Le vélo est sain, maintient le corps souple, exerce les articulations et renforce le dos. Une entreprise qui accorde une grande importance au confort est Ergon International GmbH, qui fabrique des accessoires de vélo ergonomiques. Les poignées de guidon jouent un rôle important dans le confort du cycliste. Des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la durabilité structurelle et la fiabilité des systèmes LBF travaillent avec la société basée à Coblence sur des méthodes et des outils pour accélérer et numériser le processus de développement de poignées de vélo ergonomiques.

Le printemps est dans l'air et le soleil brille :il est temps pour de nombreux passionnés de vélo de sortir leurs vélos du sous-sol et de se promener dans la campagne. Cependant, plus le voyage est long, plus ils se sentent mal à l'aise :leur nuque devient raide, leurs doigts sont engourdis, leurs genoux commencent à faire mal. Selon des études, entre 50 et 90 pour cent de tous les cyclistes souffrent de telles plaintes. Le fabricant d'accessoires de vélo basé à Coblence Ergon International GmbH est conscient de ces problèmes. Pour rendre le cyclisme aussi confortable que possible et aider les cyclistes à éviter les courbatures, cette PME (Petite et Moyenne Entreprise) développe des poignées de vélo ergonomiques. Au cours du processus de développement, il reçoit le soutien de Fraunhofer LBF. Dans le cadre du Centre de compétence PME 4.0 Darmstadt (voir encadré), les chercheurs de LBF apportent leur expertise au processus de développement du guidon.

Virtuel, le modèle numérique prend en compte des paramètres tels que la distribution de la pression

« Les poignées d'aujourd'hui sont souvent conçues sur la base de l'expérience, avec la contribution de spécialistes en ergonomie, designers et spécialistes des matériaux. De cette façon, les premiers prototypes sont créés, qui sont testés et évalués par des cyclistes d'essai. Les retours des testeurs sont subjectifs et les résultats sont souvent difficiles à reproduire, " dit Jan Hansmann, scientifique à Fraunhofer LBF. Pour raccourcir les phases de test, concevoir un processus de développement plus efficace et réduire les coûts matériels, les partenaires du projet ont travaillé en étroite collaboration pour concevoir une méthode permettant une première vérification des caractéristiques des poignées de vélo par simulation numérique. En utilisant un logiciel d'éléments finis, Hansmann et ses collègues créent un environnement virtuel, modèle numérique du manche et de la main, qui prend en compte divers paramètres, tels que les matériaux, composition du matériau, répartition de la pression, amortissement, la géométrie de la main et les différentes parties de la main comme les muscles, peau, les os et les tissus. Le but est de produire des adhérences que le cycliste ne ressent pas, qui soulagent la pression sur le poignet et qui amortissent les petites bosses et absorbent les vibrations sur les longs trajets à vélo. "Si vous essayez des prototypes avec des matériaux différents, vous devez fabriquer différents matériaux à l'avance en conséquence et répéter le processus de moulage par injection à plusieurs reprises. Avec l'aide de la simulation, vous avez besoin de moins d'itérations et au lieu de, dire, six modèles prototypes différents, vous n'en avez besoin que de deux, " dit Hansmann, expliquant un avantage de la numérisation. "Nous sommes en mesure de déterminer les caractéristiques mécaniques initiales avant même qu'un vrai prototype ne soit produit." Autre avantage :La méthode peut également être transférée sur d'autres accessoires, comme la selle.

Pour pouvoir évaluer différentes prises, l'équipe de chercheurs a effectué des tests supplémentaires, dont les résultats ont également été pris en compte dans la simulation :Utilisation d'essais vibratoires en laboratoire, Hansmann et ses collègues testent comment les vibrations - cela s'applique en particulier à la conduite de VTT ou de coureurs - affectent la fatigue des avant-bras. Les valeurs de mesure d'accélération et de force requises ont été déterminées par électromyographie (EMG).

Moins de prototypes nécessaires grâce à la simulation

La nouvelle méthode permet une première, évaluation rapide des poignées sans avoir à fabriquer de prototypes. Bien que des tests soient toujours nécessaires, le nombre de variantes de prototypes nécessaires est réduit. Par ailleurs, les tests peuvent être effectués toute l'année, quelle que soit la saison, et le nombre de sujets de test peut également être réduit. Cela se traduit par un processus de développement plus rapide. En outre, il y a des économies en termes d'outillage et de coûts de fabrication dans la phase de développement. « La numérisation est très utile pour nous, nous voulons donc continuer à développer un savoir-faire dans ce domaine. Le développement de poignées de vélo sera peut-être le premier de nombreux projets que nous menons avec un support numérique, " dit Franc Arnold, PDG d'Ergon International GmbH, soulignant le succès de la collaboration.