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Gérer la Maintenance et la Sécurité dans un bâtiment en réalité augmentée

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  • Présentation du groupe

Bonjour à toutes et à tous !
Sur ce projet, nous sommes un groupe de 4 étudiants : Daniel, Paul, Tomas et Valentin. Nous avons choisi ce projet car nous avons directement aimé la fusion entre l’univers de la réalité augmentée et le bâtiment. De plus, nous sommes, certains plus que d’autres, intéressés par le secteur du bâtiment.

  • C’est bien beau tout ça, mais quel est le but de notre projet ?

L’objectif de notre projet est d’exploiter la réalité augmentée afin de faciliter l’évacuation d’un bâtiment en cas d’incendie. Pour ce faire, nous nous sommes fixés plusieurs objectifs :

  • Afficher le plan en 3D de Polytech Angers
  • Afficher, lorsque l’on scanne l’étiquette d’un extincteur, son utilisation
  • Afficher les extincteurs, lorsque l’on scanne le numéro de porte, sur le plan en 3D de l’étage sur lequel nous sommes
  • Afficher la sortie de secours la plus proche de la salle à laquelle nous nous trouvons tout en réalisant une simulation d’incendie
  • Afficher sur l’application le tracé du chemin vers la sortie de secours la plus proche

Afin de répondre a la problématique posée, nous avons décidé de créer une application sur smartphone basée sur la réalité augmentée et pour y parvenir nous avons utilisé un logiciel de modélisation : Unity.

  • Réflexion

Au départ, nous ne savions pas par où commencer étant donné que notre projet est assez large. Nous avons d’abord cherché à en savoir davantage sur le sujet en lisant différents documents sur le domaine du bâtiment, en regardant de nombreuses vidéos et notamment sur le fonctionnement du logiciel Unity : la prise en main, comment modéliser des structures en 3D, comment créer une application de réalité augmentée à partir de Unity. Nous avons eu également accès en parallèle aux documents sur la sécurité incendie et aux différents plans d’évacuations du bâtiment Polytech.

Ensuite, nous avons commencé à nous questionner sur comment allons nous adapter notre projet pour répondre a la problématique : gérer la maintenance et la sécurité incendie en réalité augmentée.

Dans un premier temps, l’idée qui nous est venue en tête était de développer une application pour smartphone à partir de Unity dans laquelle l’objectif serait de pouvoir afficher en réalité augmenté la composition intérieur des murs au niveau de la tuyauterie, les câbles électriques ou encore les systèmes de ventilations par exemple. Cependant, nous n’avons pas pu donner suite à cette première idée car faute de documentation : nous n’avions aucun document expliquant quoi que ce soit sur la composition des murs de Polytech.

Dans un second temps, nous avons également pensé à créer une application ( toujours à partir de Unity ) dans laquelle le but aurait été de créer un GPS qui nous indiquait notre position actuelle au sein du bâtiment de Polytech. Il nous afficherait également le chemin le plus court vers une sortie en évitant un potentiel départ d’incendie. Encore une fois, nous avons du laisser cette idée de côté car actuellement les géants tels que google, waze, etc… commencent petit à petit à développer ce type de GPS et sur internet, nous n’avons également rien trouvé de concret sur le type de GPS que nous voulions concevoir.

  • Une Idée convaincante

Finalement, nous avons trouvé une idée qui nous a convaincue, qui répondait à nos objectifs et à notre problématique. Nous avons décidé de développer une application (toujours à partir de Unity) qui ressemble un peu à la fusion de nos deux premières idées : l’objectif de notre application est dans un premier cas de pouvoir scanner avec son smartphone le numéro d’une salle qui par la suite affichera sur l’écran le chemin le plus court vers la sortie, et ce, en évitant un potentiel incendie.

Image
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Dans un deuxième cas, de pouvoir scanner un extincteur qui afficherait sur notre écran tout ce qu’il faut savoir à propos de cet outil, comme le manuel d’utilisation, les précautions à prendre ou encore dans quelle genre de situation il faut l’utiliser.

  • Réalisation du projet

La réalisation de notre projet final présenté ci-dessus, s’est faite en plusieurs étapes. Nous avons tout d’abord commencé par télécharger les plans des différents étages de Polytech. Ensuite nous avons ouverts ses fichiers sur Unity pour pouvoir ensuite partir sur la conception 3D de nos différents étages.

