Projet de renforcement sismiques des murs en maçonnerie

Publié le 31 mai 2023 par Tony Blin

Introduction

Bonjour à tous ! Nous sommes un groupe de 4 étudiants composé de Tony Blin, Yann Guivarch, Albert Lienart et Dorian Leroux. Nous nous intéressons tous de près ou de loin à l’exploitation, à la maintenance et à la sécurité des bâtiments. Ce projet nous a tout de suite intéressés.

Intérêt du projet

Notre projet consiste à concevoir un mur en maçonnerie et à trouver une façon de le renforcer pour résister aux effets sismiques. Ce projet nous a donc permis d’acquérir des compétences dans le domaine du renforcement que nous n’aurions sûrement jamais découvert sans s’être intéressé à ce projet. Pour certains d’entre nous, il nous a ouvert les yeux sur notre avenir et nous a fait découvrir une passion pour les spécialités du bâtiment tel que “L’Exploitation, Maintenance et Sécurité des bâtiments” ou encore la spécialité “Bâtiments”.

Décomposition du projet

Notre projet est divisé en 4 étapes :

Recherche sur le sujet
Choix de la méthode de renforcement
Modélisation sur Revit
Notre maquette

Nos recherches

Nous avons divisé notre projet en différentes phases de recherche afin d’avancer chronologiquement.

Dans un premier temps, nous devions comprendre le comportement d’un mur en maçonnerie sous l’effet sismique. Nous nous sommes donc renseigné sur l’historique de la maçonnerie dans la construction ainsi que leurs domaines d’application.

De plus, nous nous sommes également documentés sur les séismes, l’identification des murs porteurs d’un bâtiment, ainsi que l’effet des séismes sur ceux-ci.

Dans un second temps, nous avons recensé les différentes méthodes de renforcement en relevant pour chacune leurs avantages, inconvénients ainsi que leurs coûts. C’est ainsi que nous avons choisi la méthode de renforcement par chaînage pour la suite de notre projet.

Modélisation sur Revit

Présentation du logiciel

Revit est un logiciel de conception de bâtiments qui permet de créer un modèle en 3D d’un bâtiment et de générer divers documents nécessaires à sa construction, tels que des plans et des perspectives. Il s’agit d’un logiciel de CAO destiné aux professionnels du secteur de la construction, c’est pourquoi nous avons utilisé ce logiciel pour la réalisation de notre maison.

Nous avons décidé de concevoir une maison de plain-pied assez simple afin de pouvoir effectuer des simulations sur le logiciel. L’objectif était d’appliquer différentes charges (charges permanentes, charges d’exploitation, charges sismiques) pour simuler au mieux les contraintes subies par une maison lors d’un séisme.

Logiciel Revit

Calcul des charges sur Revit

Voici les 3 types de charges que nous avons introduites dans le logiciel Revit :

Le premier type de charge est la charge permanente, qui correspond au poids propre des éléments de la structure tels que les murs, les planchers, les poutres, etc. Pour calculer cette charge une descente de charge est appliquée à chaque élément de la construction.
Le deuxième type de charge est la charge d’exploitation, qui correspond aux forces exercées sur le bâtiment par les équipements, les occupants, les meubles, etc. Cette charge peut varier en fonction de l’utilisation du bâtiment et doit être prise en compte dans le calcul de la résistance de la structure.
Cette charge peut varier en fonction de l’utilisation du bâtiment et doit être prise en compte dans le calcul de la résistance de la structure. Des indications pour calculer cette charge sont données dans l’Eurocode en prenant en compte une surface d’influence. Enfin, la charge sismique est la charge la plus critique pour la sécurité du bâtiment.

Notre maquette

Réalisation maquette

Pour réaliser notre maquette (voir photos), nous avons découpé environ 50 kaplas en 3 pour les utiliser comme briques. Pour modéliser les murs en maçonnerie, nous avons utilisé des briques en bois de dimensions 4 cm x 2,5 cm x 0,8 cm. Le mortier de maçonnerie a été représenté par de la colle chaude, ce qui nous a permis de fixer les briques ensemble pour construire les murs.

Dimensions de la maquette

Cette maquette a été fabriquée à partir de matériaux ayant une densité et une masse différentes de celles des matériaux réels. De plus, les vibrations ont été générées manuellement, ce qui les éloigne des vibrations réelles d’un séisme. Il est important de noter que cette maquette n’est pas une reproduction fidèle de la réalité, mais son objectif était de nous permettre de visualiser physiquement les aspects de notre projet.

Nos expériences

L’objectif était de tester la résistance de notre maquette aux tremblements. Pour ce faire, nous avons généré manuellement les tremblements en agitant progressivement la table sur laquelle elle était posée. Nous avons ainsi pu effectuer plusieurs essais en modifiant certains paramètres de construction de la maquette. Pour le premier essai, nous avons assemblé la maquette en fixant légèrement les briques les unes aux autres à l’aide de colle chaude.

Pour le premier essai, nous avons construit la maquette en collant légèrement les briques entre elles à l’aide de colle chaude.

Pour le second essai, nous avons souhaité tester notre solution de renforcement sismique en modélisant le chaînage à l’aide de fil de fer. Nous avons donc fixé des morceaux de fer à la colle chaude, en les disposant verticalement et horizontalement le long des murs.

Avec cette seconde méthode de chaînage, nous pouvons clairement observer la différence sur notre maquette, où tout est en place. Ainsi, le risque d’effondrement est désormais nul ou minimal.

Problèmes rencontrés

Le projet de renforcement sismique des murs en maçonnerie a présenté plusieurs défis pour notre équipe de travail. Le premier défi consistait à choisir la meilleure méthode de renforcement pour le mur en maçonnerie, en tenant compte de différents facteurs tels que la géométrie du mur, les matériaux de construction et le budget disponible.

Le deuxième défi était de maîtriser le logiciel Revit, d’appliquer les charges sur le bâtiment, de trouver les formules appropriées adaptées à notre structure, et de comprendre les coefficients mentionnés dans l’Eurocode, qui contient de nombreuses réglementations essentielles.

Enfin, la communication et la collaboration entre les membres de notre équipe ont joué un rôle crucial dans le succès du projet. Nous avons veillé à ce que chacun comprenne clairement son rôle et ses responsabilités, et que les informations soient partagées de manière transparente et régulière.

Grâce à notre engagement, notre collaboration et notre persévérance, nous avons réussi à surmonter ces défis et à mener à bien le projet de renforcement sismique des murs en maçonnerie.

Conclusion

Notre étude sur le renforcement sismique des murs en maçonnerie nous a permis de comprendre l’importance de prendre en compte la résistance sismique des bâtiments existants, en particulier ceux construits avec des murs en maçonnerie. Nous avons examiné différentes techniques de renforcement sismique et avons finalement opté pour la méthode de chaînage afin de renforcer notre mur.

L’équipe renfo mur

La boite à histoire

Publié le 30 mai 2023 par Maxime Lambert

Répondre

Notre projet s’intitule “boîte à histoires”. Une boîte à histoire est un objet destiné aux enfants qui raconte des histoires préenregistrées adaptées pour le développement de l’enfant. Il existe toutes sortes de boîtes à histoires sur le marché, l’objectif du projet est de concevoir de A à Z une boîte à histoire à prix équivalent de ce qui existe sur le marché. En plus, nous devions trouver un moyen d’ajouter facilement des histoires avec un câble USB.

Durant les 100 heures de projets, nous avons découvert le monde de l’électronique, nous avons pu faire de la soudure, de la programmation, de la recherche d’information sur des composants, une prise en main de logiciels comme EAGLE, de la conception CAO…

Déroulement du projet

Le projet s’est déroulé en plusieurs étapes pour arriver à la construction finale de la boîte à histoire. La première est la recherche des composants dont nous avions besoin pour faire fonctionner la boîte et la découverte de l’Arduino.

