Segway HT

Segway PT

Le Segway PT, ou Segway TP en français, pour Transporteur Personnel Segway® (anciennement appelé Segway HT pour Segway® Human Transporter ) est un gyroporteur, moyen de transport électrique monoplace mis au point par Dean Kamen. L'utilisateur est debout et n'a pas besoin de poser le pied par terre ni pour trouver son équilibre ni pour avancer. C'est le premier moyen de transport à deux roues qui a une stabilisation dynamique, assurée par un système d'asservissement des roues grâce à des capteurs d'inclinaison (appelés gyroscopes). Il se positionne sur un marché où se situent déjà la trottinette comme la bicyclette (dans leurs versions électriques) mais y ajoute des fonctionnalités uniques pour un moyen de transport à deux roues :

• Marche avant et marche arrière ;
• Rotation sur place (rayon de braquage nul) ;
• Garde l'équilibre sur place.

Pour le piloter, il faut incliner le corps dans la direction voulue : en avant ou en arrière pour avancer ou reculer ; à droite ou à gauche en gardant bien le guidon aligné avec son corps pour tourner. Il fonctionne suivant le principe du pendule inversé, l'homme étant le pendule. Les gyroscopes de la centrale inertielle (BSA) détectent l'inclinaison (le tangage) et l'accélération de la plateforme quand l'utilisateur se penche en avant ou en arrière, et les ordinateurs (CU Boards) renvoient une information de correction aux deux moteurs (un pour chaque roue). L'inclinaison qui est aussitôt corrigée et limitée par l'accélération des roues a pour effet d'annuler la perte d'équilibre et d'engendrer le mouvement.

Il est actuellement principalement utilisé pour :

• les visites guidées accompagnées ;
• le déplacement en ville ;
• les personnes ayant une mobilité réduite, pouvant se tenir debout et ne désirant pas se déplacer en chaise roulante ;
• les professionnels de la logistique qui se déplacent sur site fermé ;
• les professionnels de la sécurité en patrouille sur espaces piétons ;
• les professionnels de la communication qui en font des affichages publicitaires.

Taxonomie

Le Segway TP ne possède pas encore de taxonomie officielle.

Termes avec sémantique

• Gyropode : Ce terme est le plus couramment utilisé pour désigner ce type de véhicule par l'impression que l'on a d'avoir des roues à la place des pieds. Il a fait son entrée dans le Journal Officiel le 26 mai 2009 (JORF n°0120 du 26 mai 2009 page 8729 texte n° 110 ).
• Bicycle : il possède bien deux roues mais cette catégorie ne convient pas en raison de la forte connotation du terme pour désigner le vélo (bicyclette).
• Gyrocycle : ce terme tente de décrire la particularité technologique de ce cycle.
• Pendulocycle : ce terme repose sur le comportement du cycle en référence au pendule.
• Gyroporteur : ce terme permet d'introduire la technologie gyroscopique qui est la plus significative sur cet appareil, associé à l'idée de "porter", c'est un terme qui est parfois utilisé.

On dit donc un gyropode de la marque Segway®.

Abréviation française

• TP pour Transporteur¨Personnel : c'est la traduction mot à mot du sigle choisi par le constructeur Segway : la sémantique obtenue en français est connotée de façon inappropriée car le terme "personnel" affirme plutôt la propriété. La traduction sémantique donnerai : "transporteur de personne".
• VTP pour Véhicule TP : il s'agit du trigramme le plus proche de l'abréviation du constructeur.
• VPE pour Véhicule Pendulaire Electrique : ce trigramme s'inspire de celui adopté pour le Vélo à Assistance Electrique (VAE), il met en avant la notion de véhicule électrique.
• VPE pour Véhicule Piétonnier Electrique : ce trigramme peut aussi décrire l'utilisation exclusivement piétonnière du véhicule.
• VEA pour Véhicule à Equilibre Automatique : ce trigramme s'inspire également du VAE mais en réorganisant les lettres afin de décrire avec vulgarisation le comportement du véhicule.
• SEG ou VEG pour Véhicule Equilibré par Gyroscope : Les utilisateurs courants le surnomme par diminutif : "Seg". SEG est aussi l'acronyme de Système Equilibré par Gyroscope.
• ATPM pour Appareil de transport personnel motorisé. Cet acronyme provient de la traduction de Personal assistive mobility Device.

Modèles de Transporteurs Personnels Segway

Il y a deux générations de Segway TP :

• La première génération, introduite en décembre 2001 et dont la commercialisation s'est terminée en 2006.
• La seconde génération, introduite en août 2006. Ce sont les modèles actuellement disponibles.