Désormais, à partir de nos plans nous avons donc commencé la modélisation 3D : le but était de partir de notre plan comme une base et il fallait créer des éléments 3D tels que des rectangles pour modéliser les murs et des cylindres pour modéliser les piliers.

Ensuite, il suffisait juste de créer notre élément en 3D et de le superposer à notre base. Une fois que nous avions fini de modéliser l’entièreté de notre base en 3D, nous nous sommes penchés sur la création de nos chemins de sortie. Nous avons décidé de les représenter sous forme de flèches rectangulaires.

Au cours de notre projet on ne s’est pas simplement limités à la conception 3D du bâtiment de Polytech, nous avons voulu aller plus loin en créant des animations tels que : le feu pour simuler un potentiel incendie et nous avons choisi de créer une petite animation de surbrillance pour nos chemins de sortie afin qu’il soient plus visibles :

En parallèle, nous avons exploité la réalité augmentée à partir de Unity grâce à un module nommé Vuforia. Nous avons commencé par prendre en photo les numéros de salles des différents étages que nous avons, puis, nous avons déposé en ligne sur le site de Vuforia. Par la suite il nous a fallu télécharger la base de données de ces images sur Unity. Ainsi, il suffisait d’associer les images de nos étages finaux modélisés en 3D à nos images prises antérieurement. Pour finir, afin de créer notre application il suffisait juste de “build” l’application à partir du module Vuforia sur Unity : c’est a dire que le logiciel Unity créé automatiquement notre application de réalité augmenté.

Pour conclure, une fois tout réalisé nous avons testé notre application sur les différents étages de Polytech. Nous obtenons ainsi les résultats suivants qui nous sembles très réussis :

  • Nos problèmes rencontrés

Notre premier problème rencontré, comme précisé précédemment à été le manque de documentation et d’information concernant la composition interne des murs en terme de tuyauterie et d’électricité et par conséquent nous avons du laisser de côté cette idée.

Au cours de notre projet, nous avons eu des difficultés avec le logiciel Unity. En effet, au démarrage, nous n’avions aucune connaissance sur le logiciel, c’est pourquoi nous nous sommes énormément informés sur le sujet par le visionnage de tutoriels sur internet ou encore en consultant des sites web spécialisés dans le domaine. Cependant, bien qu’on ait réussi à finaliser notre projet, la prise en main du logiciel à été relativement compliquée.

Nous avons également rencontré des problèmes avec nos fichiers, notamment sur le transfert de fichier entre Unity et le téléphone ou parfois même à gérer des fichiers dans Unity car le logiciel ne pouvait pas supporter des fichiers trop volumineux (principalement pour le module vuforia qui ne supporte pas des images de plus de 2 Mo). Par conséquent, il était parfois difficile voir même impossible de transférer des fichiers.

  • Bilan

Ce projet nous a permis d’apprendre énormément de chose : tout d’abord sur l’aspect purement technique on a appris à utiliser le logiciel de modélisation Unity, notamment sur la manipulation 3D : comme la modélisation du bâtiment de Polytech par exemple.

D’autres part, ce projet nous a involontairement obligé à nous intéresser davantage sur le domaine du bâtiment à propos de la maintenance, l’entretien et la sécurité : nous avons fait de nombreuses recherches, nous avons lu énormément de documents sur le sujet et nous avons aussi appris à lire des plans d’évacuation par exemple.

Finalement, notre projet qui reste technique sur la partie Unity et intuitif sur l’ensemble, nous à permis d’apprendre énormément sur le monde du bâtiment et l’informatique à travers la modélisation 3D.

Etude et prédiction de l’activité dans un logement

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Présentation du groupe

Bonjour, nous sommes 3 étudiants (REVEAU Mario, HERVE Grégoire et SCHERRER Mathieu) en Peip 2. Nous allons vous présenter notre Projet Tutoré intitulé Etude et prédiction de l’activité dans un logement qui a été encadré par M. PANNIER.

