Projet d’optimisation d’un véhicule à air comprimé miniature

Bonjour à tous, nous sommes un groupe de quatre étudiants en 2ème année du cycle préparatoire de Polytech Angers. Au cours de notre dernier semestre de formation nous avons réalisé un projet qui avait pour objectif : l’amélioration d’un véhicule à air comprimé fourni par l’école.

Vue générale de la voiture étudiée à air comprimé

Vue générale de la voiture étudiée à air comprimé

1) Description du travail réalisé :

Nous avons passé la majeure partie du temps à réaliser le véhicule sous CAO (Conception Assistée par Ordinateur) sur le logiciel OnShape afin de reproduire le véhicule virtuellement.

Exemple de conception de pièces sous CAO avec esquisse au-dessus et rendu final en-dessous (à gauche: un piston | à droite: le réservoir d'air)

Exemple de conception de pièces sous CAO avec esquisse au dessus et rendu final en-dessous (à gauche: un piston | à droite: le réservoir d’air)

Nous avons ensuite cherché à calculer la vitesse maximale théorique du véhicule afin de chercher à l’optimiser. Pour ce faire nous avons utilisé Excel:

Tableau des différentes forces résultantes en fonction de l'angle de départ de la roue motrice

Exemple de calcul sous excel:Tableau des différentes forces résultantes en fonction de l’angle de départ de la roue motrice


Exemple de formule utilisée (à gauche) et exemple d'utilisation de la CAO pour trouver les couples du système (à droite)

Exemple de formule utilisée (à gauche) et exemple d’utilisation de la CAO pour trouver les couples du système (à droite)


Après une série d’application de formules, nous avons trouvé une vitesse moyenne de 0,31 mètre par seconde.

Une fois cette vitesse obtenue nous avons émis des hypothèses permettant d’améliorer le véhicule telles que :
– Changer le matériau du réservoir (passer du plastique au verre pour augmenter la pression dans celui-ci)
– Remplacer notre réservoir par un réservoir plus grand afin que la voiture puisse rouler plus longtemps
– Remplir notre réservoir avec du protoxyde d’azote à 60 bars au lieu de l’air
– Changer le bâti en plastique par un bâti en carbone
– Supprimer des pièces non-obligatoires sur la voiture
– Calculer les forces pour optimiser les liaisons et ainsi avoir un meilleur rendement
– Changer le revêtement des roues

2) Conclusion :

Même si nous n’avons pas pu mettre en pratique toutes nos théories à cause de la situation sanitaire, nous avons pu améliorer le véhicule théoriquement. De plus ce projet de groupe nous a permis de travailler la communication et la concertation au sein d’une équipe. Il nous a également permis de mettre en pratique nos connaissances apprises au cours de notre cycle préparatoire. Ce fut une expérience très enrichissante.

Bourdais Rémi
Casteur Axel
Gacoin Baptiste
Poupet Eloi

Projet Rubiks Cube 2021 Antoine Nolan Nicolas

Présentation du projet:

Bonjour, nous sommes Antoine Nicolas et Nolan, étudiants en deuxième année préparatoire intégrée de Polytech Angers. Dans l’objectif de réaliser une armoire à énigmes pour le futur escape Polytech nous étions chargés de concevoir une de ces énigmes qui n’était autre que la résolution d’un Rubik’s Cube. Il ne fallait pas simplement résoudre le Rubik’s Cube à la main (ce serait trop simple) mais il fallait le résoudre à l’aide d’un robot qui ferait tourner ces faces grâce à des boutons.

rubik's cube

Phase de conception:

Nous avons aussi pensé à la manière dont nous allions faire tourner le Rubik’s cube. Nous avons opté pour 6 servomoteurs à rotation continue qui seront contrôlés par un Arduino. Ils ont l’avantage de pouvoir tourner comme son nom l’indique en continu et dans les deux sens de rotation contrairement à d’autres moteurs qui ne peuvent tourner qu’à 270°. Pour connaître la force qu’il faudrait exercer pour faire tourner les faces du Rubik’s cube, nous avons effectué des tests simples à Polytech, ce qui nous a permis d’avoir des servomoteurs suffisamment puissants et ainsi ne pas commander des servomoteurs inadaptés. Afin de créer une interface homme-machine affordante, nous avons pensé à des boutons qui auraient la même couleur que la face que l’utilisateur souhaite faire tourner. De plus, nous avons réfléchi à un switch qui permet de faire tourner les faces dans les deux sens. Nous avons également réfléchi à un boitier de contrôle qui permettrait de ranger l’Arduino et la breadboard afin d’avoir un rendu plus agréable à utiliser et à regarder. Enfin, nous avons pensé à mettre un miroir à l’arrière de la structure afin de voir le Rubik’s cube dans son ensemble.

servomoteur

Conception Assistée par ordinateur:

