Bonjour à tous ! Nous sommes trois étudiants en deuxième année à Polytech Angers. Dans le cadre de notre projet tutoré, nous avons conçu et fabriqué un banc d’essai de flexion : de la réflexion à la construction jusqu’aux essais réels. On vous explique tout !

I – Un banc d’essai de flexion, c’est quoi ?

Un banc d’essai de flexion est un dispositif expérimental conçu pour soumettre un matériau à une force et observer comment il se déforme. Concrètement, une pièce appelée éprouvette est placée sur le banc, une force lui est appliquée, et on mesure de combien elle fléchit.

C’est un instrument de laboratoire, que l’on retrouve aussi bien dans les universités que dans les bureaux d’études industriels, partout où l’on a besoin de tester le comportement mécanique d’un matériau.

II – À quoi ça sert ?

Dans l’industrie, avant d’utiliser un matériau dans une structure (un pont, un châssis de voiture, etc.) les ingénieurs ont besoin de savoir comment il va se comporter sous charge. Est-ce qu’il va se déformer ? De combien ? Va-t-il casser ?

Un banc de flexion répond à ces questions. C’est un outil qui permet d’appliquer une force maîtrisée sur un matériau et de mesurer précisément sa déformation. On peut ainsi caractériser un matériau, valider des calculs théoriques ou encore comparer plusieurs matériaux entre eux.

III – Le principe de la flexion

La flexion, c’est simplement la courbure d’une pièce soumise à une force. Un exemple du quotidien : posez un livre lourd au milieu d’une étagère et observez-la se courber légèrement sous le poids. La flexion est décrite par la relation suivante :

Notre banc utilise plus précisément la flexion trois points : l’éprouvette est posée sur deux appuis fixes situés à ses extrémités, et une force est appliquée en son centre. Trois points de contact, d’où le nom. Sous l’effet de cette force, le centre de l’éprouvette s’abaisse : c’est ce qu’on appelle la flèche. C’est cette valeur que l’on mesure avec le comparateur pour vérifier que le matériau se comporte bien comme prévu par la théorie.

IV – La Conception

Avant toute fabrication, nous avons modélisé l’intégralité du banc sur SolidWorks. Toutes les pièces structurelles sont conçues en CAO puis décomposées en tranches planes, de façon à pouvoir être découpées au laser dans des plaques de plexiglas de différentes épaisseurs (10, 5 et 3 mm).

Le banc s’articule autour de trois éléments principaux. D’abord, un rail de 50 cm qui constitue la base du banc et sur lequel viennent se fixer tous les autres composants. Ensuite, deux poteaux verticaux qui jouent le rôle des deux appuis fixes de la flexion trois points : l’éprouvette vient reposer sur eux. L’un des deux poteaux est mobile le long du rail, ce qui permet d’ajuster la distance entre les appuis et ainsi de tester des éprouvettes de différentes tailles. Enfin, une pièce centrale coulisse entre les deux poteaux : elle maintient le comparateur en position et est traversée par une fente pour laisser passer l’éprouvette.

V – La fabrication

Une fois la conception validée sur SolidWorks, nous sommes passés à la fabrication. La quasi-totalité des pièces du banc ont été réalisées par découpe laser dans des plaques de plexiglas. Cette technique offre une grande précision et permet d’obtenir des bords nets, ce qui est essentiel pour garantir un bon assemblage des pièces entre elles.

Une pièce spécifique n’a pas pu être réalisée par découpe laser en raison de sa géométrie : le support de chargement. Imprimée en 3D au Fablab de Polytech Angers, cette pièce vient se poser directement sur l’éprouvette, au centre du banc. C’est sur elle que l’on accroche les masses calibrées pour appliquer la force — exactement comme dans le principe de la flexion trois points.

Une fois toutes les pièces fabriquées, nous avons procédé à l’assemblage du banc. Les différents éléments en plexiglas s’emboîtent les uns dans les autres afin de garantir un bon positionnement. Certaines pièces sont ensuite collées pour assurer une fixation permanente, tandis que les poteaux sont maintenus par des vis. Ce mode d’assemblage permet d’obtenir une structure à la fois solide et précise.

VI –  Les essais et résultats

Une fois le banc assemblé, nous avons réalisé plusieurs essais de flexion. La déformation de l’éprouvette, appelée flèche, est mesurée à l’aide du comparateur. Nous avons testé différentes éprouvettes en aluminium et en acier inoxydable afin de comparer leur rigidité et de vérifier les résultats théoriques.