Contexte

En France, 44% de l’énergie est consommée par le secteur du bâtiment. En comparaison, le secteur des transports représente 31,3% de cette consommation. De plus, on lui attribue 27% des émissions de CO2 du pays en 2018. Ces observations montrent que le secteur du bâtiment représente un domaine clé de la transition écologique en France. En effet, depuis quelques années la France essaye de limiter l’impact de ce domaine sur l’environnement. Cela passe par la compréhension de l’occupation des bâtiments car elle a un grand impact sur la consommation énergétique de ceux-ci.

Présentation du projet

Premièrement, ce projet avait pour objectif de produire des graphiques afin de visualiser les données telles que le bruit, la température, l’humidité, la pression, le taux de CO2 et la consommation électrique dans un bâtiment sur une période donnée et en fonction de son occupation. Ensuite, à l’aide des grandeurs mesurées et des données fournies par les occupants, l’objectif était d’estimer la présence (ou l’absence) et l’activité des occupants en fonction de données enregistrées par des capteurs.

Déroulement du projet

La première étape de ce projet a été le choix des capteurs qui nous ont permis d’enregistrer les données. Nous avons choisi d’utiliser les “Capteurs de Qualité de l’Air Intérieur Intelligent” de la marque Netatmo. Ces capteurs mesurent l’humidité en pourcentage (%), la concentration de CO2 en parties par million (ppm), le bruit en décibels (dB), la température en degré Celsius (°C) ainsi que la pression en hectopascal (hPa). Une fois connectés au wifi, ils envoient les données enregistrées afin qu’elles soient conservées sur un serveur. Nous avons ensuite pu les télécharger au format csv afin de les exploiter.

Capteur Netatmo

Capteur Netatmo

Dans un premier temps, les capteurs ont été installés dans nos appartements ou maisons respectifs ainsi que chez M. PANNIER. Afin d’avoir un nombre important de mesures, ils y sont restés un mois. Durant ce temps de mesures, les habitants ont noté leurs activités afin de pouvoir faire correspondre les mesures et les activités.

Exemple de Tableau d'activité

Exemple de Tableau d’activité

Ensuite nous avons développé un outil de visualisation des données sous Python 3. Nous avons également développé des programmes de Machine-Learning capables de prédire la présence et l’activité des occupants à partir de données entrées par l’utilisateur.

Interface

Interface

Prédiction de la présence

Prédiction de la présence

Pour créer le modèle de Machine-Learning, nous avons du “apprendre” à notre ordinateur à détecter la présence ainsi qu’à détecter l’activité. Pour cela nous lui avons donné de nombreuses données enregistrées par les capteurs avec la solution (par exemple : il n’y a personne dans la pièce). Ensuite un algorithme lui a permis de reconnaitre les données de présence et d’absence (de même pour les activités). Et pour finir nous l’avons testé et optimisé afin qu’il donne des résultats avec la meilleure précision possible.

Conclusion

Nous avons tous apprécié ce projet autant sur la partie recherche que sur la partie programmation car cela nous a permis d’acquérir de nouvelles connaissances. Nous tenons à remercier notre tutrice M. PANNIER pour son aide ainsi que M.Vorger et M. Robillart d’avoir pris de leur temps pour répondre à nos questions et d’avoir apporté de l’intérêt à notre projet. Enfin, nous remercions plus généralement Polytech Angers pour l’achat des capteurs et l’ensemble des services mis à notre disposition pour le projet.

Gérer la sécurité incendie dans un bâtiment en réalité augmentée

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Bonjour à toutes et à tous,

Nous sommes trois élèves de Polytech Angers, Kylian, Mattéo et Melvin, et cette année nous avons été amenés à réaliser un projet sur un semestre entier. Nous avons alors dû trouver une idée utile mêlant sécurité incendie et réalité augmentée.

– But de notre projet

Lors de nos recherches préliminaires, nous avions remarqué que bien souvent un début d’incendie peut être éteint très rapidement si les personnes autour savent quoi faire avec le matériel mis à disposition dans les établissements recevant du public. Malheureusement on s’est aussi rendu compte, que bien souvent les personnes ne sont pas formées et ne savent pas réagir face à un début d’incendie. C’est pourquoi, nous avons eu l’idée de mettre à disposition une application simple d’utilisation qui ne permettrait rien qu’en scannant les panneaux ou pictogrammes des moyens de sécurité incendie, d’apprendre à les utiliser. Cela permettrait alors d’éviter que des incendies importants se déclarent.