Nous avons ensuite réfléchi sur la forme de la structure qui pourrait accueillir le Rubik’s cube. Nous avons opté pour trois formes différentes, chacune avec ses avantages et ses inconvénients. La première est simple à construire mais présente des problèmes pour accueillir les servomoteurs, il faut réaliser un porte-à-faux assez important afin d’aligner les moteurs avec le centre du Rubik’s cube. La seconde est simple à construire avec une installation facile des servomoteurs, mais les pièces pour la construire ne sont pas disponibles chez notre fournisseur ; il nous fallait des cubes qui puissent relier 4 barres pour former une croix. Enfin, la dernière structure est réalisable avec les pièces disponibles et permet de monter les servomoteurs. Cependant elle est relativement compliquée à monter car il est compliqué de centrer parfaitement les servomoteurs.
Pour mieux visualiser nos idées, un travail de modélisation 3D a été effectué. Nous avons modélisé les pièces présentes sur le site du fournisseur à l’échelle quand les dimensions étaient disponibles. Cela nous a permis d’éviter des problèmes futurs, comme des erreurs de mesures, des problèmes liés à des dimensions inconnues…
Voici les images de nos trois structures :

tableau structure

Code:

Simultanément avec la modélisation 3D, nous avons créé le code Arduino qui nous permettra de faire pivoter nos faces suite à un appui sur un bouton. Le code est relativement simple, il fait tourner le moteur quand l’utilisateur appuie sur le bouton. Il y a en plus un délai entre chaque appui de bouton afin de ne pas faire tourner deux faces en même temps et de risquer de casser le Rubik’s cube.

code

Assemblage:

Une fois la forme de la structure choisie et le code réalisé, nous avons commandé nos pièces et nous les avons assemblées pour commencer à faire des tests grâce à l’Arduino.
Nous avons vissé les barres ensemble grâce à des cubes prévus à cet effet. Une fois cela fait, nous avons mis les servomoteurs dans leur support que nous avons fixés aux équerres. Ensuite, nous avons placé les équerres afin que l’axe de rotation des servomoteurs soit parfaitement aligné avec le centre des faces du Rubik’s cube. Pour tenir le Rubik’s cube, nous avons vissé des entretoises sur les servomoteurs. Ces entretoises sont ensuite mises en contraintes dans des bouchons en liège qui sont collés au centre des différentes faces du Rubik’s cube. En parallèle, nous avons ajusté le temps que mettaient les servomoteurs pour faire tourner les faces de 90°.
Enfin, nous avons eu quelques idées afin de rendre le système plus ergonomique. Par exemple, nous avons pensé à créer une boîte dans le style des contrôleurs de borne d’arcade permettant d’accueillir l’Arduino et les boutons afin que les câbles soient rangés de façon optimale.

structure et boitier

strcuture assemblée (2)

Problèmes rencontrés:

Nous avons rencontré quelques problèmes lors de la conception et de la réalisation de notre projet. Pour commencer, évoquons les problèmes ayant attrait à l’aspect fonctionnel de notre projet. Notre première structure n’était pas adaptée pour faire tourner les faces avec les servomoteurs car il fallait les déporter sur une trop longue distance, ce qui aurait apporté des forces et des moments sur la structure et les servomoteurs supplémentaires, ce que nous voulions absolument éviter afin de faire tourner au mieux le Rubik’s cube. Pour la seconde structure, nous avons eu des problèmes concernant les pièces proposées par le fournisseur avec lequel nous devions travailler. Nous avons donc créé une nouvelle forme pour notre structure, ce qui nous a permis de monter les servomoteurs avec les pièces disponibles. Cependant, cette dernière a été très compliquée à construire car il faut être très précis dans l’installation de nos servomoteurs. Enfin, le problème reste que deux servomoteurs sont un peu déportés de l’axe du Rubik’s cube. Ce problème se corrige un minimum avec les supports de servomoteurs mais cela ne reste pas parfaitement centré.

Nous avons également rencontré des difficultés liées à la logistique. Le temps de livraison de nos pièces a été très long. En effet, nous avons attendu un mois pour que les pièces nécessaires à la construction de la structure et les servomoteurs arrivent. Nous ne pouvions donc rien entreprendre de nouveau car nous ne pouvions pas savoir si de nouvelles difficultés allaient se présenter. Ce problème s’est réitéré avec un nouveau mois d’attente pour les dernières pièces qui nous manquaient.

Nous avons aussi rencontré un problème concernant les servomoteurs car rien n’indiquait sur le site du fournisseur leur manière de fonctionner, c’est-à-dire que nous ne savions pas qu’ils ne se contrôlaient que par la vitesse et non grâce à sa position angulaire. Nous avons donc testé tous les servomoteurs afin de régler les vitesses dans le but de faire un angle de 90° suite à un appui sur un bouton.
Cependant, la friction ne nous permettait pas de réaliser des angles de 90° à chaque fois donc nous avons utilisé des servomoteurs à contrôle angulaire qui ne peuvent tourner que de 270° mais qui permettent quand même d’avoir toutes les configurations pour résoudre le Rubik’s cube. Cependant, nous avons rencontré un problème avec les entretoises qui tiennent le Rubik’s cube. Elles se dévissent lorsque l’on les tourne dans un certain sens, il a donc fallu coller les entretoises au moteur.

