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EducEco

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Bonjour à tous !

Nous sommes une équipe composée de Valentin GALVAING, Romain BECHELOT et Pierre JUDAIS, 3 étudiants en EI2 et nous allons vous présenter notre projet de conception consistant à la réalisation d’un véhicule pour le challenge EducEco.
Nous avons été accompagnés pour ce projet par deux professeurs référents : Mr Sylvain Verron et Mr Mohamed Ibrahim.

Présentation de notre projet :

Le challenge EducEco est une course automobile éducative dont le but est de parcourir un certains nombre de kilomètres en consommant le moins d’énergie possible tout en respectant une vitesse moyenne minimum. Il existe deux catégories distinctes de véhicules pouvant participer : les “prototype” et les “écocitadins”, ces derniers ayant plus de contraintes, ils ressemblent plus aux véhicules classiques.
Notre projet est de créer le tout premier véhicule de l’ISTIA, devant concourir dans la catégorie “prototype” du challenge EducEco. Notre mission n’était évidemment pas d’aboutir à la fabrication complète du véhicule car cela nécessiterais bien plus de 80 heures mais de pouvoir bâtir une base solide à ce projet qui sera poursuivit par les années suivantes.

Les différentes étapes de notre projet :

  • Recherche d’information :

    • Durant les premières séances, nous avons concentré nos effort sur la recherche d’informations sur EducEco et les challenges similaires comme le Shell Eco Marathon : nous avons regardé le règlement de ce challenge, les photos des véhicules des années précédentes, les relevés topographique des parcours, des suivis de projet afin d’avoir une idée plus précise de ce projet.
    Nous avons également eu accès au véhicule de l’IUT d’Angers qui est stocké à l’ISTIA mais il date d’environ 20 ans, nous avons donc décider de récupérer uniquement la direction et les freins sur celui-ci.

    Le prototype 2010 de l'équipe Polyjoule (Polytech Nantes + la Joliverie)

    Le prototype 2010 de l’équipe Polyjoule (Polytech Nantes + la Joliverie)

    Nous avons également mis en place une veille technologique sur Netvibes afin d’être tenu au courant des nouvelles informations sur le sujet.

  • Conception sur SolidWorks :

    • Nous avons ensuite testé différentes formes de coques et de châssis, afin de tester leurs différentes résistances aux fluides grâce aux simulations de SolidWorks.

    Simulation de la résistance à l'air sous Solidworks

    Simulation de la résistance à l’air sous Solidworks

    Une fois que nous avions une idée précise de ce que nous voulions, et après concertation avec nos professeurs référents, nous avons eu pour objectif que notre véhicule soit entièrement réalisable à l’ISTIA et nous avons donc choisis d’effectué l’assemblage du châssis à l’aide de profilé et de connecteurs disponible sur Bosch Rexroth.

    Notre chassis réalisé sur Solidworks

    Notre chassis réalisé sur Solidworks

  • Simulation du rendement énergétique :

    • A l’aide du relevé topographique du circuit (nous avons pris celui de l’année dernière) et de certains paramètres de notre véhicule (masse, coefficient de traînée Cx, surface frontale,…) nous avons pu estimer la puissance moteur nécessaire pour réussir à respecter la vitesse moyenne minimale (25 km/h)

  • Choix des matériaux :

    • Nous avions, lors de notre recherche d’informations, repéré différents matériaux qui étaient les plus adaptés aux véhicules comme le notre (mousse polyuréthane, fibre de verre, fibre de carbone pour la coque et aluminium soudé pour le châssis).
    Cependant, ces matériaux ne pouvaient être utilisés dans le cas d’une fabrication à l’ISTIA ou il est impossible de faire de la soudure, nous avons donc choisis des profilés aluminium 30 mm.

  • Simulation résistance des matériaux :

    • Une fois le châssis finis et les matériaux choisis, nous avons réalisé une étude statique sur notre châssis afin de simuler son comportement face aux forces qu’il va rencontrer (poids du pilote, de la coque, du moteur, etc…) cependant, l’étude sous Solidworks ne permet pas réellement de voir les points faible de notre châssis car il étudie tout notre châssis comme une seule pièce, et ne tient donc pas compte des faiblesse que sont les connecteurs entre les différents profilés.