– Travail réaliser

Travail préliminaire

Dans un premier temps, avant de nous lancer dans notre projet, il a fallu en apprendre plus sur la sécurité incendie et sur la réalité augmentée, c’est pourquoi nous avions fait plusieurs recherches sur ces deux thèmes, cela nous a pris environ 3 semaines afin de prendre en main le logiciel unity/vuforia qui va nous permettre de faire l’application mais aussi d’acquérir un minimum de connaissance sur les moyens de sécurité incendie dans les établissements recevant du public.

La deuxième étape de notre projet a été de nous rendre dans les locaux de Polytech Angers, pour ainsi voir les différents moyens de sécurité incendie (extincteur, trappe de désenfumage, espace d’attente sécurisé, etc.) que possédait Polytech. Cela nous a donc permis de déterminer quels moyens nous expliciterons dans l’application mais aussi de prendre des photos des moyens de sécurité incendie afin d’en faire des targets qui permettront à l’application de reconnaître les différentes cibles et ainsi d’afficher les bonnes informations.


Création de l’application

-Création des targets:
Tout d’abord, il a fallu créer les targets des moyens de sécurité incendie à partir des photos que nous avions prises à Polytech Angers, il a donc fallu choisir les bonnes photos pour avoir le plus de détails possibles et les recadrer, et ensuite dans le logiciel Unity/Vuforia créer des marqueurs grâce au texte permettant à l’appareil photo de bien scanner la target (plus il y a de détails dans la target, mieux elle sera reconnue).

– Insertion des vidéos et informations sur les targets:
Dans un deuxième temps, il nous a fallu sélectionner les vidéos et informations qui apparaîtront lorsque les cibles seront scannées. Il fallait alors que ces informations soient à la fois courtes mais aussi très instructives afin que les personnes les comprennent correctement. Une fois choisies, il fallait insérer les vidéos et informations sur les différentes cibles, c’est là que les premiers problèmes sont apparues. En effet, le premier problème était que la vidéo se lançait sans même que scannions la cible et notre deuxième problème était qu’il y avait un décalage entre le son et l’image. Nous avons donc dû régler ce problème grâce à deux codes : le premier permet de lancer automatiquement la bonne vidéo sur la bonne target et lorsque celle-ci est finie de revenir au début et le deuxième code quant à lui sert à ne pas avoir de décalage entre l’image et le son.

-Création de l’application Android:
Enfin, la dernière partie a été de pouvoir transférer l’application que nous avions créée sur ordinateur (windows) en la mettant sous format Android pour pouvoir l’utiliser sur notre téléphone. Cette partie a été assez longue, en effet, il a fallu que nous fassions quelques recherches pour trouver les bonnes explications qui nous permettent de transférer l’application sur notre téléphone. Après avoir trouvé la manières, nous sommes donc aller dans les paramètres de l’application sur Unity pour la faire passer de Windows à Android. Une fois les paramètres réglés, nous avons aussi dû paramétrer notre téléphone en le mettant sous mode développeur pour permettre de transférer l’application au téléphone (android) via USB. Lorsque l’application fut transférée, il ne restait plus qu’à la tester sur différentes targets.

-Test de l’application:
Pour finir, nous avons testé l’application du téléphone sur plusieurs targets, nous avons alors pu voir que notre application fonctionnait très bien et que les vidéos fonctionnaient ainsi que les fiches d’information. Voici quelques exemples :

– Problèmes rencontrés

Lors de notre projet, nous avons rencontré plusieurs difficultés, en effet, nous sommes partis sur un projet avec de la réalité augmentée, un domaine que personne ne connaissait contrairement à la sécurité incendie où Kylian connait le domaine vu qu’il est sapeur-pompier volontaire. Cela a été notre plus grande difficulté puisqu’il a fallu apprendre à utiliser ce nouveau logiciel, apprendre de nouvelles bases pour pouvoir produire une application qui fonctionne et qui soit utile. Comme nous l’avons expliqué dans les étapes de travail, nous avons rencontré plusieurs problèmes lors de la création de l’application, nous avons su les résoudre grâce à des explications trouvées sur internet mais aussi grâce à des professeurs de Polytech Angers qui nous ont aidés.