Nous avons donc commandé et monté les nouveaux servomoteurs à contrôle angulaire, nous nous sommes malheureusement rendu compte que ces servomoteurs ne tournent pas parfaitement à 270°, nous avons 2 à 3° de décalage ce qui nous empêche de parfaitement utiliser notre solveur de Rubik’s cube.
De plus, nous avons dû changer de « type » de Rubik’s cube car nous avions commencé avec un cube « blanc ». En effet, quand nous faisions tourner les faces, le cube central tournait dans le vide donc nous n’arrivions pas à faire tourner la face. Nous avons donc opté pour le modèle « noir », qui lui est plus rigide mais qui peut être plus compliqué à faire tourner.

Nous avons eu aussi un servomoteur qui était défectueux; dès que nous le branchions, il créait un court-circuit ce qui éteignait l’Arduino instantanément.
Nous avons donc rencontré des difficultés de montages assez importantes. En effet, nous devions fixer le Rubik’s cube à tous les servomoteurs tout en nous assurant que les servomoteurs tiennent à la structure, ce qui n’était pas une mince affaire.

Vidéo du solveur de Rubiks Cube en action:

Conclusion :

Le résultat final est conforme au cahier des charges car il permet à une personne de résoudre le Rubik’s cube par l’intermédiaire de servomoteurs. Cependant, il serait possible d’améliorer de nombreux points afin de rendre l’utilisation de notre système plus facile et plus rapide. Pour commencer, le système frotte donc nous perdons en rapidité. Il nous faudrait donc un moyen afin de rendre la rotation du Rubik’s cube plus fluide ou de mieux centrer nos servomoteurs. Nous pourrions aussi surement améliorer la visibilité en ayant un moyen de voir le Rubik’s cube sans l’intermédiaire d’un miroir, pourquoi pas une caméra qui nous permettrait de voir toutes les faces du Rubik’s cube en même temps grâce à un moniteur externe. Enfin, nous pourrions avoir un tableau de jeu plus agréable pour l’utilisateur, c’est-à-dire un tableau de jeu qui pourrait plus ressembler à ceux des bornes d’arcade avec des boutons plus gros donc plus faciles à manipuler.

Modélisation 3D et Analyse de Structure

Bonjour,

Nous sommes Line Bouwens et Simon Coiffard, deux étudiants du cycle préparatoire à Polytech Angers. Lors de notre quatrième semestre, nous avons un projet de conception à réaliser. Nous souhaitons tous les deux intégrer la filière « Bâtiment : Exploitation, Maintenance et Sécurité » l’année prochaine. Il nous paraissait donc évident de choisir un projet dans le sens de notre objectif professionnel.

Notre projet va donc consister en une étude de plusieurs problématiques de dimensionnement. Nous allons vérifier la résistance d’éléments de la structure d’un bâtiment vis-à-vis des charges de services qu’il est susceptible de subir durant sa durée de vie, via 2 logiciels, Revit et Robot. Ce sont des logiciels Autodesk déjà installés sur les ordinateurs de l’école. Enfin, dans la mesure du possible, un prototype du bâtiment, à échelle réduite, sera obtenu par impression 3D en utilisant la maquette numérique.

Les premières heures ont été occupées par des didacticiels de prise en main des logiciels. Revit est un logiciel de design de bâtiment. Il nous permet de créer l’architecture désirée. Nous pouvons également appliquer les charges que l’on souhaite étudier. Le logiciel Robot calcule ensuite les effets de ces forces sur la structure et nous affiche les diagrammes sur le bâtiment comme sur la figure ci dessous.

moments induits par les forces

Ainsi, nous pouvons voir les parties soumises aux efforts les plus importants. Nous voyons ici que les forces impliquent une flexion du toit de l’abri. Si la flexion dépasse un certain degré de sécurité, nous devons y remédier en ajoutant des renforts, tels que des poteaux, pour soulager la structure. Ces modifications éventuelles de structure seront faites sur Revit puis prises en compte par Robot.

La première partie a été sur des structures simples. Pour la suite du projet, c’est notre professeur encadrant qui nous a donné le fichier du bâtiment final. Une vue d’ensemble est présentée sur la capture d’écran ci-dessous. Il est déjà dimensionné, notre travaille consiste donc à vérifier certains éléments de structure. Suite à la chute d’un balcon dans la ville d’Angers il y a 3 ans et le nombre d’accidents récurrents ayant pour cause des défauts de dimensionnement de la structure, nous avons décidé de s’intéresser à cette partie là en particulier.

vue du batiment

Nous avons vérifié, pour des formes de section des poteaux rondes et carrées ainsi que pour plusieurs liaisons au balcon, la résistance des poteaux au flambement, ou flambage, c’est à dire sa tendance à se déformer dans le sens perpendiculaire à la compression qu’il subit. Lors de tous nos calculs, nous obtenons une résistance très suffisante. Nous avons calculé le diamètre minimal des poteaux, qui est largement inférieur à celui alors sur le modèle Revit.