    Difficultées rencontrées :

    Nos difficultés principales concernent surtout notre manque d’expertise dans certains domaine : en effet si nous avons des bases tant en mécanique qu’en résistance des matériaux nous sommes tout de même moins armés pour ce projet que des équipes comme celle de Polyjoule (Polytech Nantes + la Joliverie) qui comprend des équipes spécifiques pour chacun des domaines de la voiture. Nous avons donc dû nous adapter et apprendre certaines choses, c,’est pourquoi la partie recherche d’informations à été très importante.

    Conclusion :

    Comme nous l’avons dit dans les difficultés rencontrées, le fait d’être une petite équipe devant s’occuper de l’intégralité de la base du projet nous à permis d’apprendre des choses sur tout les domaines de la conception d’un prototype EducEco et d’un véhicule motorisé en général.
    De plus, ce projet nous à appris l’organisation nécessaire à la réalisation d’un projet de cette envergure et nous à permis de découvrir la gestion d’un projet en liberté totale, c’est à dire que nous devions effectué des choix et non suivre une feuille de route pré-établie.

    Le télégraphe électrique

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    Le télégraphe est une invention incroyable qui a révolutionné l’art de communiquer à distance. Il a été utilisé pendant plusieurs années pour envoyer des messages rapidement et à longue distance à partir du code morse, le fameux code constitué de points et de traits . Notre objectif a donc été de recréer un télégraphe électrique fonctionnel en intégrant uniquement des composants analogiques sans aucune trace de composants numériques comme dans l’ancien temps.

    L’histoire du télégraphe de morse

    Le télégraphe Morse fut le premier télégraphe pratique et il fut l’un, si ce n’est des plus employé.

    Le principe des télégraphes enregistreurs est de sauvegarder une trace des dépêches transmises. Lorsque l’opérateur appuie sur le manipulateur, le courant passe et est reçu par le récepteur. Ce dernier est interrompu dès que l’on relâche le levier. Quand un courant arrive, l’électro-aimant est attiré et repoussée grâce au ressort de rappel suivant les ouvertures et fermetures du courant. Il porte une pointe qui appuie sur une bande de papier. Ainsi, la longueur de la trace laissée sur le papier dépend de la durée du passage du courant. Il permet ainsi à l’opérateur de ne pas rester devant l’émetteur à attendre que le message arrive. C’est le code morse qui est utilisé pour transmettre les messages :

    télégraphe de morse enregistreur

    télégraphe de morse enregistreur

    Le code morse, breveté en 1840 par Samuel Morse, est fondé sur l’utilisation de « traits » et de points. Ce code est pratique, car il peut être utilisé de manière auditive, visuelle (lampe), ou électrique. Un trait dure trois points. On sépare les différents signes d’une lettre par la durée d’un point, les différentes lettres par la durée de trois points et les différents mots par la durée de sept points.

    Les étapes de la réalisation
    Lors de la réalisation de notre projet, nous sommes tout d’abord passés par une phase de recherche pour découvrir plus en profondeur le fonctionnement du télégraphe, et ensuite par une étape de réalisation où nous allions produire tous les composants.

    -Le manipulateur morse
    Le manipulateur est une pièce maîtresse car c’est elle qui permet l’émission du message. En effet il n’y a qu’à appuyer sur le manipulateur morse pour que deux éléments conducteurs étant relier a des fils électriques se touchent et permettent le passage du courant vers le récepteur. Il a été décidé de le réaliser à partir d’une imprimante 3D car le résultat allait être plus précis. La connexion se fait part des simples vis qui lorsqu’elles se touchent permettent le passage du courant. De plus le manipulateur doit pouvoir revenir à sa position initial, un ressort était donc nécessaire.

