwan-

Quelques dynamos typiques

  • Le modèle le plus répandu actuellement (sur les vélos de ville et les vélos utilitaires) est la Shimano Nexus DH-C3000, qui remplace la très lourde DH-3N20/DH-3N30 (872 g). Environ 25 Euros pour 712g avec l'axe plein (sans les écrous), freins sur jante uniquement.
  • Un modèle Shimano plus léger: La dynamo DH-3N80. Environ 80 Euros pour 486g (sans l'axe).
  • Un modèle de haute qualité pour les vélos de randonnée: La dynamo SON 28, pour toutes tailles de roues jusqu'a 29", environ 220 Euros pour 440 g (sans l'axe). Freins sur jante. Ajouter 25g pour le modèle prévu pour frein à disque.
  • Un modèle de haute qualité souvent utilisé sur les vélos de route: La dynamo SP SV-8, la 3W plus légère du marché, originellement prévue pour des roues de 20" (500), elle est néanmoins appréciée sur les vélos de route qui sont suffisamment rapides pour avoir une production électrique appropriée. Montée sur une roue de 700, elle ne serait pas légale suivant le StVZO, mais la règlementation allemande est prévue pour tous types de vélos pas forcément rapides. Environ 100 Euros pour 357g (sans l'axe). Freins sur jante. SP produit aussi la PV-8 (390g) pour les roues plus grandes.

Un petit calcul rapide de comparaison nous donne un prix de 22 centimes au gramme économisé pour la SP et 72 centimes au gramme pour la Schmidt (SON) par rapport à la DH-C3000.

Critères de choix

Le choix du moyeu dynamo peut se faire sur plusieurs critères :

  • Le poids
  • La puissance produite (1,5W/3W/6W)
  • La résistance à l'avancement pour une puissance donnée (avec lampe allumée ou éteinte) appelé Drag en anglais
  • Le prix
  • Le seuil minimum de production électrique

Voir aussi

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