Pour chaque éprouvette, nous appliquons des charges croissantes et relevons la flèche correspondante. En traçant la flèche en fonction de la force appliquée, on obtient une courbe pratiquement linéaire, comme le montre la figure ci-dessous. Cette droite confirme que la déformation est proportionnelle à la charge dans le domaine élastique.

Son coefficient directeur est donné par :

Ainsi, plus ce coefficient est faible, plus l’éprouvette est rigide. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les valeurs calculées, ce qui valide le bon fonctionnement du banc d’essai.

VII – Conclusion

Ce projet nous a permis de suivre une démarche d’ingénierie complète, de la conception à la validation expérimentale d’un banc de flexion fonctionnel. Ce qu’on retient surtout, c’est le lien concret entre la théorie et la pratique, qui donne vraiment du sens aux notions vues en cours.

Nous remercions sincèrement Maxime Kachit pour son accompagnement et ses conseils tout au long du projet, ainsi que l’ensemble des personnes qui ont contribué, de près ou de loin, à sa réalisation.

Ecrit et réalisé par : Biet Martin / Esnault Thaïs / Plouzin Teddy

---

L’idée du projet

Nous avons voulu créer un réveil pour que l’utilisateur puisse le personnaliser depuis un téléphone. À ce moment-là, nous avons réfléchi à plusieurs designs et idées comme un réveil :

• intégré dans une table de chevet
• qui projette l’heure au plafond
• qui projette des formes au moment de l’alarme
• qui intègre une station météo pour savoir comment s’habiller
• qui éjecte une hélice au déclenchement de l’alarme qui ne pourra s’arrêter qu’une fois celle-ci retrouvée et remise en place
• qui joue la musique choisie par l’utilisateur
• réglable en ligne

Le matériel et les choix techniques

• Raspberry Pi Pico 2W (Wifi)
• écran TFT
• boutons
• LEDs
• boule de cristal
• haut-parleur
• des fils (beaucoup de fils)
• 6 boutons tactiles
• site web
• breadboard

Premiers tests

Nous avons commencé par essayer de faire fonctionner la pico en détectant seulement un appui sur un bouton pour allumer une LED. Puis rapidement nous avons fait nos premiers essais sur l’écran et étions capables d’écrire ce que nous voulions sur l’écran à l’aide d’une bibliothèque de code et de quelques lignes.

L’affichage de l’heure

Nous avons ensuite voulu afficher l’heure sur l’écran et à l’horizontale, pas à la verticale comme c’est écrit par défaut et en beaucoup plus gros. Nous avons donc dû trouver plus de documentation pour enrichir notre bibliothèque. De plus, l’heure devait venir d’internet comme sur nos téléphones pour que le réveil soit toujours à la bonne heure.

Avec ces quelques lignes, nous étions capables d’afficher l’heure française précise, actualisée toutes les 8 heures, avec l’affichage de l’heure de plusieurs couleurs possibles ainsi que différentes couleurs de fond d’écran.

Le site web

Étant donné que la Pico peut accéder à Internet, nous avons créé notre site web pour que l’utilisateur puisse modifier :

• la luminosité de la LED
• la couleur de la LED
• le nom de l’alarme
• la couleur de l’heure

Nous avons donc pu réutiliser des compétences que nous avions acquises lors de la prépa en HTML et avons pu programmer cette page HTML :

Nous avons ensuite hébergé notre site web que nous avons transformé en fichier php et créé un fichier de sauvegarde pour que les modifications restent appliquées après actualisation de la page grâce à ce site web :

Les interactions (boutons + manuel)

Nous avons ensuite pensé le réveil pour qu’il puisse fonctionner sans être connecté à Internet grâce à des boutons tactiles pour un design plus doux.

• 1 bouton pour ajouter des heures
• 1 bouton pour ajouter des minutes
• 1 bouton pour ajouter des heures à l’alarme
• 1 bouton pour ajouter des minutes à l’alarme
• 1 bouton pour allumer les LED
• 1 bouton pour actualiser la connexion Wi-Fi / ou s’y connecter
• 2 boutons-poussoirs (reliés) pour arrêter l’alarme

Lors de cette étape, nous avons supprimé 4 boutons qui avaient pour utilité de retirer des heures ou des minutes à l’heure ou à l’alarme, mais qui nous semblaient superflus puisqu’il suffit de passer 23 heures ou 59 minutes pour revenir à 0.