Le projet nous a ensuite amené à calculer la flèche du balcon, c’est à dire les efforts tranchants et moments interieurs du balcon, selon la position de la section étudiée par rapport au mur du bâtiment soutenant le balcon.

étude des forces et des moments

étude des forces et des moments

Pour finir, nous avons décidé d’ajouter sur le modèle Revit, du ferraillage dans le balcon et la dalle du premier étage. Nous avons donc fait les calculs. Cela consiste à déterminer leur taille mais aussi la densité, c’est à dire la répartition des armatures en métal.

Après avoir étudié ce bâtiment et sa structure, nous pouvons conclure qu’il est possible de le construire en toute sécurité.
Même si nous n’avons pas pu finaliser ce projet en imprimant la structure en 3D, cela nous a permis de découvrir de nouveaux logiciels qui nous seront utiles dans la suite de nos études ainsi que dans notre vie professionnelle. On a également pu étendre nos connaissances sur le domaine du bâtiment et comprendre pourquoi, malheureusement, des accidents peuvent arriver malgré les coefficients de sécurité pris en compte par les bureaux d’études.

Si le projet était à refaire, je demanderai au professeur de nous donner un bâtiment mal dimensionné afin de réfléchir par nous même aux différentes solutions que l’on pourrait apporter. Cela serait plus captivant et permettrait de mettre en avant notre créativité.

Nous remercions donc Hassen Riahi, professeur encadrant qui nous a proposé ce sujet, puis guidé et qui a répondu à nos questions.
Merci également à l’ensemble de l’équipe enseignante qui à rendu ces projets possibles.

Et finalement, merci à vous de nous avoir permis de partager nos découvertes et apprentissages avec vous;

Line Bouwens et Simon Coiffard, étudiants en EI2 (2018-2019)

Le Vélo-Bus

Bonjour à tous et bienvenue sur l’article du Vélo-Bus!

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Nous sommes un groupe de 4 étudiants en 2ème année de cycle préparatoire. Pour notre projet de semestre composé de 80 heures nous avons choisi de continuer le projet du vélo-bus qui avait déjà débuté l’année dernière sous l’encadrement et l’aide de Laurent Saintis. Le groupe précédent avait réalisé une première partie de la conception du véhicule que nous avons repris et modifié. Le projet du vélo bus est un projet de grande ampleur qui nécessite plus de 80h pour être fini: c’est pourquoi nous nous sommes concentrés sur la partie châssis du véhicule.

Qu’est ce qu’un vélo-bus ?

Le vélo-bus est un concept innovant. Il s’agit d’un véhicule de la taille d’un minibus qui avance grâce au pédalage de six personnes (maximum). La direction est assurée par un conducteur à l’avant du vélo-bus.

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(exemple de prototype d’un vélo-bus)

Quel est le but du vélo-bus ?

Son but est de permettre aux étudiants de Polytech Angers de se déplacer sur le campus de belle beille par groupe de 7. Il s’agit d’un réel besoin car la pause du midi est de 1h10, cela ne laisse pas beaucoup de temps pour se rendre au restaurant universitaire et manger : il faut compter dix bonnes minutes à pied. Il est de même lorsqu’il faut se rendre à l’IUT pour les travaux pratiques de certaines matières.

Etapes du projet

Notre Projet plutôt orienté sur une phase de réalisation et de fabrication, s’est déroulé en 3 étapes principales.

1.Conception

Avant de pouvoir débuter la fabrication, il était nécessaire de passer par une phase de conception. Cette phase s’est décomposée en 2 sous parties. La première d’entre elle consistait à récupérer et à nous approprier les éléments proposés par l’ancien groupe. Nous nous sommes rapidement rendu compte que de nombreux éléments n’avaient pas été judicieusement choisi et c’est pourquoi nous avons dû refaire une seconde modélisation du véhicule. Cette modélisation a le mérite d’être réalisable et modulable avec des éléments de récupération. Elle permet également d’être plus envisageable pour une réelle construction.

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(Modèle 3D du châssis sur SolidWorks)

2.Prise de mesure et tests

Bien que nous avions peu d’éléments sur lesquels nous baser pour réaliser des tests et prendre des mesures, cette étape était nécessaire pour nous permettre le dimensionnement du véhicule. Nous avons donc réalisé plusieurs tests sur les éléments à notre disposition pour nous permettre d’avoir une conception 3D fiable et réaliste.