Il y a deux principales différences entres la première et la seconde génération :

• Commande de direction

La première génération avait une poignée qui tournait sur elle même pour faire tourner le Segway TP. Pour tourner à droite, il fallait tourner la poignée vers la droite, et vice-versa. Ce fut la principale limitation ergonomique (la commande de direction n'était pas immédiatement intuitive). La seconde génération a vu apparaître une technologie appelée LeanSteer® qui permet de faire tourner le Segway TP lorsque l'utilisateur penche son corps sur le coté. Pour cela, il suffit qu'il se penche en tenant le guidon, et l'ensemble colonne/guidon se penche avec lui, ce qui permet de donner une commande de direction. Ainsi, non seulement les nouveaux utilisateurs sont plus à l'aise avec cette technologie, mais en plus elle permet de supprimer les effets de déséquilibres latéraux (le roulis) que provoquent les irrégularités du sol. Ce système rend la conduite plus agréable et offre des sensations proches de certains sports de glisse.

• Dispositif de commande

La première génération avait un jeu de trois clés de type ibutton pour démarrer le Segway TP. Avec la seconde génération est apparu le dispositif de commande InfoKey, sorte de télécommande sans fil qui permet :

• • de démarrer et d'éteindre le Segway TP
  • d'avoir des informations sur le trajet parcouru (heure, date, vitesse instantanée, vitesse moyenne, nombre de kilomètres parcourus, nombre de kilomètres total)
  • de changer la vitesse maximale autorisée
  • d'activer le système d'alarme du Segway TP.

Modèles de première génération (Modèles 2001 - 2006)

Les modèles de première génération (avec le guidon fixe et la poignée de direction) sont, dans l'ordre chronologique :

• le Segway TP i167
• le Segway TP e167
• le Segway TP p133
• le Segway TP i170
• le Segway TP i180 (Trois coloris)
• le Segway XT (Tout Terrain)
• le Segway GT (Golf)

Modèles de seconde génération (Modèles 2006 - 2007)

Les modèles de seconde génération (avec le cadre LeanSteer et le dispositif de commande InfoKey) sont :

• le Segway TP i2
• le Segway TP x2

Ces deux modèles de base sont disponibles avec des packs d'accessoires, et en particulier des modèles dédiés à la police et un modèle spécial golf, le "x2 Golf".

Caractéristiques

Un groupe de touristes visitant le Jardin des Tuileries en Segway

Tous les Segway TP de première génération ont la même base (sauf le modèle p133 qui a une base légèrement plus petite). Les modèles i2 et x2 ont une base identique, mais le logiciel des ordinateurs est différent car les roues sont indépendantes l'une de l'autre, donc les contraintes physiques et la réponse à appliquer sont différentes.

Vitesse

Il est possible de limiter la vitesse d'utilisation de 9,6 à 20 km/h. Sur la première génération, cette limitation s'opérait au moyen de trois clés électroniques bridant la vitesse à 9,6 km/h (noire), 13 km/h (jaune) et 20 km/h (rouge). Sur la seconde génération, cette limitation se fait directement avec l'InfoKey en sélectionnant le mode tortue (9,6 km/h par défaut) ou normal (20 km/h par défaut). La vitesse intermédiaire a disparu sur les Segway TP de seconde génération mais les deux modes proposés sont réglables via les dernières Infokeys livrées (les premières séries ne disposent pas de cette fonctionnalité).

Autonomie

Sur les modèles de première génération, il y avait deux types de batteries :

• NiMH : environ 12 km d'autonomie sur un p133 ou 17 km d'autonomie sur une série i.
• Lithium-ion Saphion® : jusqu'à 38 km sur une série i (qui dispose de la mise à jour) et 17 km sur un XT.

Sur les modèles de seconde génération, toutes les batteries sont Lithium-ion Saphion® :

• Jusqu'à 38 km sur un i2 (avec un minimum de 24 km et une moyenne de 30 km).
• Jusqu'à 19 km sur un x2.

C'est en 2005 que Segway Inc a introduit les batteries Lithium-Ion Saphion® de Valence Technology qui ont permis de doubler l'autonomie de la série i et d'introduire les deux nouveaux modèles Segway XT et Segway GT.

Le temps de recharge maximum est d'environ 4 heures pour les batteries NiMH et d'environ 8 heures pour les batteries Lithium-ion.

• La technologie Lithium-ion Saphion® est une technologie particulière, qui n'est pas vraiment du Lithium-ion mais plutôt une sorte de Lithium-Polymère ayant la particularité de ne pas être dangereux comme le Lithium-ion classique.
• La technologie Lithium-ion est sans mémoire, donc on peut recharger un Segway TP avec batteries au Lithium-ion à n'importe quel moment sans attendre d'être en fin de charge.
• 20 minutes de recharge donnent 2 kilomètres d'autonomie.
• Certaines compagnies aériennes imposent des restrictions quant au transport de batteries Lithium-ion.
• Le Segway TP de première génération, ayant des batteries au Lithium-ion, doit être rechargé au moins une fois par semaine, sinon cela pourrait causer la mort prématurée d'une des deux batteries.