Nos difficultés

Les difficultés ont été nombreuses lors de ce projet, nous avons eu des soucis pour héberger notre site web, puisque celui que nous utilisions a disparu d’un jour à l’autre. Nous avons eu des problèmes d’impression 3D car notre première impression était disproportionnée et il y avait trop de matière entre les boutons tactiles et la surface, ce qui les rendait inutilisables. De plus, l’ouverture était mal orientée, ce qui rendait l’accès à l’intérieur du réveil très difficile pour procéder au montage. Pour terminer, nous avons eu un gros souci de soudure et de court-circuit. Alors que nous travaillions sur le projet, nous nous sommes rendu compte que la carte chauffait. Nous nous sommes alors rendu compte que le projet était en court-circuit à cause d’une mauvaise soudure de l’écran. Nous avons donc ressoudé l’écran. Cependant, le dernier jour de projet, tout a totalement grillé. Nous avons donc tout recommencé avec une nouvelle carte, avec laquelle tout fonctionnait beaucoup mieux pendant quelques minutes, il n’y avait plus de faux contacts mais soudainement tout a à nouveau grillé, cette fois très probablement à cause de l’aimant du haut-parleur qui s’est collé à l’alimentation et a créé un court-circuit. Pour terminer avec les difficultés rencontrées, nous avons longtemps travaillé sur le fait que l’utilisateur puisse choisir ses sons d’alarme en les téléchargeant sur la carte SD. Cependant, nous n’avons pas réussi à faire fonctionner le lecteur MP3 correctement, donc nous avons abandonné cette idée.

Le produit final

Finalement, nous avons un réveil avec un code fonctionnel, qui permet de modifier l’heure et les minutes manuellement ou de le faire automatiquement en étant connecté à internet. Le tout relié à un site web fonctionnel qui permet de modifier les apparences du réveil aussi bien pour la LED que pour l’écran ainsi qu’une interface qui permet de programmer des alarmes avec une alarme personnalisable parmi une liste de choix.

Ce qu’on améliorerait

Actuellement, le réveil est évidemment améliorable puisque la pico est grillée, donc toutes les fonctionnalités sont inutilisables. En revanche, l’écran n’est probablement pas utilisé à son plein potentiel et, pour l’utilisation que nous en avons, je pense qu’une matrice LED serait plus pertinente. De plus, si nous avions eu plus de temps, nous aurions mieux pris notre temps pour apprendre à souder puis souder. Concernant le design, nous aurions pu utiliser du bois pour une esthétique plus raffinée.

Écrit par : Ronan MEZIERE Joséphine BERGER & Anthéa BOTTAREAU

Nous sommes Jeanne et Margaux, deux étudiantes en 2e année de prépa à Polytech Angers, pour notre projet de fin d’année, nous avons créé un Simon avec une petite particularité… c’est un version XXL qui peux se jouer avec les mains et les pieds !

Notre objectif de départ était simple: refaire le célèbre jeu de mémoire: le Simon; et y ajouter si on le souhaitait, une spécificité, une nouveauté. Nous avons donc décidé de reconcevoir l’entièreté de la forme du Simon et de créer une version plus grande et plus amusante. 

Mais derrière cette idée, se cachent des aspects qui n’existent pas dans la version originale: le poids, le temps de réaction, le dimensionnement du jeu …Ce projet est donc un challenge pour nous ! 

1. D’où nous vient l’idée ?

Le jeu classique Simon est basé sur la mémorisation de séquences lumineuses. Cependant elle n’incite pas le joueur à se déplacer ni bouger. Nous voulions donc moderniser le concept et le rendre plus dynamique. La dimension du jeu demande d’ être assez proche pour aller buzzer mais de toujours revenir au milieu en étant un peu reculé pour avoir un regard d’ensemble (un peu comme au tennis). Il faut donc être mobile.

Nous nous sommes inspirées de plusieurs jeux existant : 

• Le jeu original avec ses interfaces colorées
• Les tapis de danse lumineux et le Dance Dance Revolution qui demandent au joueur d’appuyer sur des zones précises avec les pieds

Nous avons imaginé un système où le joueur doit appuyer avec ses pieds ou ses mains sur des zones lumineuses pour reproduire la séquence.

Avec ce nouveau concept, le joueur retient la séquence (mémorisation) mais il doit aussi faire preuve de dynamisme et de dextérité. En effet la dimension du jeu demande au joueur d’avoir une vision d’ensemble et de se coordonner avec ses jambes. Le jeu est donc plus challengeant et complet. 