– Conclusion

Nous pouvons dire que ce projet nous a été très utile, en effet, il nous a permis de voir la complexité à organiser, à communiquer sur un tel projet, cela nous sera très utile pour nos futures années d’étude et aussi pour notre futur métier d’ingénieur où nous savons que nous allons devoir travailler en groupe sur d’importants projets. De surcroît, ce projet nous a aussi permis de découvrir de nouveaux domaines qui sont très intéressant mais surtout d’actualité et qui dans le futur seront de plus en plus utilisés dans notre vie quotidienne, surtout la réalité augmentée. Enfin, nous pouvons dire que nous sommes fiers de notre projet, premièrement car il fonctionne très biens (et pas que dans Polytech Angers, nous l’avons testé à un aéroport) et deuxièmement car nous pensons qu’il peut être très utile pour la population afin d’éviter d’importants incendies pouvant créer des pertes humaines et matérielles.
Nous pensons déjà à d’autres améliorations comme le fait de créer nous-mêmes les vidéos mais aussi d’augmenter le nombre de targets en incluant du secourisme (même si nous avons déjà mis dans l’application l’utilisation d’un défibrillateur).

Nous voulons remercier notre professeur référent monsieur CAPELLE qui nous a laissé une totale autonomie et liberté dans ce projet, et aussi monsieur RICHARD qui nous a beaucoup aidé lorsqu’on rencontrait des difficultés.

Merci beaucoup d’avoir lu notre article, nous espérons que cela vous a permis d’apprendre de nouvelles choses et qu’il vous a plu !!!

C’était Kylian, Melvin et Mattéo.

Pour plus d’information, nous vous mettons des vidéos qui expliquent plus précisément notre travail:

Création des targets:

Insertion des images et vidéos:

Création de l’application Android:

Conception et réalisation d’un banc d’essai pour la mesure de la performance de l’isolation thermique des bâtiments

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Bonjour à toutes et à tous,

Vous vous êtes sûrement déjà demandé qu’elle est l’isolation la plus efficace pour conserver la chaleur au sein d’une pièce. Notre projet va vous aider à avoir une réponse à cette question !

Nous sommes deux étudiantes de 2ème année du PEIP : Célia Benmansour et Camille Busnel. Notre projet consiste à réaliser un banc d’essai thermique.

Objectif du projet

L’objectif de notre projet est d’évaluer la performance énergétique de parois constituées de différents matériaux afin de trouver laquelle est la plus efficace. Le banc d’essai représente une pièce simple avec une fenêtre en double vitrage et un radiateur qui est assuré par une lampe à incandescence. Le mur de devant est amovible afin de tester différentes configurations d’isolation.

Ce banc d’essai est très bien isolé thermiquement pour que les mesures réalisées ne soient influencées que par le mur amovible et par la fenêtre. Nous avons automatisé la prise des données grâce à un enregistreur autonome de la technologie Arduino et en intégrant une sonde ce qui permet une mesure en continue de la température.

Modélisation du banc d’essai sur Revit

Pour commencer nous avons modélisé notre banc d’essai sur le logiciel de conception de bâtiment Revit. Les murs fixes de notre maquette sur Revit étaient composés de PVC expansé de 19 mm d’épaisseur avec une isolation en carton mousse de 10 mm d’épaisseur. Nous avons ensuite créé des murs en différents matériaux (bois, brique, ciment), avec et sans isolant, pour la paroi amovible en respectant les critères suivant :

Critères techniques des matériaux

Critères techniques des matériaux

Modélisation du banc d'essai sur Revit

Modélisation du banc d’essai sur Revit

Modélisation sur Solidworks

Après avoir passé commande pour le matériel nécessaire nous avons modélisé nos pièces en PVC (qui avaient finalement une épaisseur de 8mm suite à la commande) sur Solidworks. Cette modélisation avait pour but d’usiner ces pièces complexes à l’aide du CharlyRobot. En effet nous avons choisi une géométrie de pièces qui permettait de les emboîter afin de minimiser l’utilisation de colle mais également d’assurer un meilleur maintien de l’ensemble.