1) Recherche des composants de la boite et la découverte de l’Arduino

Tout d’abord, comme nous partions de zéro, il fallait faire des recherches sur les composants qui nous seraient utiles pour la conception de la boite à histoire. Pour commencer, nous avons fait des recherches et testé des shields que nous avions déjà à l’école. Ensuite, nous avons commandé le matériel qui nous manquait pour construire la boite à histoire. Nous avons testé tout les shields séparément avant de les combiner ensemble.

C’était assez fastidieux car nous ne savions même pas si c’était possible de fabriquer une boîte à histoire avec Arduino.

Au départ, nous avons essayé un écran de 128*128 pixel. Il allait servir d’écran d’information pour la sélection des histoires. Nous avons réussi à créer une interface correcte pour l’Arduino. Nous lui avons aussi créé un logo pause pour qu’il change en fonction d’un bouton.

Ensuite, nous sommes passés sur la programmation du son. Nous avons testé au départ un shield “Music Maker” qui contenait une carte SD. Le son marchait bien, cependant nous n’avons trouvé aucun moyen d’accéder à la carte par USB. Cela nous a obligé à changer des composants et d’utiliser un DFplayer, un module mp3 pour Arduino. Ce qui nous intéressait dans le DFplayer était sa connexion USB+ et USB-. Cela nous a permis d’accéder facilement à la carte SD sans l’enlever.

Après nous avons enchainé par à la programmation des boutons. Nous avions besoin de 5 boutons :

un bouton avancer et un bouton reculer, ils servent à changer de musique. Le numéro de la musique sera modifié après l’appui sur un des 2 boutons.

un bouton pause, un appui met la musique en pause et l’écran change son affichage. Un second appui relance la musique et change l’interface de l’écran.

un bouton qui augmente le son et un qui le baisse, ces deux boutons sont tous les 2 responsables du volume. Nous aurions pu utiliser un seul bouton rotatif.

Une fois cette étape de test terminée, nous avons combiné tous les programmes ensemble pour en former un seul (dont on vous épargnera le contenu) . Nous avons utilisé un breadboard pour placer les boutons et le DFplayer. La connexion USB pour modifier les fichiers à l’intérieur de la carte SIM du DFplayer était faite grâce à une câble USB dénudé. C’est à ce moment-là que nous avons pu voir si le projet était faisable sur Arduino. Étonnement, la connexion par USB fonctionnait, et les boutons aussi.

Cable USB dénudé : câble vert= Data+ , câble blanc= Data –

2) Impression du shield Arduino

La première étape était terminée, la seconde était de transformer l’amas de fils présent sur le breadboard en une carte électronique. Nous avons utilisé le logiciel EAGLE pour créer la carte sur mesure.

Pour imprimer la carte, il faut tout d’abord importer les composants et faire leurs liaisons sur la partie “shematic” d’EAGLE. C’est assez long car il faut retrouver la référence de chaque composant que l’on veut ajouter

Une fois la partie “shématic” faite, nous passons à la partie “ bord” du logiciel. Cette partie a pour objectif de reproduire les mêmes liaisons entre les composants que celles présente lors de l’impression. Nous ne pouvons pas croiser les fils de la carte contrairement à la partie “shématic”.

Nous avons eu besoin de faire 2 prototypes pour que la carte marche entièrement. Avec cette carte, nous avons aussi imprimé une petite carte qui servira d’entrée USB. Le VCC, le GND, le USB+ et USB- seront récupérés par des borniers à vis au bout de la petite carte.

3) La batterie

La dernière étape pour avoir un objet fonctionnel était l’ajout de la batterie. La boîte à histoire doit être transportable, il nous faut donc une batterie rechargeable pour assurer son fonctionnement. Nous avons utilisé un shield arduino batterie ainsi qu’une batterie de 3.7 volt et de 1.2 Ampères. La batterie est rechargée par un connecteur micro USB.

3) CAO

Nous avons ensuite fabriqué un boîtier pour la boîte à histoire. Il nous restait peu de temps pour faire un design stylisé, nous avons donc fait un design très simple. Le boutons présent sur le shield imprimé sont superposés par des surboutons.

Conclusion

Nous avons apprécié faire ce projet, c’était très enrichissant. Nous avons découvert l’univers de l’électronique à notre façon. Cette période de projet était très intéressante pour nous. Être en autonomie nous a appris à nous débrouiller et à apprendre à notre rythme. Nous avons pu progresser par nos propres expériences, ce qui est encore plus gratifiant. De plus, ce projet a joué un rôle important pour notre avenir. Nous voulons tous les 2 travailler dans un milieu proche de l’électronique ou de l’informatique.

Nous sommes satisfait de notre travail, la boite est fonctionnelle. Il reste toujours beaucoup d’éléments à perfectionner. Avec plus de temps, nous aurions pu par exemple ajouter un mode veille ou créer un meilleur visuel. Pour plus d’information, lien vers le GitLab Angers.

En partant de la droite, Adrien et Maxime

Merci d’avoir lu jusqu’au bout !

Adrien Morille et Maxime Lambert

Projet PEIP 2A – Robot 5R

Publié le 24 mai 2023 par Meline Tarleve

La PlotClock

Bonjour à tous !

L’objectif de ce projet est de réaliser une Plotclock où le robot a pour tâche d’écrire l’heure en temps réel. Ce robot fonctionne avec deux bras, composés tous les deux de deux avant-bras, reliés entre eux au niveau de la tête d’écriture. Les deux bras sont dirigés de manière à dessiner l’heure sur l’écran à l’aide de servomoteurs.

Notre robot est équipé, en tête d’écriture, d’une LED UV pour écrire l’heure sur l’écran phosphorescent. Après que le robot est affiché l’heure grâce à la LED UV, elle s’efface toute seule, avec le temps.

Voici quelques étapes de la conception de notre robot en passant par la CAO, la programmation, l’électronique et bien sûr quelques problèmes rencontrés.

Notre projet a débuté par une phase de recherche

Avant de nous lancer dans la conception de notre robot, nous avons cherché à comprendre comment un robot 5R fonctionne. Pour cela, nous avons fait de nombreuses recherches sur la cinématique inverse, les angles que les servomoteurs doivent réaliser afin que la tête d’impression aille aux coordonnées cartésiennes que nous souhaitons. Pour cela nous avons fait des simulations avec les servomoteurs sur TinkerCAD pour comprendre comment manipuler les servomoteurs et comment fixer les angles afin de pouvoir maîtriser les mouvements des bras.

Simulation des servomoteurs avec potentiomètres à l’aide du logiciel TinkerCAD

Après ces essais et de nombreux schémas, nous sommes parvenus à établir trois fonctions qui seront utiles pour déplacer les bras aux coordonnées souhaitées :

//consine formula function
double cosineRule(double a, double b, double c) {
    return acos((sq(a)+sq(c)-sq(b))/(2*a*c));
}

//distance computation macro 
#define dist(x,y) sqrt(sq(x)+sq(y))

//atan2 formula macro 
#define angle(x,y) atan2(y,x)

Conception de notre robot sur SolidWorks

La deuxième étape est de concevoir notre robot sur Solidworks. Nous avons modélisé les bras, les avant-bras, le socle et son couvercle. Le socle, le robot en lui-même, contient les servomoteurs ainsi que le ruban phosphorescent qui a été placé dessus. Lors de la modélisation des bras, nous avons fait face à un problème majeur. En effet, lors de la première impression, les bras et les avant-bras étaient de la même taille, en plus d’être trop long. En faisant des essais avec les servomoteurs, nous nous sommes rendus compte qu’à cause de leur taille, les bras allaient trop facilement dans leur position limite. C’est-à-dire comme le montre l’image suivante :

Voici quelques vues de nos bras, de notre socle et enfin de l’assembage de notre robot avant l’impression, après avoir rectifier le problème rencontré :

Ce bras ci-dessus (bras 2) est un peu plus épais que les autres afin qu’on puisse garder la tête d’écriture parfaitement parallèle par rapport à l’écran de ruban.