Le support est défini; il faut maintenant rassembler nos envies et les contraintes du cahier des charges du Simon pour créer les caractéristiques de notre jeu. Elles sont les suivantes: 

1. Plusieurs modes de jeu : niveau facile (plus lent et uniquement 4 couleurs) ou difficile (rapide et 5 couleurs).
2. Séquences de plus en plus longues. Chaque séquence est incrémentée d’un signal lumineux.
3. Prise en compte de la réaction plus longue liée à l’utilisation des jambes et non des mains (déplacement, utilisation de grands boutons adaptés aux pieds).

2. Le matériel utilisé

Pour réaliser notre projet, nous avions deux types de matériel : le matériel imposé et le matériel choisi. 

Le matériel imposé était donc le suivant : 

• Une carte microcontrôleur (Raspberry Pi Pico 2)
• Des LEDs adressables
• Logiciel de programmation Thonny pour programmer en MicroPython.

🌳Notre projet n’ayant pas vocation à durer dans le temps, mais plutôt à être conçu, nous avons souhaité le réaliser uniquement à partir de matériaux recyclés. Nous avons réussi, en récupérant des composants adaptés et faciles à transformer ! Nous avons donc choisi : 

• Des buzzers munis d’un socle clipsable intégrant des boutons poussoirs et des passages de câbles. Ce recyclage provient d’un ancien projet de réflexe 
• Une palette et des tasseaux en bois(support solide) recycler directement des travaux à Polytech Angers

 3. L’organisation du projet 

 Étape 1 : La conception (20 heures)

Nous avons commencé par réfléchir à l’organisation des composants entre eux, l’organisation du code et les fonctions utilisées. Nous avons aussi pensé aux dimensions physiques de notre palette de jeu (prises de mesure avec une vraie personne) et distance de câble ainsi que les pièces 3D qui manquaient. 

Étape 2 : La programmation (32 heures)

Le cœur du jeu repose sur le code. Notre programme s’est appuyé sur plusieurs parties : 

• proposer un menu où l’on peut choisir le niveau (facile/ difficile) 
• générer des séquences aléatoires 
• allumer les LEDs colorées dans un ordre précis grâce à la mise en série des LEDs (chaque lampe à une place et ordre)
• détecter les appuis du joueur 
• comparer la réponse à la séquence
• gérer l’erreur et finir la partie 

⚠️ Après avoir fini le code nous avons rencontré des difficultés concernant la longueur d’appui ( un appui trop long conduit à la fin de la partie). Nous avons géré cette erreur par une temporisation  c’est-à-dire un petit temps de stabilisation (appelé parfois “anti-rebond”), pour éviter les erreurs de double appui.

Étape 3 : La fabrication (20 heures)

Après la conception, vient la phase de fabrication. 

Nous avons commencé par programmer le code et tester grâce à une breadboard le programme de séquences lumineuses. Notre programme s’organise avec des fonctions qui sont appelées au fur à mesure. 

le différentes fonctions : 

• while True (boucle principale) : gère le choix du mode de jeu et lance le mode sélectionné.
• mode_n() : lance le mode normal avec une séquence utilisant 4 LEDs.
• mode_e() : lance le mode expert avec une séquence utilisant 5 LEDs.
• reponse_joueur() : attend qu’un joueur appuie sur un bouton et renvoie le bouton choisi.
• succes() : affiche une animation lumineuse lorsque le joueur réussit une étape.
• erreur() : affiche un clignotement des LEDs lorsque le joueur se trompe et perd la partie.

Puis nous avons réalisé le support physique :

• la découpe d’une demi palette (scie) afin de pouvoir stocker le projet. 
• le perçage (scie sauteuse) des trous pour les buzzers 
• le ponçage pour améliorer la finition
• le vissage des tasseaux pour renforcer la structure et surélever les buzzers

Étape 4 : La soudure et le câblage (24 heures)

C’est une étape essentielle de notre projet puisque sans soudure notre programme n’est pas relié à nos composants il n’y a donc pas de jeu !

⚠️ Étant donné notre peu d’expérience en soudure nous avons pris notre temps pour éviter de faire des faux contacts ou des courts-circuits qui entraînent un faux diagnostic pendant les tests. Par exemple, un problème de soudure peut faire croire que le code est faux, que le composant est défectueux ou que le montage est incorrect.

En réalité, le problème peut simplement venir d’une connexion mal réalisée. Cela peut faire perdre beaucoup de temps.

Nous avons :

• soudé les boutons et les LEDs à la carte tout en les assemblant en même temps pour passer dans les boutons buzzers 
• organiser nos câblages (longueur importante de câbles dû aux dimensions XXL de la palette)

4. Les difficultés rencontrées ⚠️

Notre projet a comporté quelques imprévus, mais nous avons su trouver des solutions et garder notre fil conducteur.  