Modélisation des pièces en PVC sur Solidworks

Modélisation des pièces en PVC sur Solidworks

Création du banc d’essai

Suite à un problème de matériel nous avons finalement remplacé le PVC par du bois OSB qui a une épaisseur de 16mm. Nous avons conservé les plans d’origine en s’adaptant à l’épaisseur du bois.

Pièces pour les murs fixes du banc d'essai

Pièces pour les murs fixes du banc d’essai

Nous avons ensuite fixé les rainures pour la fenêtre, les butés pour les murs amovibles ainsi que l’isolant en polystyrène en laissant une ouverture pour la sonde de température et pour la lampe chauffante.

Banc d'essai monté

Banc d’essai monté

Nous avons découpé différents murs amovibles (deux en bois et un en polystyrène) afin de tester différentes configurations.

Pour finir nous avons effectué les mesures de températures grâce au montage Arduino suivant :

Montage Arduino

Montage Arduino

Nous avons utilisé un relais pour permettre l’ouverture et la fermeture du circuit électrique et donc gérer l’allumage de la lampe chauffante. Le temps de chauffe grâce à la lampe était de 2 minutes et nous avons ensuite mesuré la température à l’intérieur de la pièce pendant 10 minutes.

Résultats obtenus

Pour notre projet nous avons testé les six configurations suivantes :

Les différentes configurations du mur amovible

Les différentes configurations du mur amovible

On obtient les changements de température suivants :

Température en fonction du temps à l'intérieur du banc d'essai

Température en fonction du temps à l’intérieur du banc d’essai

On remarque que les meilleurs résultats sont obtenus pour les configurations 1 et 3. L’air et le polystyrène sont donc de bons isolants. De plus on peut souligner le fait que dans le cas de la configuration 2, la température chute plus rapidement que dans le cas de la configuration 1. Ceci montre l’importance du double vitrage qui est un meilleur isolant que le simple vitrage grâce notamment à la couche d’air présente entre les deux parois en verre.

Interprétation des résultats obtenus

Les résultats obtenus sont cohérents avec les propriétés thermiques des matériaux utilisés. En effet, l’air possède une conductivité thermique de 0.025W/m.K à 20°C tandis que celle du polystyrène est de 0.05W/m.K et celle du bois de 0.2W/m.K. Ceci était anticipable car on sait que plus la conductivité thermique d’un matériau est élevée, moins il est isolant.

Améliorations possibles

Le banc d’essai que nous avons construit est un prototype et nécessiterait certaines améliorations. Notamment au niveau des matériaux utilisés et des moyens de construction qui ne permettent pas dans notre cas une optimisation de l’isolation. Beaucoup de déperditions thermiques se font au niveau des murs fixes du banc d’essai. En cause, la création manuelle du banc d’essai moins précise qu’une machine. On se retrouve alors avec des pièces qui s’emboîtent plus ou moins bien avec des écarts parfois non voulus.

On pourrait également mesurer les variations de températures avec davantage de murs amovibles (en brique…) afin de tester de plus nombreuses combinaisons. Ceci permettrait d’essayer un maximum de possibilités afin de trouver la véritable meilleure combinaison.

Ce que ce projet nous a apporté

Ce projet a été très enrichissant. Il nous a permis de découvrir et de manipuler des logiciels qui nous seront utiles pour la suite de nos études. De plus, ce travail de groupe sur une longue période nous a permis d’apprendre à nous écouter, à déléguer et à communiquer. Le travail de groupe a permis un échange toujours très bénéfique dans la gestion du projet. La communication était un point clé pour mener à bien ce projet.

Enfin les nombreux imprévus et complications nous ont obligées à améliorer nos capacités d’adaptations. En effet après avoir été confrontées à de nombreux problèmes nous avons dû réagir rapidement afin de ne pas perdre davantage de temps.

Merci pour votre lecture, nous espérons que cet article vous à plu !

Bibliographie/Sitographie

Christelle Abis, Stéphane Jean, Laurent Bimont, & Dominique Sauzeau (Éds.). (2014, février). Isolation thermique Banc d’essai.
Disponible sur : http://www.a4telechargement.fr/BE-THERM/D2-THERM-A-Dossier-Lycee-PDF-fev2014.pdf

Projet ACV

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Bonjour, nous sommes trois étudiants de 2ème année à Polytech Angers et nous avions comme projet de simuler et d’étudier l’impact environnemental de 3 matériaux différents utilisés comme isolants dans un pavillon.