Modélisation du bras 4 (avec la tête d’écriture)

Vidéo de l’impression 3D des bras du robot

Vidéo de l’impression 3D du socle de notre robot

Après avoir modélisé chaque pièce une par une, nous les avons assemblées afin de mieux visualiser notre robot final.

Assemblage & programmation de notre robot

Ensuite, une fois l’impression terminée, les bras réimprimés plus petits, nous avons assemblé chaque composant entre eux, collé le ruban adhésif phosphorescent sur le robot, fixé les bras sur les servomoteurs. Après avoir reçu tous nos composants dont le module horloge afin d’écrire l’heure correctement, nous avons soudés et connectés les câbles sur la carte Arduino.

Voici une image de notre robot avec tous les câbles assemblés. Sur l’image de droite, vous pouvez voir un schéma de l’assemblage sur TinkerCad afin de mieux visualiser les branchements de chaque composant.

À partir de ce moment-là, nous devions essayer le programme que nous avions développé en même temps que la modélisation et l’impression. Lors du lancement de notre programme, le robot affichait l’heure mais à l’envers c’est-à-dire en mode miroir (comme vous pouvez le voir sur la vidéo ci-contre). Nous avions donc un problème avec notre repère des coordonnées. En effet, en faisant de multiples tests, nous avons compris que le sens de l’axe des x était inversé.

Après avoir identifié le problème, nous devions le corriger dans notre programme, inverser le sens des chiffres, mais aussi inverser le sens de l’écriture. Nous avons donc modifié les coordonnées de chaque chiffre et nous avons repensé leur position sur l’écran d’écriture. Dû au fait d’une calibration non parfaite, des petits réglages ont été effectués pour que les chiffres soient droits. Prenons l’exemple du chiffre 2 :

Avant l’ajustement :

 case 2: 
            digitStart(0,3/4);
            digitArc(1/2,3/4, 1/2,1/4, 1/2, -1/8);
            digitArc(1,0, 1,1/2, 3/8, 1/2);
            digitMove(1,0);
            break;

Après l’ajustement

case 2: 
            digitStart(1,3/4);
            digitArc(1/2,3/4, -1/2,1/4, 1/2, -1/8);
            digitArc(0,0, -1, 1/2, 3/8, 1/2);
            digitMove(0,1/4);
            break;

Pour finir, pour que notre robot soit autonome, nous avons ajouté une batterie. De plus, nous voulions mettre un interrupteur afin qu’on puisse éteindre l’alimentation de notre carte Arduino pour que la batterie dure plus longtemps. Nous nous sommes vites rendus compte que notre module horloge devait être alimenté en continue pour qu’il écrive l’heure en temps réel. Notre projet de mettre un interrupteur n’était donc pas possible avec ce module horloge. Il existe d’autres modules horloge qui possèdent une pile intégrée afin qu’ils restent constamment alimenter pour qu’ils ne perdent pas l’heure. Nous avons donc décidé de mettre des piles rechargeables 6V de 1600mA pour éviter qu’elles ne se déchargent trop vite.

Bilan & Critiques

Ce projet a été très enrichissant et intéressant. Nous avons pu mettre à profit de nombreuses compétences notamment en conception mais aussi en électronique, en électricité et en programmation. La partie la plus dure a été la programmation avec un langage qui était nouveau pour nous.

De plus, nous avons appris à être autonome et prendre des décisions dans un projet de A à Z. Savoir se débrouiller face à différents problèmes et ne pas abandonner sont aussi deux points importants dans un projet. De plus, le travail d’équipe est une compétence essentielle pour le bon déroulement d’un projet. Nous avons donc dû savoir s’écouter entre coéquipier, exprimer chacun ses idées. Nous n’étions pas forcément toujours d’accord sur certaines choses mais en discutant ensemble, nous trouvions toujours un compromis.

Notre robot n’est qu’un prototype, il y a donc certaines choses à améliorer comme l’alimentation de la carte Arduino ou bien le module horloge. De plus, nous pourrions développer davantage notre programme pour qu’il est différente fonctionnalité comme écrire la date ou dessiner quelque chose demandée par l’utilisateur. Pour aller plus loin, développer une application pour le diriger depuis son portable pourrait être intéressant afin d’avoir de multiples fonctionnalités.

Nous tenons à remercier notre référent, M. LAGRANGE, pour nous avoir aider et guider tout au long de ce projet.

Merci pour votre lecture !!!

Mohamad DEIRI / Méline TARLEVE

Stabilité d’un bâtiment sous l’effet d’un séisme

Publié le 10 mai 2023 par Clement Andreu Sabater

Les séismes sont des phénomènes naturels liés aux mouvements des plaques tectoniques, souvent dévastateurs en termes de dégâts matériels et en vies humaines. On dénombre chaque année plus de 300 000 séismes dans le monde de magnitude supérieure ou égale à 2.

Image d'un immeuble effondré suite à un séisme de magnitude 6.4 au sud de Taiwan. — *Dans la ville de Tainan, au sud de Taïwan, le 6 février 2016, un immeuble effondré après le tremblement de terre de magnitude 6,4. PHOTO AFP/ CTI TV*

C’est en effet, une erreur de conception architecturale qui est à l’origine de l’effondrement des bâtiments lors de la propagation d’un séisme. Il est donc primordial de faire les bons choix lors de la construction d’un bâtiment. La plupart des dégâts causés par un séisme sur un bâtiment sont liés à des déplacements excessifs et à une conception qui ne prend pas suffisamment en compte les effets dynamiques.

1-NOTRE PROJET

Dans le cadre de notre projet de deuxième année, notre objectif est d’étudier et de modéliser un bâtiment soumis à un séisme en se basant sur la construction parasismique.

Pour réaliser ce projet, nous avons adopté le point de vue d’un ingénieur pour comprendre comment un bâtiment se déformait, se dégradait puis se cassait sous l’effet d’un séisme. En effet, le rôle de l’ingénieur en bâtiment est d’effectuer des études préalablement à la construction du bâtiment. Il doit étudier le projet de construction du bâtiment et effectuer des simulations pour déterminer les procédés techniques à utiliser. Il doit également mener des études de conception sur le dimensionnement ou encore la solidité des matériaux et enfin chiffrer les coûts de construction.

La première étape a donc été une étape de recherche, indispensable pour le commencement d’un projet. En effet, il est important de comprendre l’impact des séismes sur les constructions, mais également de connaitre toutes les normes de construction parasismique qui peuvent varier en fonction des zones de construction.

L’étude de ces-dernières est la base du processus de construction du bâtiment. Il s’agit en effet de connaitre les composants du sol, mais également, la zone de sismicité dans laquelle le bâtiment va se trouver.

Par la suite, il faut faire les bons choix en termes de dimension, de nombre d’étages, et de forme du bâtiment en fonction de son utilité. Les caractéristiques vont varier si le bâtiment est une habitation, un établissement recevant du public (ERP), un pont, etc.