Polytech étant en travaux nous avons dû réduire au maximum la place que prenait le projet pour pouvoir le stocker. C’était notre première contrainte. 

Notre première vraie difficulté était d’utiliser les LEDs adressables car nous n’avions pas pris la bonne documentation et nous codions pour des LEDs RGB. Après avoir trouvé la bonne documentation, le code marchait beaucoup mieux mais la breadboard provoquait beaucoup de faux contacts. Nous avons donc soudé l’ensemble en ayant des problèmes de séquence. Une fois la soudure réalisée, nos problèmes se sont réduits même si quelques soudures ont dû être refaites. 

 5. Ce que nous avons appris

Ce projet nous a permis de développer des compétences techniques et personnelles 

🔹 Des compétences techniques :

• Programmer en MicroPython, gérer des fonctions et outils (tempo )
• Souder, scier, assembler, visser, poncer 
• Reproduire une pièce grâce à la CAO et l’imprimer en 3D
• Dimensionner, prévoir les contraintes techniques 

🔹 Des compétences personnelles :

• Organiser le déroulement du projet et se donner des objectifs 
• Créer un emploi du temps en organisant par étape et en effectuant des tests de validation d’étape en étape 
• Faire face aux difficultés et trouver des solutions 
• Travailler en équipe
• Innover et réaliser un projet du début jusqu’à sa finalité 

Nous avons aussi compris qu’un projet réussi ne dépend pas seulement d’une bonne idée, mais aussi de la capacité à l’adapter.

6. Le résultat final

Finalement, nous avons obtenu un jeu fonctionnel, nous avons même organisé un test avec les autres étudiants et des records ont été battus !

Les retours ont été très positifs, le jeu semble convenir aux joueurs et il ne présente pas de problème technique majeur. 

Photo du projet terminé en fonctionnement.

Conclusion 

Même si tout ne s’est pas déroulé parfaitement du premier coup, ce projet nous a permis de transformer une idée en un objet réel et de s’amuser. Nous avons aimer réaliser quelquechose que l’on avait imaginé. Le projet est d’autant plus intéressant qu’il est fait avec des matèriaux recyclés pour le socle, les boutons et les buzzers.

Nous avons appris que l’échec fait partie du processus et les tests de validation sont essentiels. Ce projet était très complet et c’est sûrement pour cela qu’il nous a plu : conception, fabrication et programmation on permis à chacune de se retrouver dans ce projet.

INTRODUCTION
Nous sommes Lola, Alice, Marine et Louise ; étudiantes à Polytech Angers et dans le cadre de notre cycle préparatoire nous avons réalisé un projet. Ce projet a pour but de réaliser un bowling virtuel sur le logiciel Unity 3D. Nous avons choisi ce projet car, de notre point de vue, il sortait du lot. Nous voulions réaliser un projet amusant mais à la fois complexe.

Capture d’écran de notre bowling

LA PRISE EN MAIN DU LOGICIEL
La première étape du projet a été de se familiariser avec le logiciel qui était nouveau pour nous. Le logiciel utilisé est : Unity 3D. Il permet de concevoir du contenu ou des applications en 2D ou 3D ; comme des jeux vidéo.
Il fallait comprendre comment créer et ajouter les différents éléments de la piste et du décor. Pour cela nous avons dû penser à plusieurs paramètres.
Les matériaux utilisés pour les différents éléments.
Les dimensions des objets : il fallait faire en sorte que les quilles fassent tomber celles de derrière.
Bien penser aux forces qui pouvaient s’appliquer à la boule : qu’elle soit assez lourde...
Ensuite, il était nécessaire d’utiliser un langage de programmation : le C# (C sharp). Ce langage est spécialement utilisé pour développer des applications de bureau ou des jeux. Or nous ne l’avions jamais utilisé et avons dû nous y adapter. En effet, il était nécessaire de programmer certains éléments, par exemple :
Pour ajouter du son
Mettre des rebonds sur les bords des pistes...

