Gyropode : Définition et Fonctionnement

Le terme « gyropode » a été introduit par la Société française de terminologie et publié dans le Journal officiel le 26 mai 2009. Par définition, le gyropode est un type de véhicule électrique monoplace constitué d’une plateforme munie d’une ou deux roues sur laquelle l’utilisateur se tient debout. Son nom vient du mot « segue » qui signifie littéralement « suit ». Les gyropodes - appelés aussi transporteurs personnels - se caractérisent par un système de stabilisation gyroscopique qui oriente l’appareil selon les mouvements du corps.

Le Segway PT pour Transporteur Personnel Segway® (anciennement appelé Segway HT pour Segway® Human Transporter ) est un moyen de transport électrique monoplace mis au point par Dean Kamen où le voyageur est debout, sans besoin de poser le pied par terre. 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).

Un gyropode peut être utilisé pour les déplacements du quotidien, le loisir ou de petites courses en ville. En résumé, le gyropode peut être utilisé comme un moyen de mobilité urbaine efficace, écologique et agréable.

Comment Fonctionne un Gyropode ?

On a tous essayé de tenir un bâton en équilibre sur la main. En physique on appelle ca un « pendule inversé ». Il est en position d’équilibre instable s’il est maintenu vertical à 180 degré. Sur un gyropode, le pendule c’est vous!!! Il suffit de tenter déplacer légèrement la position du pendule (vous) par rapport au plateau (le gyropode) pour que la machine actionne des forces capable de rattraper ce déséquilibre. En plus clair je me penche en avant, la machine avance.

Un programme informatique couplé à des capteurs analyse les mouvements du conducteur pour piloter l’engin : pour avancer, il suffit de se pencher légèrement vers l’avant, pour s’arrêter, il faut se redresser et se pencher en arrière pour reculer. De même pour tourner à droite ou à gauche.

Il comprend les ordres donnés par son conducteur en s'inclinant sur la machine et/ou en penchant le manche à gauche ou à droite pour tourner. Le gyropode est l’extension de votre corps dans le sens ou il réagit précisément à vos mouvement. Un gyropode est donc capable de comprendre la position du corps de son conducteur et d’agir en conséquence.

Il fonctionne suivant le principe du pendule inversé, l'homme étant le pendule ! Les gyroscopes de la centrale inertielle (BSA) détectent 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).

Chaque organe vital y est présent en double : 2 cartes mères, 2 moteurs, 2 batteries… Cette « redondance » des éléments qui constitue le gyropode Segway permet à la machine de déclencher une alarme sonore lorsqu’un élément tombe en panne.

La technologie d’équilibre dynamique repose sur un système de stabilisation gyroscopique et une centrale de capteurs qui détecte l’inclinaison du corps et la traduit en commande de direction et d’accélération. En effet, lorsque l’on se penche légèrement vers l’avant, le système détecte l’inclinaison et met en action le moteur pour faire rouler l’engin ; en se penchant vers l’arrière, il ralentit. À gauche ou à droite, la direction s’obtient par une légère inclinaison du corps ou via un manche de maintien selon le modèle.

Dans l’hoverboard et le monoroue, il est constitué d’une petite plaque de dont les particules vibrent selon différents axes de rotation. C’est le cerveau du gyropode. Elle analyse les informations et en déduit les commandes qui doivent être envoyées au groupe propulseur. Le moteur se met en action selon les mouvements du conducteur. S’il incline le corps légèrement en avant, le gyropode va démarrer. S’il se redresse vers l’arrière, l’engin va freiner. C’est donc une association étroite entre les données numériques et la propulsion électrique qui assure le déplacement très fluide et relativement stable de ces engins.

Les gyroscopes du gyropode Segway sont composés d’une toute petite plaque de silicium fixée sur un support. Les particules de silicium sont agitées par un courant électrostatique qui traverse la plaque et qui émet alors une vibration. Aussi, lorsque la plaque tourne sur son axe avec l’inclinaison du gyropode, la vibration change de degré de rotation. D’autre part, le Segway contient 5 gyroscopes mais 3 seulement lui suffisent pour détecter tous les mouvements du corps du pilote. Les 2 gyroscopes supplémentaires sont présents pour assurer la sécurité en cas de panne de l’un des 3 premiers gyroscopes. Les informations sont transmises à 2 ordinateurs puissants.