Une fois les plans de construction bien définis, il est indispensable d’avoir recours aux calculs. Ces calculs sont réalisés grâce à l’Eurocode 8, la réglementation européenne appliquée à la construction parasismique. Ces calculs vont permettre de choisir les bons matériaux, les meilleures fondations qui seront adaptées au bâtiment et type de sol, et le dimensionnement adéquat en fonction des charges subies par le bâtiment. Deux calculs sont notamment très importants : le premier concerne l’Etat limite de service (ELS) qui consiste à vérifier que le bâtiment ne subisse de déformations irréversibles mettant en jeu la sécurité des personnes. Le deuxième est l’Etat limite ultime (ELU) qui consiste à déterminer la charge maximale pouvant être subie par le bâtiment avant qu’il ne s’effondre, qu’il n’atteigne un état de ruine. Pour vérifier ces deux états limites, il faut imiter les conditions réelles des charges créées par un séisme sur le bâtiment, et cela par les calculs réalisés et avec l’aide d’un logiciel de modélisation.

Pour finir, après avoir récupéré toutes les données nécessaires à la construction, il est nécessaire de faire une simulation 3D pour avoir un meilleur aperçu de la finalité de la construction. Le logiciel Revit est un logiciel de modélisation 3D qui permet également de faire des simulations de séismes afin d’analyser la stabilité du bâtiment modélisé lors de séismes.

2-NOTRE ETUDE DE CAS

Dans ce projet, nous avons décidé de créer quelque chose de concret en faisant une étude de cas. Nous avons choisi de modéliser une habitation au niveau d’Annecy où la zone de sismicité est de 4 (sismicité moyenne). L’habitation se trouve à plus d’1km du bord de la rive du lac pour des questions de normes.

Grâce à l’application Géoportail, nous avons pu connaître le type de sol à Annecy qui est du calcisols. Le calcisols est un matériau calcaire qui possède des propriétés argileuses.

Concernant le type de bâtiment, nous avons décidé de créer une habitation avec une forme simple, une base rectangulaire. Les éléments parasismiques que nous lui avons attribués sont essentiellement 9 poteaux en béton armé. Les caractéristiques spécifiques de notre bâtiment sont les suivantes :

Au niveau des fondations, nous avons donc un radier de 30 cm d’épaisseur et une dalle porteuse en béton armé coulée à même le sol. Ce type de fondation est idéal en présence d’un sol meuble, relativement instable.

Au rez-de-chaussée, nous avons un plateau de 64 mètres carrés avec 4 ouvertures sur l’extérieur. La hauteur sous plafond est de 2.66 mètres. (Portes)

Plan du rez-de-chaussée de la maison avec le logiciel Revit

Au Premier étage, nous avons la même surface qu’au rez-de-chaussée, c’est-à-dire 64 mètres carrés. Cet étage est accessible par un escalier partant du rez-de-chaussée. (Ouvertures, portes, cage d’escalier)

Plan du premier étage de la maison avec le logiciel Revit

Nous avons modélisé notre maison sur le logiciel Revit ci-dessous :

Modélisation de notre maison grâce au logiciel Revit

3-ELEMENTS TECHNIQUES PARASISMIQUES

De plus, certains éléments de construction parasismique doivent être pris en compte lors de la modélisation de structures spécifiques comme les grands bâtiments pour limiter les dégradations causées sur celui-ci par d’éventuels séismes.

Il est tout d’abord possible d’utiliser un joint parasismique. Ce joint est un espace vide de tout matériau que l’on réalise entre deux constructions mitoyennes dans notre cas, et plus généralement en zone urbaine où le nombre de bâtiments est assez dense. Les règles de mise en place de ce joint parasismique sont données par l’Eurocode 8. Dans le cas d’une zone de sismicité de niveau 4, la largeur du joint doit être de 6 cm. De plus, en zone sismique, tout joint de dilatation doit être remplacé par un joint parasismique en raison de ces impératifs de non-entrechoquement. Le joint de dilatation a pour fonction de permettre au béton de se dilater et de se contracter librement sous l’effet des variations de température au fil du temps.

Deuxièmement, il peut être utile que la structure repose sur une isolation de la base qui fait la liaison entre le bâtiment et le sol. Dans cette isolation de base, on peut retrouver le caoutchouc qui est reconnu comme le matériau le plus déformable. On retrouve également dans cette isolation de base des amortisseurs qui vont permettre de limiter les mouvements lors de séismes. Ce type d’isolation à la base est plus adapté pour de plus grandes constructions comme des gratte-ciels ou encore des ponts mais n’est pas nécessaire pour une habitation simple.

Pour illustrer cette isolation, voici un petit schéma explicatif :

Isolation sismique de la base pour des bâtiments parasismiques

4-CONCLUSION

Ce projet a été très enrichissant et nous a permis de faire un premier pas dans le monde de l’ingénierie en nous mettant dans la peau d’un ingénieur en bâtiment. Nous avons consacré beaucoup de notre temps aux recherches, mais également à modifier notre projet pour que notre construction soit la plus adaptée aux effets sismiques et la plus parlante pour le lecteur, d’où le choix d’un bâtiment d’habitation tel qu’une maison.

Ce projet nous a aussi permis d’acquérir de l’autonomie au travail, mais également de faire preuve de rigueur et de coopération.

Nous remercions Stéphanie Chahine pour nous avoir accompagnés et guidés tout au long de ce projet.

Flavie SEBILO, Clément ANDREU SABATER et Emma BARBEAU

Relier les centres de cercles avec le Robot Dobot Magician

Publié le 8 juin 2022 par Hippolyte Kukla

Relier les centres de cercles avec le Robot Dobot Magician

Bonjours à toutes et tous !

Nous sommes trois étudiants en deuxième année du cycle préparatoire à Polytech Angers (Enzo, Hippolyte et Léo). L’objectif de notre projet est de détecter puis relier des cercles de mêmes couleurs grâce à un feutre tenu par le Robot Dobot Magician. L’une des contraintes demandées est d’avoir une caméra directement accrochée au robot et non posée à côté de ce dernier. Un robot tel que le Dobot Magician, est à but didactique, mais le fonctionnement algorithmique pourrait être utilisé à grande échelle, en usine, pour trier et réorienter un ensemble de pièces par exemple.

Si vous le souhaitez, une vidéo de présentation est disponible (avec tous les documents de notre projet) dans ce lien drive :

https://drive.google.com/drive/folders/1UxkdQfwdgCEFTwE-POVpguWi9XRQfONz?usp=sharing

Pourquoi ce projet ?

Nous avons choisi ce projet, car chacun des domaines qui allaient être abordés nous plaisaient : Conception ; Programmation ; Robotique et Impression 3D. De plus, nous avions tous les trois le souhait d’aller en SAGI l’année prochaine donc travailler sur ce projet allait nous apporter une première idée plus poussée de ces domaines

Notre Projet se compose de 5 étapes principales :

Expérimentation
Recherche de solutions et Modélisation de l’outil caméra
Développement du système de control
Développement du code de traitement d’images
Développement de l’interface graphique

Nous avons entamé notre projet par une phase de recherche.

Nous nous sommes appuyés sur les TP fournis par notre professeur référent pour nous familiariser au matériel. Comme le robot Dobot magician, la caméra, les mathématiques associés et les logiciels propres à notre projet.

Nous avons principalement utilisé 3 logiciels. Tout d’abord, DOBOTSTUDIO, le programme fourni par les constructeurs afin de contrôler le robot. Ensuite, SOLIDWORKS, le logiciel de CAO, que nous connaissions le mieux, il nous a permit de conceptualiser tous les prototypes. Pour finir, nous avons utilisé PYCHARM accompagné de la bibliothèque associée, un encodeur python, avec lequel nous avons développé notre traitement d’image, notre gestion de mouvement du robot et l’interface graphique.

Conception du support caméra

Notre support se divisera en 2 parties. La première est le boitier qui contiendra la carte mère ainsi que la lentille que nous avons extraite de la caméra. Afin, que la lentille soit le plus parfaitement possible parallèle à la feuille, nous avons rajouté des renforts pour fixer la carte dans le boitier. L’objectif est de réduire au maximum le décalage qu’un angle entre la lentille et la feuille puisse créer.