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(Prise de mesure de l’écartement des différents vélo)

3.Réalisation

Cette partie fût la plus gratifiante pour l’ensemble des membres de notre projet. En effet, cette dernière nous a permis de fabriquer et de manipuler les différents éléments préalablement conçus.
Nous avons utilisé d’anciens vélos sur notre véhicule où nous avons décidé de scier l’arrière du cadre pour obtenir une forme plus esthétique et plus compacte.

IMG_20190403_163640 (2)(test de sciage de l’arrière d’un cadre de vélo)

Nous avons également dû extraire toutes les pièces inutiles sur nos vélos. En effet nous avons seulement utilisé les cadres, les pédales et le pédalier; c’est pourquoi la fourche, les roues, le guidon etc… ont du être désassemblés.

(Timelapse désassemblage vélos)

Pour la réalisation du bâti nous avons décidé de le construire avec des profilés en aluminium. En effet il s’agit d’un matériau léger, solide et accessible financièrement. De plus, nous avons réussi à trouver un fournisseur qui permettait d’obtenir ces profilés déjà coupés et dimensionnés. Nous avons donc reçu notre commande et l’avons assemblée.

(Timelapse assemblage châssis)

Conclusion
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Après 4 mois de travail sur le projet du vélo bus, nous sommes fiers du travail accompli. Nous sommes partis du cahier des charges étudié l’année dernière par un autre groupe pour aujourd’hui proposer un prototype de châssis et de nombreux autres éléments du vélo-bus. Grâce à ce projet, nous avons pu mettre en pratique de nombreux éléments théoriques appris durant nos 2 ans d’étude.
Ce type de projet nous a permis de nous rendre compte de la difficulté de ce type de projet mais également de nous confronter au monde du travail auquel l’ingénieur doit faire face.

Char à voile radiocommandé

Bonjour à tous !

Nous sommes 4 étudiants en deuxième année du cycle préparatoire de POLYTECH ANGERS: BRIAND Clément, SYS Jérémy, GUIBERT Corentin et ZAKIAN Adrien. Durant le second semestre, nous avons travaillé sur la construction d’un char à voile radiocommandé.

L’objectif de ce projet de 80 heures, est de construire une char à voile radiocommandé de classe 1, doté d’une intelligence. Le char doit être fonctionnel, il doit avancer grâce au vent et il doit pourvoir être dirigé grâce à une radiocommande. La partie radiocommandée concerne la direction ainsi que la tension de la voile. La partie intelligente est libre d’interprétation, elle comprend tout ce qui touche à l’adaptation du char à voile à son environnement de manière autonome.

Nous partons de la feuille blanche, aucune contrainte ne nous est imposée concernant la conception à l’exception des dimensions qui doivent respecter celles d’un char voile de classe 1 c’est à dire 0.75 mètre de longueur, 0.5 mètre de largeur et 1 mètre d’hauteur.

RÉALISATION DU PROJET

  1. Recherche des solutions existantes

    Dans un premier temps, nous avons effectué un travail de recherche sur ce qui existait déjà. Il existe une communauté très active dans le modélisme.
    Voici le modèle sur lequel nous nous sommes basé pour la conception :

    modèle char

    Nous avons choisi d’utiliser de l’aluminium pour la structure, du dibond pour la plaque, un mât et une bôme en carbone ainsi que des roues de trottinette. La rotation de la roue avant est assurée par une charnière de porte. Nous avons fait réaliser la voile par un professionnel pour avoir la meilleure qualité possible.

  2. Fabrication

    Après avoir modélisé le char à voile sur SolidWorks, nous sommes passés à l’usinage de nos pièces et à la construction du char.
    Cette étape a été la plus longue car nous avions des pièces a créer entièrement comme la fourche avant ou le pied de mât.
    Nous avons utilisé la fraiseuse numérique du FabLab afin que nos découpes soient les plus précises possibles.

    Résultat :
    construction char

  3. Ajout de l’électronique

    Il nous a fallu ensuite ajouter la partie électronique afin de contrôler le char à voile. La direction est assurée par un servomoteur relié avec du fil de pêche à la fourche avant. La tension de la voile est gérée par un servotreuil. Les servomoteur et servotreuil sont branchés directement sur le récepteur de la radiocommande. L’alimentation est assurée par une batterie Lipo 3S qui délivre du 11,1 V. Nous avons donc rajouté un régulateur de tension en série afin de convertir la tension en 5V acceptable pour les composants.

    20190617_091459

    RÉSULTAT FINAL
    Résultat final


    • Difficultés rencontrées

    • Dépassement de la longeur de 3cm
    • Problème de coaxialité
    • Ouverture dans le profilé qui a fragilisé la struture
    • Défaillance du récepteur
    • En raison de l’absence de vent, nous n’avons pu tester le char à voile qu’en le poussant
    • Nous n’avons pas eu le temps d’intégrer la partie intelligente avec capteur à ultrason et centrale inertielle

Résultat de ces 80h

Projet mélangeur de cartes pour le poker

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Nous sommes 5 étudiants de 2ème année de cycle préparatoire à Polytech Angers : Réda JALALI, Corentin LAURENDEAU, Maxime MARTIN, Lilian MOUCHARD et Marion WACHOWIAK.

