L'industrie du vélo utilise à profusion le terme confort sans savoir parfaitement ce que cela représente. Aucun outil scientifique n'existe afin d'identifier le confort et ainsi la conception d'un simulateur de vibration de la route est envisagée. Le principal objectif de ce projet de maîtrise est de concevoir un simulateur permettant de reproduire le profil de la route afin de retrouver les mêmes niveaux de vibration que lorsque le vélo roule sur la route. Ainsi, la conception du simulateur se divise en deux parties : la conception mécanique du banc de test qui sert de pièce maîtresse du simulateur ainsi que le calcul des profils numériques des routes. Le premier volet présente la conception mécanique du banc de test. Le banc de test est la pièce maîtresse qui supporte le vélo et qui transmet le mouvement provenant des actionneurs à l'aide d'un bras d'amplification mécanique des mouvements. Le mouvement est créé par des actionneurs de la compagnie D-Box qui présentent plusieurs limitations et contraintes influençant directement la conception du banc de test et le calcul des profils de route. La démarche afin de calculer des profils numériques des routes est présentée dans le deuxième volet. Les profils de route sont la représentation numérique de la route réelle. Ces derniers servent de signal alimentant les actionneurs du banc de test. Afin de calculer les profils, il est nécessaire de faire des mesures d'accélération sur la route et, à l'aide de la technique du problème inverse, les profils de route sont calculés. La démarche de conception se termine avec une validation du simulateur. Ce chapitre dédié à la validation démontre que l'utilisation d'une amplification mécanique à l'aide d'un bras de levier n'influence pas les mesures. La précision de la reproduction de la route est également étudiée alors qu'un écart de 6% à 9% est remarqué entre les mesures d'accélération sur la route et celles sur le banc de test. Le dernier volet du mémoire présente un exemple d'utilisation possible du banc de test. Une étude comparative identifie qu'il n'est pas suggéré d'utiliser des masses inertes afin de remplacer un cycliste. Ces résultats sont basés sur des études dynamiques d'un cadre de vélo.

Ce mémoire de maîtrise a été effectué à l'Université de Sherbrooke pour VélUS, le groupe de R&D sur le vélo. Il présente en détails le cheminement suivi pour la réalisation d'une pédale dynamométrique interchangeable et compacte pour vélo, de la problématique jusqu'à sa mise en service. La pédale dynamométrique est compatible avec la plupart des pédaliers de vélo et avec les chaussures de pédales de piste Shimano PD-6400 et de route Look CX-7. Elle mesure in situ les forces de locomotion développées par le cycliste sur elle-même et aussi sa propre position angulaire par rapport au pédalier. Le mémoire illustre d'abord le concept mécanique permettant d'effectuer les mesures: un corps d'épreuve instrumenté de jauges extensométriques et d'un encodeur optique. Il s'attarde ensuite à la conception du capteur, qui consiste à dimensionner le corps d'épreuve pour satisfaire toutes les exigences: le positionnement du pied, la résistance mécanique, la sensibilité, la masse et l'encombrement; dans ce chapitre, on développe une méthode de travail pour assurer un bon fonctionnement du capteur et pour maximiser sa sensibilité. Par la suite, le mémoire présente l'instrumentation, l'étalonnage ainsi que des mesures effectuées par la pédale dynamométrique.