La deuxième partie du support caméra, permet d’accrocher le boitier au robot, il se divise en 2 sous-parties qui viennent se fixer autour du feutre. Le boitier vient donc s’accrocher par l’intermédiaire d’un rail sur lequel le jeu a été calculé de façon à ce qu’il glisse facilement, et soit parfaitement stable lors des mouvements du robot.

Après avoir tout imprimé et assemblé, voici le résultat :

*Robot Dobot Magician avec le support caméra*

Programmation du robot

On va maintenant s’intéresser à l’autre partie également importante de notre projet, à savoir la programmation.

En effet, le but étant de relier tous les cercles de la même couleur, on se doutait dès le début qu’il y aurait un travail conséquent sur le traitement d’image, domaine dans lequel nous n’avions que peu d’expérience.

Nous avons créé un programme de près de 290 lignes en langage python, car les fonctions qui permettent de contrôler notre robot sont écrites dans ce langage.

Nous avons passé nos premières séances sur la programmation à comprendre et à tester ces différentes fonctions afin de voir comment le robot réagissait aux différentes commandes et d’identifier ce qui pourrait potentiellement poser un problème par la suite.

À partir de là, il ne nous manquait plus qu’à définir ce qu’on allait devoir faire pour ensuite créer notre algorithme.

À partir de cet algorithme, nous avons pu créer un programme fonctionnel, mais une autre idée nous est venue : celle de faire une interface graphique qui permettrait à l’utilisateur de contrôler le robot étape par étape et qui serait beaucoup plus agréable esthétiquement parlant.

L’interface Graphique

L’interface graphique avait de nombreux intérêts (accompagnés de nombreux inconvénients), notamment la facilité d’utilisation pour quelqu’un ne connaissant pas notre projet.

Le bouton Home (en haut à gauche) permet au robot de se placer en condition initiale et de recalibrer ses déplacements.
Juste en dessous, c’est le bouton qui place le robot en position initiale, sans la phase de recalibrage, ainsi, on évite cette étape qui peut être plutôt longue. Cependant, lors de l’activation du programme, il est conseillé d’utiliser le home du robot (premier bouton) afin d’être plus précis.
À nouveau en dessous, c’est le bouton qui active la prise de la photo. Afin d’avoir une photo de bonne qualité, mais surtout utilisable, il faut placer le robot en conditions initiales.
Enfin, les ronds de couleurs (milieu-bas) permettent de choisir quels cercles on souhaite relier. Bien sûr, cette étape nécessite d’avoir prit la photo avant.

Au milieu de cette interface se trouve le logo de notre projet, de son nom Tomi, c’est notre mascotte.

Enfin voici une vidéo de notre robot après toutes ces étapes :

Bilan

Ce projet nous a beaucoup apporté, que ce soit en programmation et sur le traitement d’image où nous n’avions aucune connaissance, ainsi que sur le fait de devoir toujours faire face à des problèmes imprévus lorsque nous commencions une tâche. On peut prendre en exemple la lumière pour le traitement d’image qui nous a posé beaucoup de problème !

Pour nous le plus important dans ce projet a été le travail de groupe et l’importance de s’entourer des bonnes personnes afin d’échanger et de s’entraider au maximum !

Vous pouvez retrouver tous nos documents ainsi qu’une vidéo de présentation du projet dans ce lien drive :

https://drive.google.com/drive/folders/1UxkdQfwdgCEFTwE-POVpguWi9XRQfONz?usp=sharing

Merci pour la lecture !

Bossuet Léo – Kukla Hippolyte – Richard Enzo

RENFORCEMENT SISMIQUE DES MURS EN MAÇONNERIES

Publié le 7 juin 2022 par ncolliou

Bonjour à tous.tes !

Nous sommes un groupe de trois étudiants à Polytech Angers, Valentine Loeul, Nathan Colliou et Louise Garnier. Nous nous intéressons tous les trois au milieu du génie civil et souhaitons nous orienter dans ce domaine l’année prochaine.

Soit, mais quel est notre projet ?

Nous avons pour projet de renforcer un mur en maçonneries, de manière à ce qu’il soit résistant aux effets sismiques. En définitive, nous devions trouver la méthode de renforcement la plus adéquate et la plus performante, puis modéliser ce mur renforcé à l’aide du logiciel Revit.

Quel est l’intérêt de notre projet ?

Lors d’un séisme, les conséquences peuvent être très dangereuses, voire même vitales. En effet, les dégâts causés par un séisme sont listés en cinq degrés. Ces cinq degrés vont de l’absence de dégâts liés au bâtiment en lui-même (dommages légers sur les objets extérieurs), à l’effondrement total ou presque du bâtiment, pouvant avoir des répercussions sur les vies humaines.

C’est pour cela qu’existent en France des normes parasismiques, que doivent respecter les maîtres d’œuvre dans leurs constructions.

D’accord, mais quels résultats avons-nous obtenu ?

Notre projet était composé de deux parties : une partie de recherches sur les différentes méthodes de renforcement existantes ; et une seconde sur la modélisation de ce mur renforcé à l’aide du logiciel Revit.

Comment avons nous organisé nos recherches ?

Nous avons tout d’abord essayé de comprendre les différentes méthodes de renforcement.

Pour cela, nous nous sommes documentés sur les sujets suivants :

les maçonneries ;
les séismes ;
le comportement mécanique d’un mur ;
la réglementation ;
ou encore sur les différentes méthodes de renforcement.

Ces recherches nous ont permis de préciser le type de mur que nous voulions renforcer : nous avons donc conclu que nous renforcerons un mur porteur, puisqu’il permet d’assurer l’unicité du bâtiment, et donc la sécurité en cas de séisme. Ce mur aura une épaisseur de 15cm et une hauteur standard de 215cm.

Ce mur doit pouvoir supporter les mouvements désordonnés du sol (énergie cinétique créant des forces de cisaillement), ainsi que la force des ondes sismiques (énergie stockée et dissipée par le mur), tout en continuant d’assurer sa fonction principale qui est d’assurer les efforts normaux liés à la descente de charge (masse des planchers, toiture, charges d’exploitation, etc.).

La méthode de renforcement de notre mur doit aussi respecter l’EuroCode, et donc s’adapter au milieu dans lequel il est implanté, ainsi qu’au type de bâtiment dont il fait partie. On prendra donc en compte les risques sismiques, les facteurs météorologiques tels que la neige et le vent par exemple, le type de sol, l’utilité du bâtiment, etc.

Voici les différentes méthodes de renforcement que nous avons trouvé énumérées ci-dessous :

modification des contreventements ;
chemisage en béton armé ;
chaînages horizontaux et verticaux ;
injection de résine ;
injection de polymères renforcés de fibres ;
contreforts.

Nous avons étudié les avantages et inconvénients de chaque méthode, puis nous avons choisi de nous concentrer sur les chaînages horizontaux et verticaux. Cette technique est très répandue, peu coûteuse et simple à mettre en place.

Schéma de chaînage vertical et horizontal — Schéma de chaînages

Comment s’est passée la modélisation du mur ?

Au départ, nous avons étudié le fonctionnement du logiciel de conception de bâtiments Revit. Celui-ci permet de créer un modèle en 3D d’une structure pour créer divers documents nécessaires à sa construction.

A vrai dire, la modélisation à pris plus de temps que nous le pensions : nous avons eu beaucoup de mal à comprendre comment renforcer la structure grâce au logiciel.

Le logiciel nous a permis de combiner les charges et d’appliquer des contraintes sismiques. Il devait également nous permettre de modéliser la descente de charges, mais n’ayant pas accès à la dernière licence, nous n’avons pas pu utiliser cette fonctionnalité.