Facile à conduire, il assure une totale sécurité au conducteur.La seconde génération, introduite en Août 2006, a apporté des améliorations significatives :

• Commande de direction : La première génération avait une poignée qui tournait sur elle même pour faire tourner le Segway TP. La seconde génération a vu apparaître une technologie appelée "LeanSteer®" qui permet de faire touner le Segway TP lorsque l'utilisateur penche son corps.
• Dispositif de commande : La première génération avait un jeu de trois clés de type ibutton pour démarrer le Segway TP.

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 qui physiquement est la même, mais le logiciel dans les ordinateur est différent car les roues sont différentes, et donc les contraintes physiques et la réponse à appliquer.

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.

Le gyropode, véhicule électrique personnel, est capable d’assurer sa stabilité de manière autonome. S’il faut donner une définition plus simplifiée du gyroscope, c’est qu’il s’agit d’un dispositif permettant de connaître la direction constante. Pour avoir cette valeur, de minuscules roues tournent à l’intérieur d’un boîtier qui lui aussi peut tourner dans la direction perpendiculaire à une base fixe. Inventé par Léon Foucault, ce type de dispositif répond à la loi physique sur le moment angulaire. Elle réagit comme une sorte de toupie.

De par cette particularité, le gyroscope peut être utilisé dans différents domaines. C’est l’aviation qui a été le premier à avoir exploité ce dispositif pour indiquer en tout temps la même direction, l’horizon artificiel, le conservateur de cap, le coordonnateur ou indicateur de virage. Enfin, plus terre à terre et avec l’apparition des appareils mobiles tactiles, le gyroscope a connu un nouveau domaine d’affectation. Ainsi, les tablettes, les smartphones et les iPads en sont équipés. Avant tout, le gyromètre est utilisé, dans ces appareils, pour créer des services de localisation. Le gyroscope est aussi exploité par les applications qui requièrent la transmission de l’orientation de l’appareil.

Les utilisations du gyropode :

• 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.

Segway LLC développe également d'autres produits reposant sur le même principe. Ainsi il existe des plate-formes (embases auto-equilibrées) dédiées en 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.

Les premières versions, popularisées par la marque Segway (le gyropode Segway, inventé par Dean Kamen), étaient dotées d’un guidon fixé sur un manche pour le maintien et de conduite. Aujourd’hui, on trouve des variantes de gyropode avec guidon, des modèles compacts sans guidon et des appareils à roue unique comme la gyroroue (monocycle/roue électrique), où l’équilibre demande davantage d’expérience. Dans cette catégorie, certaines références du secteur appartiennent au groupe Segway-Ninebot, avec de nombreux produits et une large gamme selon les besoins.

Parmi les marques connues, la référence historique reste la marque Segway, désormais associée à Ninebot. Chaque modèle présente ses caractéristiques : poids, encombrement (les modèles les plus gros sont moins faciles à transporter à la main), fonctionnalités de commande, puissance du moteur, autonomie et prix. Avant l’achat, consultez un comparatif fiable et des informations officielles pour trouver le meilleur compromis selon votre besoin.

Les gammes sont nombreuses : gyropode ou transporteur personnel avec guidon pour un maintien intuitif, version compacte pour la ville, ou monocycle électrique (gyroroue) pour les utilisateurs expérimentés.

Les règles de sécurité et le code de la route

En l’absence d’une prise de position définitive de l’Europe sur l’ensemble de ces NVEI, la réglementation dépend de chaque État membre. En France, les règles du code de la route applicables aux gyropodes sont relatives à la réglementation des piétons. Il faut donc respecter les articles R 412-34 et R 412-43 pour ne pas commettre d’infractions.

En pratique, il est interdit de circuler sur la chaussée avec les autres véhicules motorisés. Afin de garantir la cohabitation sur le domaine public, la vitesse maximale de 6 km/heure ne doit pas être dépassée sur les espaces réservés aux piétons ; cette vitesse correspond à l’allure d’un piéton.

Dans certaines communes, la circulation des gyropodes est aussi tolérée sur les pistes cyclables. Dans ce cas, il est possible d’atteindre jusqu’à 25 km/heure. La police peut contrôler et verbaliser en cas de non-respect des règles. Les textes officiels relatifs à ces engins de déplacement personnel sont publiés au Journal officiel ; si le législateur venait à modifier le code, les mises à jour y seraient également publiées. Sur le plan juridique, ces informations font référence pour une conduite responsable en milieu urbain.