Dans le cadre de notre cursus, nous devons réaliser un projet de conception en 80 heures. Nous avons choisi de réaliser le projet Mélangeur de Cartes, dans lequel nous avions pour objectif de créer un mélangeur de cartes parfait : c’est à dire, où chaque carte à la même probabilité d’être à chaque place du paquet de cartes une fois mélangé.

Sur le marché, il existe des modèles de mélangeurs de cartes parfaits mais ils sont très coûteux : ils sont généralement autour de 15000€ et ne sont utilisés que par les professionnels (casinos, etc), comme ceux-ci

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Il existe également des mélangeurs de cartes peu onéreux, environ 25€ mais non parfait, comme celui-ci, facilement trouvable :

melangeur

DESCRIPTION

Pour cela, nous avons choisi de réaliser une maquette constituée de plusieurs éléments : un éjecteur de cartes, une tour avec 52 étages, un tiroir servant à récupérer les cartes.

Pour la partie éjecteur : nous avons réalisé une maquette en bois, avec du papier et un système avec 3 roues qui tournent grâce à 3 moteurs.

Ce système nous permet d’attraper les cartes une par une et de les guider dans l’éjecteur jusqu’à ce qu’elles soient éjectées dans la tour.

Pour cela, nous avons utilisé une carte Arduino, 3moteurs CC (courant continu) et 2 shields moteur :

 

Ensuite, pour faire monter/descendre l’éjecteur le long de la tour, nous avons utilisé un moteur pas à pas ainsi qu’un capteur photosensible, ce qui permet une précision supérieure à celle que nous aurions pu obtenir avec des moteurs CC.

Le guidage de l’éjecteur le long de la tour est effectué par des crémaillères.

 

En ce qui concerne la tour, elle a été réalisée en CAO sur SolidWorks puis imprimée avec l’imprimante 3D de Polytech Angers.
Lorsque toutes les cartes ont été mises dans la tour, les parois extérieures de celle-ci bougent et la pile de cartes tombe.

Pour cela, nous avons utilisé une carte Arduino et 2 servomoteurs :

 

PARTIE RANDOMISATION

La partie randomisation des cartes est assurée par un programme qui gère les 3 moteurs CC de l’éjecteur. Pour obtenir un “aléatoire parfait” la base du programme est un pin qu’on laisse dans le vide, personne ne peut donc connaître la valeur de celui-ci.

 

FONCTIONNEMENT DE LA MAQUETTE

Le maquette suit les étapes suivantes :

  •  Attraper une carte.
  •  Décider de la place où la positionner dans la tour (réalisé par le programme qui gère les moteurs qui servent à attraper les cartes).
  •  Faire monter l’éjecteur.
  •  Éjecter la carte pour la positionner dans la tour.
  •  Faire redescendre l’éjecteur.
  •  Répéter les opérations suivantes jusqu’à ce que toutes les cartes soient positionnées dans la tour.
  •  Une fois la tour pleine, les servomoteurs se trouvant sous les parois de la tour sont actionnés et elles bougent pour laisser tomber les cartes dans le tiroir situé en dessous.

 

1ère étape : Le système avec les roues attrape une carte puis la guide le long de l’éjecteur.

 

2ème étape : L’éjecteur se déplace en fonction de la position qui a été attribuée à la carte puis éjecte la carte dans la tour.

 

3ème étape : Lorsque toutes les cartes ont été mises dans la tour, les servomoteurs font bouger les parois extérieures de celle-ci pour que la pile de carte tombe.

Il n’y a plus qu’à récupérer les cartes (et à jouer, bien évidemment 😉 !)

 

Voici deux vidéos montrant le fonctionnement de la maquette finale, avec l’éjecteur et la tour :

 

 

Nous tenons à remercier notre encadrant de projet, M. Lagrange.

Muscle artificiel via origami

Lien

    Bonjour à tous !

Nous sommes trois étudiants de Peip2, dans le cadre de nos études nous avons choisi de travailler sur les muscles via la technique de l’origami dans le but de trouver de nouvelles formes de liaisons mécaniques. Durant ce projet, nous avons été accompagné par M. Verron.

Les muscles artificiels via origami sont des objets techniques imaginés par un travail collaboratif entre l’université d’Harvard et du MIT. Créés dans l’objectif de trouver une alternative aux moteurs électriques couramment utilisés, ces muscles pourraient être une solution en terme de rendement et de masse de système.