Revit

Au final, sur quoi notre projet a abouti ?

Pour conclure, ce projet a été très constructif.

Tout d’abord, ce travail de groupe en autonomie nous a permis d’apprendre comment nous organiser de manière efficace, ou encore comment simplifier des notions complexes. Les divers problèmes que nous avons rencontrés nous ont permis d’apprendre à nous adapter.

De plus, nous avons pu mettre en pratique nos cours de Propriétés et Résistance des Matériaux.

Puis, notre projet a surtout abouti à la modélisation d’un bâtiment, dont vous pouvez voir les différentes vues et plans ci-dessous :

Différentes vues de notre modélisation Revit — Différentes vues extérieures

plan de la maison sur Revit — Plan du bâtiment

D’autre part, nous avons rédigé un rapport, que nous avons mis ci-dessous :

https://files.u-angers.fr/data/f-42b34684b6b21ba7.pdf

Remerciements

Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer nos remerciements pour les personnes qui ont contribué à sa réalisation, et tout particulièrement à notre tutrice de projet, Mme. Stéphanie Chahine, pour son aide, ses conseils et ses directives, ayant permis le bon déroulement de notre projet tutoré.

Nous contacter

Une question ? Contactez-nous, nous vous répondrons !

valentine.loeul@etud.univ-angers.fr

nathan.colliou@etud.univ-angers.fr

lougar@etud.univ-angers.fr

Fabrication d’une mini-éolienne

Publié le 7 juin 2022 par leane

Introduction à l’éolienne

Notre consommation d’énergie a atteint un point tel que l’épuisement des sources d’énergies fossiles est imminent. C’est pourquoi, nous devons nous concentrer sur le développement des énergies renouvelables, notamment l’énergie éolienne.

Le vent est une des premières énergies utilisées par l’Homme, que ce soit pour la navigation ou encore faire tourner les moulins. Aujourd’hui, c’est une nouvelle façon de produire de l’électricité. Le processus consiste à transformer l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique grâce à la rotation d’un arbre. Cette énergie va alors devenir électrique grâce à un générateur électrique.

En ce qui concerne le fonctionnement, nous allons l’expliquer simplement. Tout d’abord, le vent, suffisamment fort, fait tourner les pâles de l’éolienne, ce qui entraine la rotation du moyeu et de l’arbre principal. Cet arbre passe ensuite dans un multiplicateur qui va augmenter considérablement sa vitesse de rotation. La vitesse de rotation doit être élevé en sortie afin de faire démarrer l’alternateur grâce à une vitesse du rotor assez élevé. Par la suite, l’alternateur génère de l’électricité grâce à un système d’électro-magnétisme. Ce courant électrique est alternatif, il doit être transformé dans le transformateur, puis il rejoint le réseau électrique grâce aux câbles.

Comment fabriquer une eolienne ?

Le materiel

Pour fabriquer notre éolienne nous avons choisi de faire une méthode utilisant beaucoup de matériel récupéré. Il a aussi fallu commander quelques éléments notamment pour le circuit électrique.

Liste de matériel

Moteur continu
Régulateur
Redresseur de tension
Condensateur
Carte électronique
Planche de bois
Mat en bois
Pied de parasol
3 Pâles imprimées en 3D
Moyeu imprimé en 3D
Support moteur imprimé en 3D
Vis

Figure 1 : illustration du matériel nécessaire

Etape 1 : Le circuit electrique

Nous avons commencé par réaliser le circuit électrique car ce sont les premiers matériaux que l’on a reçu. Nous avons utilisé une carte en métal pour poser tous nos composants, puis nous les avons brasés ensemble, en respectant attentivement le circuit suivant.

Dans un premier temps nous avons intégré la sortie du moteur sur la carte. Puis nous avons positionné le pont de redressement et brasé les branches du moteur à celles de courant alternatif du redresseur.

Dans un second temps, nous avons brasé la branche + du redresseur avec la branche + du condensateur. Et nous faisons de même avec les branches -.

Puis nous brasons la branche + du condensateur à l’entrée du régulateur, et la branche – à la masse.

Finalement, nous relions la branche de sortie du régulateur au la VCC du connecteur USB femelle 5V. Et la masse du régulateur à la masse du connecteur.

Figure 3 : Illustration du circuit électrique fini

Etape 2 : conception du support du circuit

Pour assembler notre planche à notre rotor, nous choisissons de réaliser un support qui retiendra le moteur et le fixera à la planche. Cette planche est elle-même fixée au mât. L’arbre du moteur sera lui lié au moyeu.

Pour ce faire, nous utilisons SOLIDWORKS afin de créer un support ressemblant à l’image ci-contre.

Le support dépend de la taille de notre planche, de la taille du moteur et de la longueur de l’arbre. Nous avons aussi extrudé des cercles du diamètre de nos vis à bois pour faciliter la fixation à la planche. Et le tour est joué.

etape 3 : conception des pâles et du moyeu

Pour faire le rotor, c’est à dire les pâles et le moyeu, nous avons utiliser l’imprimante 3D. Or il a fallu d’abord faire la conception grâce à SOLIDWORKS. Nous avons cherché le profil de pâle le plus optimal : le profil NACA 6409. Et nous l’avons reproduis dans le logiciel de conception. Puis avec on balaye cette figure pour avoir une pâle plus fine à son extrémité et on la lisse.

Figure 5 : Réalisation d’une pâle sur SOLIDWORKS

Ensuite il nous fallait en imprimer 3 : nombre de pâles idéal qui observe le meilleur rendement et qui évite d’avoir trop de perturbations entre les pâles.

Figure 6 : Image des trois pâles imprimées

Etape 4 : Decoupe du bois

La découpe du bois fut plutôt simple. Il nous fallait une surface plane pour assembler notre mât et la planche. Alors on a découpé notre mât par la moitié sur une longueur de 14 cm, ce qui correspond à la largeur de la planche. C’est cette planche qui permettra de guider l’éolienne et de l’orienter face au vent.

Etape 5 : assemblage

L’assemblage se fait lui même en plusieurs étapes : il faut mesurer et percer le bois, visser la planche au mat, visser le support à la planche et lier le rotor au moteur.

Ainsi nous avons d’abord percé la planche puis nous l’avons vissée au mât.

Puis nous avons lié les pâles au moyeu avec de la colle forte. Et de la même manière nous avons fixé le moyeu à l’arbre. Afin que ce dernier soit entraîné par la rotation des pâles.

Figure 9 : Le rotor fixé à l’alternateur

Enfin nous avons vissé le support à la planche, à l’aide de 4 vis et de 4 écrous.

Figure 10 : Le support moteur vissé à la planche

Conclusion

Pour conclure, cette éolienne low-tech est plutôt rapide à faire, elle n’utilise pas beaucoup de matériaux neufs mais a un système électrique insuffisant pour charger un téléphone. A notre plus grand regret.

Figure 11 : Vidéo de l’éolienne en rotation

Sean GALLAGHER, Maxime HERBRETEAU, Léane NEVEU

Le panneau solaire en origami

Publié le 5 juin 2022 par emthiriot

Panneau solaire en origami

Bonjour à toi et bienvenue sur ce blog !

Nous sommes trois étudiantes en 2e année en cycle préparatoire à Polytech Angers.

Il y a quelques mois, nous avons commencé à travailler sur un projet et nous l’avons maintenant terminé !

Nous avions plusieurs choix de projet et nous avons choisi celui portant sur les panneaux solaires en origami. Ce projet nous a particulièrement inspiré par son côté énergie renouvelable et écologique des panneaux solaires mais aussi par l’originalité et l’esthétisme de l’origami.