Puissance du moteur

Le moteur a une puissance de deux fois 1880 W (soit environ 4 chevaux) ce qui est considérable pour un véhicule transportant un seul passager. Cette puissance permet de vaincre de fortes déclivités, tant sur sol stable en ville que dans les chemins pour le modèle x2. Ces moteurs sont redondants, c’est-à-dire qu'ils ont un double bobinage ce qui permet d'avoir toujours du couple même si une moitié du moteur venait à défaillir.

Sécurité

La stabilité du système dépendant directement de l'état de l'électronique, le principe de redondance des systèmes est appliqué (électronique doublée), ce qui prévient toute chute liée à une panne afin de garantir la sécurité de l'utilisateur. C'est pourquoi il est équipé de cinq gyroscopes, deux capteurs d'horizontalité, deux ordinateurs identiques, deux bobinages pour chaque moteur, deux batteries et une double connectique.

Prix

En France en 2009, le Segway TP est vendu entre 6 900 € TTC (modèle i2) et 8 000 € TTC (modèle x2).

Le Segway étant un moyen de transport électrique, le coût de fonctionnement est d'environ 0,10 euro par recharge (pour environ 30km).

Masse

Le modèle i2 a une masse 47,7 kg. Ce sont les batteries et la technologie LeanSteer qui sont les plus lourdes. Le modèle x2 a une masse de près de 54 kg.

Variantes

Segway Inc. développe également d'autres produits reposant sur le même principe. Ainsi il existe des plate-formes (embases auto-équilibrées) dédiées entre autres à la robotique, appelée RMP pour Robotic Mobility Platform. Un concept de quadricycle reposant sur la base du Segway propose un déplacement d'un genre nouveau baptisé Concept Centaur. Enfin, des initiatives indépendantes proposent des accessoires et des solutions aussi diverses que variées en vue d'adapter le Segway aux différents besoins.

Études et évalutions

Parmi les études réalisées sur le Segway, il y a celle menée au Canada (Québec) afin d'explorer la technologie du Segway HT, d'examiner les facteurs humains et techniques ayant un impact sur la sécurité des utilisateurs et des piétons environnants. L'étude menée par le Centre National du Transport Avancé (CNTA), accompagné de Transports Canada, du ministère des transports du Québec et de la Société de l'assurance automobile du Québec (SSAQ), a aussi évalué ses impacts dans un milieu dynamique – traverses aux intersections, différentes conditions d’éclairage (jour/nuit), conditions météorologiques diverses (vent, pluie, froid). L’évaluation de l’ATPM Segway a été réalisée en deux phases entre 2003 et 2006. La première s’est déroulée en milieu fermé, a impliqué 49 usagers et a vu la réalisation d’une étude technique et ergonomique du Segway. La deuxième phase a consisté en une expérimentation en conditions réelles d’utilisation sur la voie publique et a impliqué 143 usagers qui ont parcouru plus de 9 000 km dans trois villes canadiennes.

Conclusions

• Au plan technique le Segway est très stable, fonctionne en douceur et sans à-coups, et donne l’impression à l’usager d’être en contrôle. Il est facile à manœuvrer, accélère en douceur, roule silencieusement et peut s’arrêter rapidement en cas d’urgence. L’appareil monte et descend facilement des pentes ayant une inclinaison aussi abrupte que 36 %. Des virages avec des rayons de courbure aussi faibles que 15 pieds (4,5 mètres) peuvent être négociés à pleine vitesse sans dérapage et en gardant le plein contrôle de l’appareil.
• Au plan ergonomique : le Segway est facile d’utilisation en situation normale, incluant lors du franchissement d’obstacles, pour un éventail très varié d’utilisateurs. Le Segway se compare avantageusement avec d’autres types de véhicules, notamment au niveau de la stabilité, où il est d’ailleurs apparu supérieur sur ce point de vue à d’autres véhicules comme le vélo ou le cyclomoteur. L’évaluation a aussi permis d’identifier les utilisateurs qui devraient s’abstenir d’utiliser un Segway, en particulier les femmes enceintes, les gens souffrant de maladies affectant leur proprioception, les gens ayant une vision non adéquate à la conduite de tout autre véhicule, etc.

Lire les détails du rapport sur la sécurité, l'acceptabilité, les normes, etc.

Liens externes

• Article technique
• (en)L'inventeur Dean Kamen
• Technologie d'un Segway

• *(fr)Évaluation du Segway HT – Appareil de transport personnel motorisé (ATPM). Rapport final. Auteurs : Sylvain Castonguay et Pronto Binwa
• (en)Evaluating the Segway HT motorized personal transportation device. Final Report. Authors : Sylvain Castonguay and Pronto Binwa

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