La première étape de ce projet était de s’approprier les travaux déjà entamés du MIT afin de comprendre les principes de base de la mécanique des fluides et de la mécanique du solide. Le but étant de s’approprier les mouvements créés par les différentes formes origamiques.

Pendant ce projet, nous avons décidé de travailler sur plusieurs formes d’origami afin de créer différents mouvements pour nos prototypes. En expérimentant tout d’abord avec des matériaux de récupération, nous nous sommes ensuite aidé du logiciel solidworks pour la modélisation des embouts et des structures internes au muscle.

Embout Grappin triangle et trapèze pour la structure.

Embout Grappin triangle et trapèze pour la structure.

Les prototypes que nous avons expérimentés sont construits de la manière suivante :

Conclusion :
Nous avons été très satisfait de ce projet tout au long de son déroulement. Il a représenté pour nous un défi technique intéressant car nous voulions créer des muscles intéressants technologiquement mais aussi visuellement. Le coté démonstratif était important car nous pensons qu’il serait intéressant de présenter de tels objets lors des portes ouvertes de l’école pour représenter l’option QIF.

Goodies Polytech Angers

La plus belle photo du monde

Nous avons été 3 à travailler sur ce projet : Manal EL AZHAR, Guillaume ROUZES & Aristide HUET.
Notre projet était de concevoir 2 goodies Polytech par personne. Il était très intéressant car cette année l’école est passée de ISTIA à Polytech Angers. Nous avons été accompagnés par deux professeurs : Mme. Cécile GREMY-GROS et M. Pascal CRUBLEAU. Avant de débuter nos conceptions, nous avons effectuer un benchmark ainsi que la formalisation de l’identité de l’école.

Le Benchmark

Les benchmarks sont souvent utilisés pour faire une étude comparative sur le marché. En l’occurrence, nous avions fait un benchmark pour comparer les différents goodies déjà existants dans les autres écoles Polytech par exemple ou même sur un autre continent, comme par exemple avec Harvard aux Etats-Unis.

Nous avions regroupés nos découvertes ainsi que nos idées dans le format d’une mind map (cf. fig. 1).
mind map

figure 1 : Mind map des goodies existants dans le monde

Grâce à nos recherches, nous avions pu conclure que les goodies d’une manière générale étaient très bénéfique pour une entreprise/école pour en diffuser l’image.

L’identité de l’école

Pour formaliser l’identité de l’école, nous avions décidés de réaliser un sondage sur l’outil Google Forms pour permettre aux étudiants et aux membres du personnel de nous donner leur avis sur l’identité et sur les goodies en général. A ce sondage nous avons eu 214 réponses, d’étudiants et du personnels. A partir de ces résultats, nous en avons conclut que Polytech Angers est une école dynamique avec beaucoup d’événements organisés tout au long de l’année. C’est aussi une école à échelle humaine avec un nombre modéré d’étudiants, ce qui permet une certaine proximité avec les professeurs. C’est également une école internationale comme nous le montre l’instauration de la semaine internationale avec des intervenants venant de différents pays européens, Lituanie, Portugal, Irlande, Allemagne…

Sur le sondage, nous avions proposer une liste de 16 goodies que nous trouvions intéressant à concevoir et prototyper, les étudiants et le membre du personnel avaient la possibilité de choisir 6 goodies parmi les 16. Nous avions donc une idée des goodies que les gens préfères, avec en tête le T-shirt, la gourde et le port-clés. (cf. fig. 2)
sondage

figure 2 : Diagramme bâton des goodies les plus demandés

Suite à ce sondage, nous avions tous les trois choisi 2 goodies chacun dans la liste :

  • Manal : La gourde & le tote bag
  • Guillaume : Le T-Shirt & le mug
  • Aristide : La bague d’obtention de diplôme & le porte-clés décapsuleur

Présentation des goodies sélectionnés

  • Guillaume
  • Pour le mug, je voulais un objet à l’image de l’école et de la ville d’Angers. Pour représenter l’école le logo suffit. Pour représenter la ville, la skyline d’Angers fait tout le tour du mug, avec des monuments importants de la ville, le théâtre, la cathédrale par exemple. La couleur bleu marine du mug rappel le réseau Polytech avec ses 13 000 étudiants.

    figure 3 : Aperçu du mug Polytech

    Concernant le T-shirt. De part notre Benchmark nous avons remarqué que différentes Universités américaines utilisées le modèle du T-shirt baseball. J’ai donc décidé d’en prendre inspiration. En utilisant une fois de plus couleur bleu marine représentant le réseau Polytech et qui se marie bien avec le logo de l’école. Pour le prototype du T-shirt j’ai acheté sur internet le modèle puis j’ai fait floquer le T-shirt dans une boutique Angevine. Le résultat est à la hauteur des espérances et de bonne qualité.

    photo de t-shirt trop cool

    figure 4 : Aperçu du T-shirt Polytech

  • Aristide
  • J’ai choisi la bague d’obtention de diplôme et le porte-clés décapsuleur car je les trouvais très intéressant au niveau de la conception ainsi que pour l’aspect créatif.