Capture d’écran interface Unity

LA CONCEPTION de La piste

Le bowling

Les personnages

Capture d’écran site Mixamo : Accéder au site

LA RÉALITÉ VIRTUELLE (VR)

De plus, pour que l’immersion fonctionne, tout doit être à la taille réelle. Par exemple, une quille de bowling mesure environ 38 cm. Si elle est trop grande ou trop petite dans Unity, l'utilisateur aura une sensation de vertige ou d'irréalisme.
La physique au cœur du jeu
Dans Unity, un objet sans moteur physique n'est qu'un "fantôme" : il n'a pas de poids et passe à travers les murs. C'est alors ici que le logiciel fait tout le travail avec 3 éléments cruciaux :
Le Rigidbody (corps physique) :
Chaque quille et la boule doivent posséder un composant Rigidbody. C'est ce qui indique à Unity que l’objet solide est soumis à la gravité.
Une boule de bowling est bien plus lourde qu'une quille. Si on donne la même masse aux deux, la boule rebondira sur les quilles au lieu de les renverser. Nous avons alors trouvé le bon équilibre afin de mettre un poids assez lourd pour faire tomber les quilles mais en restant réaliste pour avoir une meilleure qualité de jeu pour les joueurs.
Les Colliders (La zone de contact) :
Il s’agit de l’option qui définit la forme physique des objets. Pour que la boule puisse percuter les quilles, le moteur de jeu utilise des boîtes de collision (Colliders).
Imaginez que chaque objet est enveloppé dans une "armure" invisible, quand l'armure de la boule entre en contact avec celle d'une quille, le moteur calcule instantanément le point d'impact. C'est grâce à ces enveloppes que les objets ne s'interpénètrent pas et que le choc peut avoir lieu.
La détection du strike :
La physique sert également à compter les points. En effet, contrairement à la réalité où vos yeux voient que la quille est tombée, Unity doit le "savoir" par le calcul.
Nous avons considéré une quille comme tombée si son angle par rapport à la verticale dépasse un certain seuil, nous l’avons posé à 90°.
LES COMPLICATIONS ET LES SOLUTIONS
Le passage de l'idée à la réalisation sur Unity 3D n'a pas été sans embûches. La principale difficulté a résidé dans la prise en main du logiciel, qui présente une interface extrêmement riche et une logique de composants (Rigidbody, Colliders, Scripts) parfois surprenante au début.
Nous avons également rencontré des complications majeures lors du réglage de la physique. Au départ, notre boule de bowling traversait le sol ou faisait s'envoler les quilles de manière irréaliste à cause d'une mauvaise configuration des couches de collision et de masses mal proportionnées.
Pour régler les problèmes de collisions aberrantes, nous avons mis en place des Physics Materials personnalisés. En ajustant la friction et en réduisant le rebond des quilles, nous avons obtenu un comportement beaucoup plus lourd et réaliste.
LE CONCOURS BOWLING

CONCLUSION ET REMERCIEMENTS
En définitive, ce projet nous a permis de développer de nombreuses compétences : en conception et programmation notamment. Mais il nous aura aussi appris à travailler en équipe avec des problèmes divers à résoudre, tout en s’amusant avec les différents éléments personnalisables sur le logiciel. Nous remercions grandement notre professeur : Monsieur Paul Richard, pour son aide, son implication et son enthousiasme tout au long de nos séances de projet, ainsi que nos camarades pour leur intérêt et participation à notre concours.

Bienvenue sur notre blog de style !

Créé en 2026 par les PEIP2 Alix, Alban, Clément et Lucas.

Introduction

Notre projet est en collaboration avec le lycée de la mode à Cholet. Ils ont une machine qui coûte plusieurs centaines de milliers d’euros et qui permet d’imprimer des créations en 3D, avec du tissu et de l’encre. Malheureusement, 90% de ce qui est conçu est jeté après la première utilisation.

Notre tâche consiste donc à créer un logiciel qui permet de visualiser les motifs imaginés sur le mobilier souhaité (canapé, chaise, lit, coussins…). Tout cela en 3 dimensions, et de manière interactive.

Au-delà de l’aspect technique, notre mission est de proposer une solution de prototypage virtuel. En visualisant le rendu final avant même de lancer l’impression, on élimine les essais inutiles et on réduit considérablement l’empreinte environnementale de la création textile.

Développement

Il nous a été demandé de réaliser notre projet sur Unity 3D. Ne connaissant pas du tout ce logiciel, nous l’avons d’abord pris en main. Ensuite notre professeur nous a fourni des scripts. Nous les avons testés et utilisés pour la plupart, et nous avons utilisé l’intelligence artificielle parfois pour nous aider à adapter ces scripts à ce que nous voulions faire.

Le choix d’Unity 3D s’est imposé par sa gestion avancée de la physique de la lumière. Pour un designer de mode, le rendu des couleurs sous un éclairage spécifique (spot de défilé vs lumière naturelle) est crucial pour valider un motif.