Quelle est l’origine de ce projet ?

Notre projet est inspiré d’un prototype réalisé par la Nasa permettant d’envoyer facilement un engin de taille raisonnable dans l’espace qui par la suite va se déplier en un très grand panneau solaire.

En effet, la Nasa s’est inspirée de la méthode de l’origami. Celle-ci permet d’optimiser la taille du panneau solaire et ainsi diminuer les coûts de l’envoi dans l’espace.

Quel est le but ?

Notre objectif est donc de réaliser un panneau solaire pouvant se replier sur lui-même grâce à une méthode d’origami et pouvant se déplier complètement sur un support inclinable afin de capter un maximum l’énergie solaire. Pour ce faire,

plusieurs objectifs se sont succédés :

La réflexion. . .

Tout d’abord nous avons fait de nombreuses recherches afin de comprendre le projet réalisé par la Nasa et de trouver nos propres idées pour concevoir notre projet.

le pliage en origami

Nous avons essayé de réaliser le pliage du prototype de la Nasa mais sans grand succès. Nous avons ensuite cherché et testé d’autres pliages jusqu’à en trouver un qui nous plaisait particulièrement : le pliage Herringbone.

Ce pliage était esthétique sans être trop complexe à réaliser. Plus tard dans la réflexion, nous avons compris que ce pliage ne permettrait pas la pose des panneaux solaires. C’est pourquoi nous avons choisi un pliage plus simple et plus connu : le pliage en éventail.

la forme du support

Nous voulions un support qui tienne debout, qui puisse se replier jusqu’à être pris en main et qui permette au panneau solaire de s’incliner.

Une fois nos objectifs établis, nous avons chacune pensé à un support différent. Nous les avons ensuite mis en commun pour les comparer et repérer les avantages et les inconvénients de chacun de nos supports. Par la suite nous en avons créé un ensemble en associant nos idées.

mouvement du support et CAO

La forme du support a aussi été choisie en réfléchissant à la manière dont il pouvait se replier. Ainsi grâce à la CAO nous avons pu visualiser nos différentes idées et nous rendre compte que certaines ne fonctionnaient pas du tout.

choix des matériaux

En ce qui concerne les matériaux nous avions des choix à faire.

Pour le support :

Au début nous pensions utiliser l’imprimante 3D et donc le réaliser en plastique. Finalement la taille que nous avons choisie ne permettait pas de le réaliser de cette manière. Nous avons donc réfléchi à d’autres matériaux qui pouvaient correspondre à nos attentes, c’est-à-dire un matériau assez résistant pour que notre support soit solide mais pas trop lourd pour qu’il puisse être transportable lorsqu’il est plié. Nous avons finalement retenu le bois qui est plutôt solide, assez léger, écologique et esthétique. Afin d’assembler les différentes parties du support, nous avons choisi des vis et des écrous.

Pour le panneau solaire

Nous devions trouver un panneau solaire flexible afin de pouvoir le plier en origami. Après des recherches nous avons trouvé un film photovoltaïque. Cependant nos demandes auprès du fournisseur n’ont pas abouties et puis nous n’étions pas certaines que ce film pourrait complètement se plier. Nous avons donc décidé de représenter notre panneau solaire par un pliage en papier peint fixé sur le support avec de la colle des deux côtés.

Quelle idée avons-nous retenu ?

Finalement après toutes ces recherches et toutes ces réflexions, notre projet s’est un peu plus concrétisé.

Pour récapituler, nous avons un support en bois se repliant sous forme d’un “pont”

De chaque côté du support, il y a des rondins en bois autour desquels nous pouvons enrouler et fixer notre panneau solaire (représenté par notre papier peint) plié en éventail.

Place à la réalisation !

Pour réaliser notre projet nous avons dû passer du temps à faire des calculs pour être sûr de notre dimensionnement.

Ensuite nous avons commandé nos matériaux.

Puis nous avons pris les mesures, coupé, poncé, percé, vissé et fixé nos différentes parties pour réaliser notre support.

Pour finir nous avons pris les mesures, découpé, plié et fixé le papier peint sur le support.

Les problèmes rencontrés ; c’est bien beau mais tout n’a pas été si simple…

Durant ce projet nous avons malgré tout rencontré certains problèmes.

Le choix du pliage en origami : Le pliage Herringbone n’était pas possible à cause des panneaux solaires que nous devions poser dessus.

Le film photovoltaïque était introuvable

La taille de notre assemblage ne permettait pas l’utilisation de l’imprimante 3D.

En recevant notre commande de matériaux nous nous sommes rendu compte que certains morceaux de bois étaient abîmés.

C’est déjà la fin… Voici un petit bilan de ce projet :

Nous sommes contentes d’avoir réalisé ce projet de fin d’année ensemble. En effet, cela nous a appris à travailler en équipe, à favoriser notre autonomie et à bien s’organiser ensemble, en se répartissant les tâches. De plus, nous avons trouvé cela intéressant de s’occuper d’un projet dans son intégralité, de commencer par la recherche en passant par la conception et jusqu’à la réalisation. Cependant nous aurions aimé que la réalisation finale corresponde davantage à l’idée que l’on avait de base d’un panneau solaire transportable et que celui-ci fonctionne réellement. Malgré tout, ce projet était une belle expérience !

Alors, en espérant que ces explications t’aient plu, merci d’avoir pris le temps de lire cette page de blog !

Nous remercions particulièrement Adel Haddad pour nous avoir accompagnées tout au long de ce projet.

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Automate animé : la création de notre panda

Publié le 4 juin 2022 par sixbrun

Bonjour à tous !

Nous sommes 3 étudiants en deuxième année de cycle préparatoire à Polytech Angers. Lors du 4e semestre, nous avions 100h pour réaliser un projet. Nous avons tous les trois choisi de travailler sur le projet d’automate mécanique. L’animal que nous avons choisi d’animer est un panda. Dans cet article, nous vous présentons les objectifs du projet et ce que nous avons fait pour les atteindre !
Bonne lecture !

1 – L’objectif de ce projet

Ce projet a pour objectif de nous faire concevoir un automate mécanique en s’inspirant de la méthode que les studios Disney utilisaient.

Disney utilisait des automates motorisés lors de la création de leurs films d'animation. Ces automates leur servaient de base à la création d'un mouvement à animer.

La méthode de Disney consiste à utiliser des roues dentées et des bielles, liées les unes aux autres avec un système d’engrenages. De cette manière, la mise en rotation d’une roue dentée engendre le mouvement complet de l’automate.

2 – Prototype

Nous avons tout d’abord conçu une seule patte, pour être sûr d’avoir quelque chose de propre et de fini à la fin du projet. Cela nous a bien aidé à prendre en main le logiciel de CAO et à modéliser, pas à pas, le mouvement d’une patte arrière de panda. Nous avons fait beaucoup de recherches sur l’anatomie du panda et sur sa façon de se déplacer avant de commencer le design des pattes.

Nos premiers essais en CAO n'étaient pas très concluants. Nous utilisions, comme Disney, deux engrenages pour une seule patte. Il fallait donc prendre en compte beaucoup de variables. Pour simplifier notre travail, nous avons fait le choix de n'utiliser qu'une seule roue. Le mouvement est donc déclenché à partir d'un seul point, au lieu de deux.

Une fois la CAO de notre prototype vérifiée par notre professeur, nous avons imprimé les différentes pièces grâce aux imprimantes 3D du fablab. La roue est munie d’une manivelle pour permettre le mouvement.