Il n’existe pas d’obligation légale interdisant aux mineurs d’utiliser un gyropode, mais il est conseillé de ne pas laisser des enfants de moins de 16 ans se déplacer sans accompagnement adulte. Aucun permis de conduire n’est requis pour circuler, mais l’attestation de première éducation à la route est recommandée.

En général, aucune assurance spécifique n’est nécessaire pour utiliser un gyropode. Vérifiez toutefois auprès de votre assureur que votre responsabilité civile couvre bien les dommages causés à autrui. À l’inverse, les détériorations de l’appareil restent à la charge du propriétaire ; il peut donc être prudent de souscrire une garantie contre le vol. Renseignez-vous avant l’achat afin d’éviter toute mauvaise surprise.

Comme pour les vélos, le port du casque n’est pas obligatoire pour un adulte, mais il est fortement recommandé. De même pour le gilet jaune lorsque la visibilité est mauvaise ou la nuit. Ces précautions offrent un net avantage en cas de chute ou de collision. Même si l’on se sent à l’aise et que la sensation d’équilibre semble acquise, trottoirs et zones piétonnes ne sont pas des circuits : ce sont des espaces à partager. Respecter ces règles est essentiel pour la sécurité de tous et pour la bonne cohabitation sur le domaine public.

Au-delà de l’aspect réglementaire, l’usage doit rester adapté à l’environnement. Pour une balade en forêt ou sur un terrain accidenté, vérifiez que le type de véhicule électrique choisi convient à cette pratique. Évitez de circuler sous la pluie ou par météo dégradée. Surveillez régulièrement l’état des pneus, des capteurs et du système de maintien. Un entretien simple et régulier prolonge l’autonomie, la capacité et la durée de vie de la batterie. Utilisez le chargeur officiel recommandé par la marque. En cas de panne, privilégiez un professionnel pour toute opération touchant à la batterie au lithium.

Il est possible de limiter sa 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 sur l'InfoKey en sélectionnant le mode tortue (9,6 km/h) ou normal (20 km/h).

La stabilité du système dépendant directement de l'état de l'électronique, c'est pourquoi le principe de redondance des systèmes est appliqué (électronique doublée) ce qui prévient de toute chute liée à une panne afin de garantir la sécurité de l'utilisateur.

Tableau récapitulatif des caractéristiques des Segway de première et seconde génération :

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). Le temps de recharge maximum des batteries NiMH est d'environ 4 heures.

2 x 1880 W (soit environ 4 chevaux) ce qui est considérable pour un engin devant supporter un seul passager. Cette puissance permet de vaincre de fortes déclivités, tant sur sol stable dans le villes que dans le terrain pour le modèle x2.

Son poids 47,7 kg pour le modèle i2 est essentiellement celui des (lourdes) batteries et de la technologie LeanSteer dont il est équipé.

En France, et en 2009, le transporteur Segway se vend entre 6900 et 8000 euros selon les modèles.

La plupart des engins, qui pèsent généralement plus de 10 kilogrammes, peuvent atteindre des vitesses de 15 à 20 km/h, voire plus pour les monoroues, mais celles-ci sont réglementées (6 km/h en France). L’autonomie de la batterie est entre 1 heure et 3 heures (entre 15 et 40 km).

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.

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.

La marque lithium-ion Saphion® utilise une technologie lithium fer phosphate (LiFePO4) présentant une sécurité accrue ainsi que de bonnes performances.

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 décharge.

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.

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.

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

Segway HT i2 en mouvement

Bien que le Segway n'ait pas été à la hauteur de sa popularité, c'est sans aucun doute une machine étonnante.Beaucoup de gens se demandent qu’est-ce que le segway, car ce véhicule est de plus en plus prisé dans les villes et les campagnes. Les Segways peuvent inspirer une certaine crainte chez certaines personnes, en raison de leur conception à deux roues. Ainsi, la plupart des gens se demandent s’il est réellement possible de préserver l’équilibre au volant de ce genre de véhicule. Cependant, il s’avère qu’il est beaucoup plus facile de se tenir en équilibre sur un Segway que d'apprendre à conduire un vélo ou un skateboard.