    La bague d’obtention de diplôme est un bijou communément distribué au Etats-Unis lors de l’obtention de diplôme des étudiants. C’est une bonne manière de se remémorer les études et en garder un bon souvenir. On peut également s’en servir pour savoir ou est-ce que un ancien étudiant a étudié.
    Pour la modéliser, j’ai utilisé un logiciel qui se nomme Solidwork’s. C’est un logiciel souvent utilisé dans le milieu industriel pour concevoir des pièces avec des dimensions exacts et ensuite les usiner.
    J’ai voulu garder un aspect simple pour que la bague puisse être porter plus facilement avec d’autres bijoux. Sur le bague se trouve le sigle ‘P’ de Polytech, à gauche du sigle se trouve l’année de l’obtention du diplôme et à droite se trouve la ville de l’obtention du diplôme. Etant donné que Polytech est un réseau, cela est intéressant d’indiquer la ville pour que les ingénieurs se reconnaissent lors de divers événements liés aux anciens étudiants.

    bague

    figure 5 : Aperçu de la bague sur le logiciel Solidwork’s

    Pour le porte-clés décapsuleur, j’ai décidé d’accentuer plus la conception sur l’aspect créatif en transformant le logo Polytech en décapsuleur. Je voulais créer un goodies esthétique tout en étant simple. Pour la modélisation, j’ai également utilisé le logiciel Solidwork’s.
    J’ai pris l’initiative de changer les dimensions pour l’adapter à un décapsuleur. En effet, j’ai rogné sur la partie circulaire du ‘P’ pour pouvoir ouvrir une bouteille et j’ai allongé la barre du ‘P’ pour avoir une meilleure prise en main.
    Grâce à son design original et hors du commun, ce porte-clés décapsuleur peut être utilisé durant un afterwork par exemple et commencer une conversation à propos de l’école.

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    figure 6 : Photographie du décapsuleur en aluminium

    J’ai fait usiner le décapsuleur par un particulier. Le résultat final est correct et en aluminium, ce qui le rend léger et solide en même temps.

  • Manal
  • Parmi l’ensemble des goodies proposés, j’ai choisi le sac en tissu et la gourde, car ce sont deux objets que j’utilise dans la vie courante. Ils permettront aussi d’aider les étudiants et le personnel à réduire les déchets qu’ils produisent. (ex :bouteilles en plastiques, sac en plastiques)

    Concernant le tote bag, j’ai créé un sac en tissu rectangulaire bleu marine avec de larges anses sur lesquels est inscrit le nom de l’école. J’ai aussi ajouté un grand logo Polytech sur le devant du sac afin de mieux diffuser l’image de l’école sur le campus ou dans la ville par exemple. Pour ce qui est de la couleur, j’ai choisi le bleu marine qui est une des deux couleurs représentatives de Polytech qui compte plus de 15 000 étudiants en France à ce jour. Elle permettra ainsi au sac de sortir du lot, car la majorité des sacs en tissus sont de couleur beige/écru.

    Tote Bag

    figure 7 : Aperçu du Tote Bag

    Pour ce qui est de la gourde, je me suis inspirée de ma bouteille d’eau, en effet, j’ai repris l’idée de la boucle sur le bouchon afin d’y intégrer le logo du réseau. J’ai aussi pris inspiration dans les bouteilles isotherme Swell au niveau de la forme et du matériau utilisée pour les bouteilles (acier). Dans mon cas, j’ai privilégié l’aluminium, car plus léger et moins chère.

    Gourde

    figure 8 : Conception de la gourde

    J’ai ensuite dessiné ne première esquisse de la bouteille, puis je l’ai conçu sur Solidworks. Voici le résultat final sur Solidworks (cf figure ci-dessous) , comme vous pouvez le constater, le nom Polytech Angers est inscrit sur la bouteille et sur le bouchon. J’ai également modifié la position initiale de la poignée, car la première ne correspondait pas avec le haut de la bouteille. Pour le prototype, j’ai choisi de seulement réaliser le bouchon car c’est l’élément principal du goodies et que c’est elle qui diffuse le plus l’image de l’école. J’ai donc décidé d’imprimer le bouchon en 3D malheureusement j’ai rencontré quelques difficultés lors de l’impression mais le résultat final est satisfaisant.

    Bouchon hyper méga beau

    figure 9 : Prototype du bouchon Polytech Angers

    Conclusion

    Ce projet fut très intéressant pour nous trois. L’idée de concevoir un goodies pour diffuser l’image de l’école nous a directement charmée. Nous avons aimer le côté créatif que le projet nous a imposé et le fait de trouver des designs innovants était un réel défi. Les 3 goodies que nous avons prototyper sont de bonnes qualités mais par manque de temps et de budget, nous n’avons pu exploiter le maximum de nos goodies.