Étude et réalisation d'un vélo stationnaire produisant de l'électricité verte lors de la pratique d'exercices dans des lieux publics.

Abstract

In today's world, where energy needs are increasing and environmental concerns are growing, this thesis focuses on the design, modeling, and development of an innovative system: a stationary bicycle that generates electricity through physical activity in public spaces. The goal of the project is to combine energy production, public awareness, and practical use. The main objective is to use human effort to create clean energy that can either be stored or used directly. The system integrates modern components such as the ESP32 microcontroller, RFID cards, and online monitoring using Google Sheets. Electricity is generated by a DC motor that is powered by pedaling. Additional components include a current sensor (ACS712) to measure power, a relay to manage energy flow, and a buzzer or screen to give feedback to the user. Tests showed that a set of five bicycles could produce up to 15 kWh per day—enough to cover the basic electricity needs of a public space, such as lighting, cameras, phone charging stations, or electric scooters. Daily energy use in such a space was estimated at around 11.4 kWh, proving that the system is efficient and practical. The use of RFID cards also allows each user to be identified, so their energy contribution can be tracked and displayed. This feature makes the experience more personal and motivating. The project is designed to be educational, environmentally friendly, and suitable for use in many places—cities, rural areas, schools, or events. In conclusion, this work presents a simple yet useful idea that can be applied in many different settings. It shows how technology and creativity can be used to create helpful solutions while also encouraging people to think more carefully about energy use.

Keywords: green electricity, stationary bike, renewable energy, ESP32, RFID, current sensor, energy transition, public space, IoT. : ملخص

في عالمنا اليوم، حيث تتزايد الحاجة إلى الطاقة وتزداد المخاوف البيئية، يركّز هذا البحث على تصميم ونمذجة وتطوير نظام مبتكر: دراجة ثابتة تقوم بتوليد الكهرباء من خلال النشاط البدني في الأماكن العامة. يهدف المشروع إلى الجمع بين إنتاج الطاقة، التوعية المجتمعية، والاستخدام العملي. الهدف الرئيسي هو الاستفادة من الجهد البشري لإنتاج طاقة نظيفة يمكن تخزينها أو استخدامها مباشرة. يعتمد النظام على مكونات حديثة مثل وحدة التحكم ESP32، وبطاقات التعريف RFID، ونظام مراقبة عبر الإنترنت باستخدام Google Sheets. يتم توليد الكهرباء بواسطة محرك تيار مستمر يُدار عبر التبديل. ويشمل النظام أيضًا مستشعر تيار (ACS712) لقياس الطاقة المنتجة، ومرحل (relay) للتحكم في تدفق الطاقة، بالإضافة إلى منبه صوتي (buzzer) أو شاشة لعرض البيانات للمستخدم. أظهرت الاختبارات أن خمس دراجات ثابتة يمكنها إنتاج ما يصل إلى 15 كيلوواط/ساعة يوميًا، وهي كمية كافية لتغطية الاحتياجات الأساسية لمكان عام، مثل الإضاءة، كاميرات المراقبة، شواحن الهواتف، أو السكوترات الكهربائية. وقد قُدرت استهلاكات الطاقة اليومية في مثل هذا المكان بحوالي 11.4 كيلوواط/ساعة، مما يثبت أن النظام فعّال وقابل للتطبيق. كما تسمح بطاقات RFID بتحديد هوية كل مستخدم وتتبع مساهمته في إنتاج الطاقة، مما يجعل التجربة أكثر شخصية وتحفيزًا. وقد تم تصميم هذا المشروع ليكون تعليميًا، بيئيًا، وقابلًا للتنفيذ في أماكن متعددة مثل المدن، المناطق الريفية، المدارس أو الفعاليات العامة. في الختام، يقدم هذا العمل فكرة بسيطة لكنها مفيدة، ويمكن تطبيقها في سياقات مختلفة. كما يوضح كيف يمكن استخدام التكنولوجيا والإبداع لتقديم حلول عملية، مع تشجيع الناس على التفكير الواعي في استهلاك الطاقة. الكلمات المفتاحية الكهرباء الخضراء، دراجة ثابتة، الطاقة المتجددة، ESP32، RFID مستشعر التيار، الانتقال الطاقوي، مكان عام، إنترنت الأشياء

Résumé : Dans un monde où les besoins en énergie augmentent et où les questions environnementales prennent de plus en plus d’importance, ce mémoire porte sur la conception, la modélisation et la réalisation d’un système innovant : un vélo stationnaire capable de produire de l’électricité grâce à l’activité physique dans les espaces publics. L’objectif du projet est de combiner production d’énergie, sensibilisation du public et utilité pratique. Le but principal est de transformer l’effort humain en énergie électrique propre, pouvant être stockée ou utilisée localement. Le système utilise des technologies modernes telles que la carte ESP32, le lecteur RFID et une interface de suivi en ligne via Google Sheets. L’électricité est produite par un moteur à courant continu actionné par le pédalage. Le système comprend également un capteur de courant (ACS712) pour mesurer l’énergie produite, un relais pour gérer l’alimentation, et un buzzer ou un écran LCD pour informer l’utilisateur. Les essais ont montré qu’un groupe de cinq vélos pouvait produire jusqu’à 15 kWh par jour, ce qui est suffisant pour répondre aux besoins énergétiques d’un espace public équipé d’un éclairage LED, de caméras de surveillance, de bornes de recharge pour téléphones ou de trottinettes électriques. La consommation estimée était d’environ 11,4 kWh/jour, ce qui confirme que le système est viable. L’intégration des cartes RFID permet d’identifier chaque utilisateur et de suivre sa contribution énergétique. Cela rend l’expérience plus interactive, motivante et personnalisée. Le projet propose une solution éducative et Écologique, adaptée à différents environnements, qu’ils soient urbains ou ruraux. En résumé, ce travail présente une idée simple, utile et facilement adaptable, qui permet de produire de l’énergie tout en incitant le public à adopter un comportement plus responsable face à la consommation électrique. Mots-clés : électricité verte, vélo stationnaire, énergie renouvelable, ESP32, RFID, capteur de courant, transition énergétique, lieu public, IoT.