3 – Corps entier : la CAO

Nous sommes ensuite passé à la CAO du corps entier.
Nous avons procédé comme suit :

Conception d’un bâti qui servira de corps au panda
Conception des pattes avant
Réflexion sur la manière de transmettre le mouvement des pattes arrière aux pattes avant (une seule roue/train d’engrenage)
Modélisation du mouvement des pattes avant
Conception des arbres constituant le train d’engrenage
Conception d’une tête en CAO qui servira de référence pour la fabrication de la tête
Modélisation du mouvement de la tête et ajout d’un arbre supplémentaire sur le corps du panda pour ajouter la tête mobile à l’assemble (la bielle de la tête est liée au corps par une ficelle qui est attachée à une roue)

C’est ce genre de système avec une ficelle que nous avons utilisé pour la tête. Pour le premier test, nous avions mis une bielle, cela ne fonctionnait pas bien.

Nous avions déjà une petite expérience sur la modélisation de mouvement de patte grâce à notre prototype, alors il n'a pas été compliqué de créer le mouvement des pattes avant. Nous avons choisi de transmettre le mouvement avec un train d'engrenage pour que les pattes arrière et avant n'aient pas le même mouvement, afin que ce dernier soit plus proche de la réalité.

Finalement, voici la version finale ET animée de notre panda en CAO :

Nous n’avons pas pu modéliser le mouvement de la tête en CAO.

4 – Corps entier : le montage

Nous avons donc imprimé toutes les pièces nécessaires :

9 roues
13 bielles (3 par pattes + 1 pour la tête)
4 pattes (toutes constituées de 3 parties à assembler)

Il a aussi fallu créer le corps du panda grâce à des planches de bois. Nous avons utilisé la Charly Robot pour que nos perçages soient bien précis. Nous avons ensuite fabriqué la tête du panda avec les moyens du bord (polystyrène et figurine en papier mâché).

Atelier peinture au fablab !

Une fois toutes les pièces du panda prêtes, nous sommes passés à l’assemblage. Nous avons utilisé des tiges filetées et des écrous freins pour nos arbres. Cela n’a pas été de tout repos, mais finalement, nous avons réussi à obtenir un produit fini !

Nous voulions mettre un petit moteur sur notre panda, mais nous n'avions pas commandé de moteur adapté et celui que nous possédions n'était pas assez puissant, le couple était trop faible. Nous nous en sommes rendu compte trop tard, alors nous n'avons pas eu le temps de fabriquer une manivelle. Il faut faire bouger les roues intérieures directement à la main pour observer le mouvement complet.

Voici un aperçu du panda tout assemblé en mouvement :

Comme vous le voyez, le mouvement n’est pas très fluide parce que nous n’avons pas de moteur. Avec, le mouvement devrait être bien plus fluide. Nous avons réduit au maximum les frottements des bielles les unes avec les autres en créant des décalages là où ils étaient nécessaires, mais il aurait aussi fallu trouver une solution pour les frottements entre le corps et les arbres.

5 – Ce que nous retenons de cette aventure

Même si notre panda n’est pas parfait, nous sommes fiers d’avoir pu terminer à temps le montage. Nous sommes aussi satisfaits de voir qu’il fonctionne.
Ce projet nous a permis d’apprendre beaucoup de choses en mécanique et d’améliorer notre utilisation des outils informatiques à notre disposition. C’était aussi très intéressant de travailler en groupe tout au long de ce projet car les échanges ont été riches !

Nous espérons que notre article vous a permis de comprendre les étapes de création de notre panda ! Merci pour la lecture !

Laetitia Baudard/Thomas Voclin/Sixtine Brun

Projet : La Voiture à Ressort

Publié le 3 juin 2022 par glegeay

Bonjour à tous !

Présentation

Nous sommes 4 étudiants de 2ème année d’école d’ingénieur en cycle préparatoire à Polytech Angers.

En fin d’année 2021-2022, nous avions comme projet de réaliser une voiture à ressort.

Voici Notre Article à propos de ce projet.

L’objectif de notre projet est d’imaginer et de concevoir une voiture à ressort capable de parcourir au moins 15 mètres, à l’aide d’un mécanisme s’inspirant du modèle de fonctionnement d’une horloge.

Avant de commencer, permettez-nous de vous présenter les raisons de notre choix…

Pourquoi une Voiture à Ressort ?

Parmi tous les projets proposés, c’est celui-ci qui nous plaisait le plus car il nécessitait avant tout des compétences en mécanique, en CAO et sur les propriétés des matériaux. Nous avions particulièrement apprécié ces matières durant notre 2ème année de cycle préparatoire et c’est donc pour cela que nous n’avons pas hésité à choisir ce projet.

De plus, nous avions l’habitude de manipuler ce genre de jouet quand nous étions plus jeunes et ce projet était pour nous l’occasion de retourner quelques années en arrière…

Réalisation du projet

La réalisation s’est déroulée en plusieurs étapes.

Première étape : nous devions réfléchir sur le mécanisme à adopter, comment faire avancer notre voiture ? Nous avons réfléchi à cette question lors de la première séance, avec l’aide de notre professeur référent, puis nous avons conclu qu’il fallait s’inspirer du modèle de fonctionnement d’une horloge.

Deuxième étape : nous devions imaginer la forme de nos pièces, leur mise en forme, calculer le nombre de dents nécessaire, calculer la vitesse des roues, par exemple…

Après avoir analysé, calculé et obtenu des résultats satisfaisants, il était temps de concevoir la voiture, à l’aide de Solidworks.

Conception Assistée par Ordinateur (CAO)

La phase de modélisation a eu lieu en trois temps.

Premier temps : nous avons réalisé, avec précision et rigueur et en tenant compte des principales contraintes, les pièces suivantes : Ressort, Roue dentée, Spirale, une clé, un lien entre spirale et clé, supports et un arbre centrale.

Deuxième temps : nous prenons en compte les erreurs réalisées lors de la première impression en imprimante 3D, afin d’y effectuer les modifications nécessaires et y ajouter quelques détails pour la deuxième impression.

Troisième temps : impression des roues avant + axe et carrosserie.

Problèmes rencontrés…

Nous avons rencontré de nombreux problèmes au cours de la réalisation du projet, qui font que la voiture, dans son état actuel, ne peut pas fonctionner comme on le voudrait.

Voici principalement les causes de nos principaux problèmes rencontrés :

- L'impression des pièces, souvent trop longues et parfois dans l'obligation de recommencer (notamment le cas pour la carrosserie, qui demandait environ 2 jours d'impression)

- S'inspirer du mécanisme d'une horloge (bonne base mais limité pour la suite)

- Manque de matériel

Notre Voiture sur la
ligne de départ …

En effet, comme vous pouvez vous en douter, l’impression 3D ne pouvait pas résoudre tous nos problèmes et nous étions parfois dans une impasse à cause d’un manque de pièce.

Par exemple, afin de régler un problème de transmission entre la roue dentée et les roues arrières de notre voiture, nous avons pensé à utiliser des roues libres. Malheureusement, cela nécessite du temps et de l’argent, deux raisons qui font que nous avons abandonnées cette idée.

Bilan du Projet

Tout d’abord, si de futurs candidats pour une éventuelle poursuite du projet souhaitent des idées, nous leur conseillons de donner la priorité aux roues libres et à l’amélioration, notamment de la forme, de la carrosserie, afin de donner un meilleur résultat à l’impression.

Ainsi, pour conclure, nous souhaitons avant tout remercier notre professeur référent, Monsieur Mahmoud Kachit ! Sur un plan personnel, nous sommes un peu déçus de ne pas avoir pu mener ce projet jusqu’à sa fin. Néanmoins, nous sommes ravis et reconnaissants de ce qu’il a pu nous apporter, sachant que cet exercice était pour nous la première véritable occasion de travailler sur un projet concret.

En vous remerciant !

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LEGEAY Guillaume / SARRAF Michel / QUEFFEULOU Ronan / MESNIL Florian