    manipulateur morse à l'imprimante 3d

    manipulateur morse à l’imprimante 3d

    -Le récepteur
    La fabrication du récepteur se fait en fonction du type de signal en sortie. On avait le choix entre émettre un signal sonore ou essayer de faire en sorte que le message soit enregistré sur une bande de papier. Le choix le plus simple était d’émettre un signal sonore et donc nous avons utilisé un haut parleur. Seulement pour qu’il fonctionne, il faut faire vibrer la membrane de celui-ci. Or la tension qui sort d’une pile est continu, donc il fallait la modifier en tension alternative. La première étape du récepteur était donc de créer un oscillateur basse fréquence pour transformer le signal continu en alternatif. Un modèle d’oscillateur trouvé sur internet à été retenu et nous avons réalisé une carte imprimée pour pouvoir souder les différents composants.
    Une fois le circuit fini et fonctionnel, il ne restais plus qu’à réunir tous les composants fonctionnels dans une enceinte. A cet effet, un interrupteur entre le circuit et la pile permet de mettre l’appareil sous tension, et un connecteur permet de brancher deux fils pour les relier au manipulateur. L’enceinte permettait ainsi d’amplifier le signal sonore de sortie en faisant office de caisse de résonance.

    récepteur morse sonore

    récepteur morse sonore

    Le résultat final

    Pour illustrer le résultat obtenu, voilà une vidéo présentant le message international de signal de détresse: le SOS

    Remerciement à Mr. Bouljroufi et Mr. Autrique pour leur apport lors de notre projet

    Jeremy CHOPIN, Ghislain GANDON, Alexis GONTIER, Mathieu METZ

    La PocketBike électrique

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    Nous sommes quatre étudiants à l’ISTIA, en fin de deuxième année du cycle préparatoire. Pour conclure ces deux années avant d’intégrer le cycle ingénieur, nous avons donc un projet de conception à réaliser qui utilisera les nombreuses compétences et connaissances acquises. Nous allons donc voir ici chacune des étapes que nous avons menées durant tout ce second semestre.

    Nous avons donc choisi le projet sur la PocketBike électrique, un projet qui consiste à enlever le moteur thermique de la PocketBike pour le remplacer par un moteur électrique. C’est un projet très intéressant de par sa problématique actuelle avec l’épuisement des ressources pétrolières et la nécessité de trouver de nouvelles alternatives.

    Malheureusement le projet avait mal commencé, puisque la PocketBike que nous devions utiliser a été volée, il a donc fallu s’adapter et raisonner dans un cas assez général et abstrait en attendant d’avoir une PocketBike pour travailler dessus.

    ÉTUDE THÉORIQUE

    Avant tout, il a fallu dimensionner notre futur moteur électrique sous Excel pour connaitre les différents caractéristiques de celui-ci.

    Aperçu de notre étude mécanique

    RECHERCHE DU MOTEUR ET DE LA BATTERIE

    Après avoir trouvé les caractéristiques de notre moteur, il a donc fallu en trouver un qui correspondait à nos attentes ainsi que la batterie capable d’alimenter notre moteur.

    MODÉLISATION SOLIDWORKS

    Après avoir choisi notre moteur et notre batterie, nous avons donc modélisé ces composants sous SolidWorks. Nous avons donc récupéré sur GrabCad.com un modèle de PocketBike.

    Moteur Thermique                            Démontée                               Moteur électrique

    Voici donc l’évolution de la modélisation, nous avons donc commencé par enlever le moteur et les différentes pièces liées à celui ci, telles que le réservoir et la ligne d’échappement, avant d’y ajouter notre moteur ainsi que la batterie.

    PARTIE MÉCANIQUE

    Après avoir modélisé notre projet sous SolidWorks, les forces de l’ordre ont retrouvé une des PocketBikes volées, malheureusement, il s’agissait de la moins intéressante des trois, puisqu’elle est équipée d’une roue et d’un moteur de scooter. Malgré cela, nous avons donc enfin pu commencer à mettre les mains dans le cambouis et réfléchir à comment nous allions adapter notre projet à cette PocketBike. Nous avons donc eu besoin de concevoir un support moteur sous SolidWorks et toute la partie d’assemblage sera un projet pour les années suivantes…

    PocketBike reçue puis démontée

    PocketBike reçue                                                    PocketBike démontée

    Antoine Poupard, Lucas Biton, Stéphane Barth-Chahinian & Matthieu Le Campion