Ces fantastiques véhicules alimentés par batterie sont soigneusement conçus pour faciliter la conduite, même pour ceux qui n'ont aucune expérience en la matière. Une fois que vous aurez pris le coup d'envoi, vous apprécierez la conduite facile et pratique de ce véhicule.

Restez stable et concentré Tout d'abord, faites attention à votre sécurité. Il est vrai que les Segways sont très faciles à manier, mais il est toujours préférable de bien suivre les précautions d’utilisation pour pouvoir bien utiliser l’appareil. Ainsi, comme les précautions à respecter avant de conduire un skateboard électrique, avant de vous hisser à bord de votre segway, n’oubliez pas d’enfiler votre casque et quelques coussinets de sécurité.

Ensuite, l’autre chose importante que vous devez comprendre au sujet des Segways est qu'ils sont conçus pour imiter la posture et le mouvement de votre corps. Donc, si vous voulez qu'il reste stable, il vous suffit de bien vous tenir sur la plateforme. Placez fermement vos pieds sur la plinthe et utilisez vos deux mains pour tenir les poignées de direction. Équilibrez votre corps comme si vous étiez debout sur le sol sans mettre le véhicule en mouvement. Puis, dès que vous vous sentez bien en équilibre sur le véhicule, essayez de vous déplacer en avant.

Déplacez-vous lentement Ne pensez pas tout de suite à faire une course. Apprenez d’abord à bien savoir qu’est-ce que le segway et quand vous apprenez encore à conduire le véhicule, essayez de vous déplacer lentement. Vous allez voir que le segway lira et suivra les mouvements de votre corps.

Penchez-vous légèrement vers l'avant et commencez à bouger. Penchez-vous ensuite de chaque côté, puis vers l'arrière. Avec un peu de pratique, vous maîtriserez bientôt les mouvements de base. Mais ne vous pressez pas pour ressentir de la sensation forte, assurez-vous d’abord que votre corps a bien « intégré » le véhicule.

Enrichissez vos déplacements et évitez les obstaclesIl y a des tonnes de mouvements différents, mais n'essayez pas de tous les maîtriser lors de votre première session. Roulez avec votre Segway sur des chemins dégagés et essayez d'éviter les terrains accidentés et les obstacles physiques, comme les grosses pierres, les trottoirs et les fosses. Les Segways ou aussi l’hoverboard prestige bluetooth sont assez faciles à conduire, mais vous ne devriez pas vous presser en voulant rapidement atteindre le niveau supérieur. Roulez en toute sécurité et laissez vos mouvements devenir plus élaborés et plus aiguisés progressivement selon la fréquence des entraînements. Si vous avez bien compris qu’est-ce que le segway et comment il fonctionne, vous ne devriez avoir aucun mal à progresser rapidement dans la manipulation de l’appareil.

Assurez-vous de bien comprendre les limitesLes marques haut de gamme sont réputées pour l'excellent état de leurs véhicules, ainsi que leur technologie avancée. Livrées avec le produit, le guide donne toutes les informations importantes à l’utilisation du véhicule. Ce guide vous montre qu’est-ce que le segway assure le bon fonctionnement de l’appareil, tout en vous informant sur les options de sécurité. Vous n’aurez donc pas à vous inquiéter lorsque vous montez sur la planche du Segway. Néanmoins, il est important de bien comprendre les limites du véhicule. Son manuel d’utilisation vous expliquera en termes simples à quelle vitesse il roule et à quelle vitesse le conducteur devrait aller. Par ailleurs, vous allez connaître en détail la manière de vous déplacer dans la ville et ce que vous devez savoir sur le fonctionnement de l’appareil pendant son utilisation.

Respectez les options de sécurité Un proverbe sage dit : « Celui qui se croit debout doit veiller à ne pas tomber ». C'est l'essence même de la conduite d'un Segway. Le véhicule vous aidera rapidement à prendre confiance en vous et à sentir que vous pouvez facilement le diriger presque n'importe où. Pourtant, la surconfiance est un ennemi qu'il ne faut jamais sous-estimer.

Faites toujours attention aux panneaux et aux indications du tableau de bord. Gardez une distance de sécurité entre vous et les poignées de direction. Si pour une raison quelconque, quelque chose ne fonctionne pas correctement, arrêtez-vous lentement et essayez de trouver la source du dysfonctionnement.

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