Objectifs du projet:

– Définir l’épaisseur et donc le volume de chaque isolant grâce un logiciel de conception en bâtiment.
– Calculer l’impact environnemental de chaque isolant grâce à un logiciel d’ACV.
– Imprimer en 3D une maquette de notre pavillon.

Les différentes étapes du projet:

Etude de la maquette numérique

Nous avons dans un premier temps calculé le volume de chaque matériau utilisé dans le pavillon. Nous avions à notre disposition le modèle numérique d’un pavillon classique de 104m², ainsi que les valeurs des résistances thermiques requises pour la norme BEPOS 2020, pour les murs, les sols et les combles.

Capture maquette

Cette norme entrera en vigueur dès l’année 2020 et elle impose une meilleure isolation thermique pour les bâtiments neufs par rapport à la norme précédente (RT 2012). De ces specification nous avons pu calculer l’épaisseur nécessaire pour chaque isolant.

Nous avons travaillé sur le logiciel REVIT (un logiciel de conception en bâtiment) qui nous a permis d’obtenir le volume, et donc la masse de chaque matériau ce qui nous servira à estimer leur impact environnemental.


Calcul de l’impact environnemental

L’objectif est maintenant d’estimer l’impact environnemental de chaque matériau. Pour ce faire nous avons utilisé un logiciel d’Eco-Audit, dans lequel il faut renseigner les masses de chaque matériau, leur procédé de fabrication, les distances qu’ils ont parcourus et avec quel moyen de transport ainsi que l’énergie utilisée durant la phase d’utilisation du produit. Dans notre cas on assimilera l’utilisation du produit à la consommation électrique annuelle du pavillon. Finalement le logiciel nous donne l’énergie utilisée ainsi que le CO2 rejeté.

ECO AUDIT


Critique des résultats obtenus

Grâce à ces résultats, nous avons remarqué que la laine de verre était le meilleur isolant pour l’environnement. Cependant ce constat est dû à la proximité du fabricant de cet isolant qui est 3 fois plus proches de notre terrain de construction que celui de la ouate de cellulose (nous avions situé notre terrain à Angers). Nous avons alors décidé d’affiner nos recherches pour voir lequel de ces matériaux à la meilleure durée de vie. Le ouate de cellulose a une durée de 50 ans environ tandis que celle de la laine de verre est de 15 ans à 20 ans. Nous en sommes donc arrivé à la conclusion que le ouate de cellulose serait le meilleur isolant pour l’environnement à long terme.

Même si nous nous en doutions, par sa composition et sa fabrication polluante, le polystyrène est loin d’être l’isolant qui respecte le plus l’environnement. Si il est encore utilisé c’est parce qu’il est bon marché et facile à poser.


Impression de la maquette 3D

Pour finir nous avions comme objectif d’imprimer une maquette physique de notre pavillon. Nous l’avons d’abord simplifiée afin qu’elle soit imprimable et pour ce faire nous avons enlevé les cloisons intérieures, les meubles, les fenêtres et les portes. Pour finir nous avons séparé la maquette en deux partie, d’un côté le toit et de l’autre les murs, l’imprimante ne pouvant pas tout imprimer d’un coup car elle ne peut pas imprimer dans le vide.

Maquette 3D des murs

Maquette 3D des murs

Malheureusement l’imprimante était très utilisée en fin d’année par les autres groupes et nous avons fini par abandonner l’idée d’imprimer notre maquette, sachant que la partie la plus importante du projet avait été faite, c’est-à-dire l’étude environnementale.

Conclusion:

Nous avons pris beaucoup de plaisir à travailler sur ce projet. Cela a été l’occasion pour nous de découvrir certaines notions en rapport avec la spécialité Bâtiment Exploitation Maintenance et Sécurité de l’école. De plus, le fait de travailler sur la réduction de l’impact environnemental des bâtiments nous tenait à coeur. En effet c’est une problématique d’actualité et pour laquelle nous nous sentons réellement concernés. Nous tenions à remercier tout particulièrement notre professeur encadrant M.RIAHI qui nous a proposé ce projet et qui nous a aidé durant toutes les étapes de sa réalisation.

Modélisation 3D et Analyse de Structure

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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)