–

Pour cela nous avons élaboré :

–

Tous les scripts ont été réalisés en langage C#, ce qui a nécessité de nombreuses heures de codage sur Unity 3D. Mais nous sommes absolument passionnés par la programmation, donc cela n’a pas posé problème.

Réalisation

Créer des pièces par défaut (salon et chambre) avec du mobilier dedans (canapés, fauteuils, lits, oreillers…) qui puissent être modifiés par l’étudiant, afin que celui-ci puisse ajouter les textures qu’il souhaite, pour les visualiser avant d’imprimer ses motifs. Il fallait donc que la texture soit en 3D, et que l’objet visualisé soit le plus réaliste possible, tout en restant dépendant de la luminosité de l’environnement. Nous devions aussi faire en sorte que l’étudiant puisse importer le motif qu’il crée, et l’ajouter dans le logiciel.

L’utilisateur peut tourner autour du meuble, zoomer pour observer la définition de l’encre sur la fibre et ajuster l’échelle du motif en temps réel. C’est cette interactivité qui transforme un simple dessin en un objet tangible.

Voici l’interface principale qui s’ouvre lorsqu’on lance notre logiciel :

Si on clique sur “Chambre”, on va arriver dans la chambre créée, composée d’un lit avec des coussins, des luminaires et des meubles (comme des tables de chevet). Chacun des éléments de cette pièce peut se voir attribuer une texture, qui peut elle-même être zoomée, décalée ou pivotée. Le but est de se déplacer dans la pièce afin de se projeter pour voir le rendu de la texture choisie. Cela aide l’étudiant à avoir une idée plus réaliste de sa production, et sans consommer de d’encre ni de tissu.

Si on clique sur “Salon”, on va arriver dans notre salon, et chacun des éléments possédera les mêmes propriétés citées précédemment.

Le bouton “Texture” nous amène dans un dossier qui stocke toutes les textures déjà importées dans le logiciel. C’est avec ce bouton que l’étudiant importera ses créations. Pour cela il suffit d’importer un fichier image classique jpeg. Ce dossier a pour but d’être ordonné car il va abriter des centaines de textures si l’école utilise le logiciel pendant plusieurs années.

Enfin, le bouton “Quitter” ferme la fenêtre.

Conclusion

Nous avons pris conscience que ce projet n’était pas seulement la création d’un logiciel qui serait joli, mais un véritable outil du quotidien pour un lycée, et donc des centaines d’étudiants. Nous avons fait de notre mieux pour développer une alternative 3D et ergonomique qui remplacerait ce que peuvent faire Photoshop ou d’autres logiciels.

À terme, nous pourrions envisager l’ajout de nouvelles pièces de mobilier, ou plusieurs styles de salons par exemple (industriels, modernes, minimalistes, contemporains…). Et même l’intégration de simulateurs pour les vêtements, afin de couvrir l’ensemble des besoins du Lycée de la Mode.

Bonjour à tous ! Nous sommes Noah, Esteban et Antoine, étudiants de deuxième année de classe préparatoire intégrée à Polytech Angers.

Dans le cadre de notre formation, nous avons eu l’opportunité de réaliser un projet concret de A à Z pendant plusieurs semaines. Le défi devant lequel nous sommes ? Concevoir et réaliser une horloge numérique à LED adressables. Ce projet permet de mettre en pratique les compétences acquises au cours des deux années de formation: de la CAO (Conception Assistée par Ordinateur),de l’électronique ainsi que de la programmation.

Voici un exemple d’horloge à LED vendu dans le commerce et l’horloge que nous avont finalement conceptualisée:

Le matériel

Pour mener à bien ce projet, nous avons dû lister et commander les composants nécessaires. Voici la liste du matériel requis pour cette horloge :

• Une Raspberry Pi Pico 2W
• Une matrice à LED (32×8 pixels)
• 4 boutons poussoirs (pour régler l’heure et les modes).
• Du filament 3D (beaucoup !), une imprimante 3D pour la structure.
• Breadboard, fer à souder et câbles de chargement.
• Plexiglass fumé
• Planches de bois d’épaisseur 5 mm

Étape 1 : Réflexion et Conception 3D

La conception 3D du cadre de l’horloge à l’aide du logiciel de CAO “SolidWorks” a constitué la première étape de notre projet. Le but principal était de déterminer la forme et les dimensions optimales, tout en réfléchissant à l’organisation interne de l’horloge afin que tous les composants électroniques trouvent parfaitement leur place.

Après plusieurs essais de modélisation, nous avons finalement retenu un format de 350 x 200 mm avec des bords arrondis pour un rendu plus moderne. Nous avions prévu à l’arrière du boîtier une rainure pour pouvoir y faire coulisser une plaque de bois en guise de fermeture et avoir ainsi un accès facile à l’électronique si besoin. Sur le dessus de l’horloge, nous avions également prévu un emplacement pour chacun des quatre boutons de contrôle qui nous permettent de paramétrer les différentes fonctionnalités de l’horloge.

Le problème principal était de trouver une solution pour fixer les LED et la carte électronique. Pour pallier cet inconvénient, nous avons modélisé une paroi centrale dans la boîte. Cette structure a deux rôles : elle sert à fixer les LED, et elle comporte une large encoche sur mesure pour maintenir la breadboard. Enfin, nous avons laissé un espace dans la partie basse de la paroi centrale pour laisser passer les différents fils de connexion entre les LED et la breadboard.

Un premier problème s’est alors posé lors de la conception 3D : les dimensions de notre horloge dépassaient la capacité d’impression des machines 3D. Pour résoudre ce problème, la solution la plus réaliste était de diviser le bâti en deux parties distinctes.

Pour assembler les deux parties, nous avons imaginé un système d’emboîtement sur mesure permettant d’assembler les deux moitiés parfaitement.

Étape 2 : Électronique et programmation

Assemblage et câblage :

Pour faire fonctionner notre horloge, nous avons réalisé les connexions nécessaires sur la breadboard. Nous avons dû souder de manière précise sur les quatre boutons de commande pour les connecter à la breadboard. Afin que tout fonctionne correctement et éviter des erreurs de branchement, nous avons pris connaissance de la documentation de Raspberry Pi ainsi que des datasheets des composants. Ces documents nous ont permis de concevoir le schéma de câblage pour connecter les boutons et le ruban LED au microcontrôleur.

Programmation en MicroPython :

Une fois que l’on a effectué les différents branchements, on passe à la programmation. Pour cette partie, nous avons choisi de programmer en micropython sur le logiciel Thonny.

La première étape a été de faire des recherches pour programmer la carte de sorte à ce qu’elle puisse se connecter à un réseau Wifi (grâce à un partage de connexion), le but étant de récupérer les données exactes pour l’heure et pour la météo.

Ensuite pour afficher l’heure et le texte, nous avons dû réfléchir au dessin de chaque chiffre et de chaque lettre tout en respectant la contrainte de 8 leds de hauteurs pour les différents motifs. La largeur étant aussi importante car il fallait que la totalité de l’affichage rentre sur les 32 leds de largeur. Nous avons défini des matrices binaires pour chaque caractère (minutes, secondes, lettres, logo, icône météo,…) pour que le code sache quelles LED allumer.

Enfin, il fallait combiner tout ça en créant les codes d’affichage, sur les bons boutons de la Raspberry. Voici une notice des actions qui ont été définies sur chaque bouton-poussoir :

Bouton	Action simple	Action longue / Spécificité
Bouton 1	Change la couleur de l’affichage	Affichage météo (si connecté au WiFi)
Bouton 2	Réglage manuel des heures	Sans wifi
Bouton 3	Réglage manuel des minutes	Sans wifi
Bouton 4	Animation spéciale	Fait défiler le logo et le texte “Polytech Angers”

Étape 3 : Assemblage final et finitions esthétiques

Pour le devant de l’horloge, nous avons assemblé une planche de bois et une plaque de plexiglas fumé pour avoir un design en bois à l’avant plus esthétique que du filament 3D et pour laisser passer la lumière de la matrice sans que la matrice soit trop visible. Pour assembler, nous avons utilisé de la colle à bois. Enfin, pour donner un aspect plus esthétique, nous avons réalisé une gravure directement sur le bois de la face avant à la machine laser.

À l’arrière, comme prévu lors de la conception SolidWorks, nous avons fait coulisser une planche de bois dans la rainure de l’impression 3D pour faciliter l’accès à la Raspberry et aux câbles. Nous avons aussi gravé “Polytech Angers” au dos de l’horloge.

Conclusion : Un projet formateur et gratifiant

Ce projet d’horloge à LED a été pour nous une très bonne expérience. Il nous a permis de travailler et réfléchir en autonomie sur un projet abordant différentes notions vues lors du cycle préparatoire. Nous avons réussi à transformer notre idée en un objet concret, fonctionnel et design dans le délai qui nous était donné.

Nous souhaitons remercier M. Bignon, notre tuteur de projet, ainsi que M. Rayer (FABLAB) pour son aide et ses conseils sur notre projet notamment pour les impressions 3D et les gravures.