Ce th\u00e8me de projet nous a vraiment int\u00e9ress\u00e9 et motiv\u00e9 parce que nous pensons qu\u2019il traite d\u2019un r\u00e9el probl\u00e8me environnemental<\/strong> que nous avons aujourd\u2019hui qui est l\u2019inutilisation de certaines \u00e9nergies au quotidien. En effet, de nos jours les \u00e9nergies fossiles<\/strong> se font de plus en plus rares et sont fortement polluantes et n\u00e9fastes<\/strong> pour la plan\u00e8te. Il est donc important de r\u00e9fl\u00e9chir et de trouver des moyens d\u2019utiliser ces \u00e9nergies \u201cvertes\u201d<\/strong> que l\u2019on perd au quotidien.\u00a0<\/p>\n\n\n\n \u00a0Pour nous aider dans nos recherches, nous avions pour consigne de nous inspirer du principe de dynamo<\/strong> qui est utilis\u00e9 sur les v\u00e9los. Dans le cadre d\u2019un v\u00e9lo, c\u2019est l\u2019\u00e9nergie musculaire<\/strong> de l\u2019utilisateur lors du p\u00e9dalage qui est utilis\u00e9e. Pour ce faire, un simple galet vient se positionner sur le c\u00f4t\u00e9 d\u2019un pneu. Lorsque l\u2019utilisateur p\u00e9dale et donc que la roue tourne, le galet tourne ce qui entra\u00eene la rotation du rotor<\/strong> de la dynamo\u00a0ce qui permet \u00e0 celle-ci\u00a0de fournir du courant afin d\u2019alimenter un \u00e9clairage.<\/p>\n\n\n\n Sur cette photo, vous pouvez observez une dynamo qui est install\u00e9 sur le pneu avant d’un v\u00e9lo afin de faire fonctionner une lampe.<\/p>\n\n\n\n \u00c0 l\u2019aide de nos recherches sur les diff\u00e9rents moyens de r\u00e9cup\u00e9rer de l\u2019\u00e9nergie <\/strong>dans une voiture, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de nous servir d\u2019un alternateur<\/strong>. En effet, nous nous sommes rendus compte que ce qui \u00e9tait appel\u00e9 une dynamo pour les v\u00e9los \u00e9tait en fait un alternateur. Le seul probl\u00e8me avec l\u2019alternateur, c\u2019est qu\u2019il va fournir un courant dit \u201calternatif\u201d en sortie. Pour expliquer simplement, un courant alternatif n\u00e9cessite une utilisation instantan\u00e9e<\/strong> de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 comme pour allumer une lampe ou recharger une batterie par exemple. Pour recharger notre batterie nous allons donc utiliser un courant alternatif qui certes permet un rechargement moins rapide qu\u2019un courant continu mais qui prot\u00e8ge l\u2019\u00e9tat de cette derni\u00e8re.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Avant de continuer, nous souhaitons pr\u00e9ciser que pour faciliter nos calculs, nous avons choisi un mod\u00e8le de r\u00e9f\u00e9rence qui est la Renault<\/strong> Zo\u00e9<\/strong>. \u00a0<\/p>\n\n\n\n Comme nous l\u2019avons vu plus haut, une dynamo\/un alternateur a besoin d\u2019une vitesse de rotation pour fonctionner. La prochaine \u00e9tape pour r\u00e9aliser notre conception<\/strong> fut donc de trouver quel est le meilleur \u00e9l\u00e9ment en rotation exploitable dans une voiture. Pour ce faire, nous avons r\u00e9pertori\u00e9 ces diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments\u00a0d\u2019une voiture comme : les roues, l\u2019arbre de transmission, le rotor\u2026 \u00a0<\/p>\n\n\n\n Nous avons alors pu en d\u00e9duire que la pi\u00e8ce la plus ad\u00e9quate serait l\u2019arbre de transmission des roues<\/strong> qui se situe g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 l\u2019arri\u00e8re du v\u00e9hicule. Nous nous sommes alors renseign\u00e9s sur la vitesse de rotation de cet arbre de transmission, et nous avons vu qu\u2019il s\u2019agissait de la m\u00eame que celle des roues<\/strong> du v\u00e9hicule. Comme vous pouvez le voir ci-dessous, nous avons r\u00e9alis\u00e9 un tableau Excel qui nous permet de trouver la vitesse de rotation des roues en fonction de deux param\u00e8tres : pneu<\/strong> et vitesse du v\u00e9hicule<\/strong>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Nous avons donc une vitesse de rotation allant de 86 \u00e0 1120<\/strong> tr\/min.\u00a0 \u00a0<\/p>\n\n\n\n Le probl\u00e8me d\u2019utiliser un alternateur, c\u2019est que pour\u00a0fonctionner, il faut un nombre de tr\/min minimum. En faisant des recherches, nous nous sommes aper\u00e7us que cette contrainte minimale variait en fonction des alternateurs (allant de 1000 \u00e0 5000<\/strong>). Pour atteindre cette contrainte la vitesse de notre v\u00e9hicule devrait \u00eatre 120 ou 130 km\/h.\u00a0Il nous fallait donc trouver un moyen d\u2019augmenter la vitesse de rotation<\/strong> que recevra l\u2019alternateur pour pouvoir g\u00e9n\u00e9rer <\/strong>suffisamment d\u2019\u00e9nergie.\u00a0<\/p>\n\n\n\n On a donc choisi d\u2019utiliser un syst\u00e8me de poulies-courroie<\/strong> qui nous permettrait de multiplier <\/strong>la vitesse de rotation par 2. Pour ce faire, nous nous sommes renseign\u00e9s sur le site zpag<\/a>, qui nous a permis de r\u00e9aliser toute la partie dimensionnement de la poulies-courroie.\u00a0<\/p>\n\n\n\n En faisant alors les calculs, nous avons trouv\u00e9 que la poulie d\u2019entr\u00e9e devait avoir un diam\u00e8tre de 100 mm<\/strong>, celle de sortie de 50 mm<\/strong> et enfin la courroie une longueur de 320mm<\/strong>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Une fois notre syst\u00e8me de production d\u2019\u00e9nergie trouv\u00e9, nous avons d\u00fb r\u00e9fl\u00e9chir \u00e0 une fa\u00e7on de fixer <\/strong>ce dernier dans l\u2019arbre de transmission. Pour ce qui est des diff\u00e9rentes poulies, nous avions tout d\u2019abord pens\u00e9 \u00e0 utiliser des clavettes <\/strong>qui seraient int\u00e9gr\u00e9es \u00e0 l\u2019arbre de transmission pour que la rotation de ce dernier entra\u00eene celle des poulies suivies de deux bagues sur les c\u00f4t\u00e9s pour bloquer <\/strong>la translation. Nous avons tr\u00e8s vite abandonn\u00e9 cette id\u00e9e, car apr\u00e8s la r\u00e9alisation des diff\u00e9rents calculs, nous avons trouv\u00e9 un couple qui \u00e9tait de 8000 N.m ce qui entra\u00eenait une clavette d\u2019au moins 46.6 cm ce qui est beaucoup trop grand.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Nous en avons donc parl\u00e9 avec Monsieur Ibrahim et Monsieur Haddad qui nous ont conseill\u00e9 d\u2019utiliser des goupilles<\/strong>. Nous nous sommes donc renseign\u00e9s et avons d\u00e9cid\u00e9 d\u2019utiliser ce syst\u00e8me qui devrait nous permettre d\u2019assurer la rotation du syst\u00e8me et d\u2019emp\u00eacher sa translation. \u00a0<\/p>\n\n\n\n Pour fixer l\u2019alternateur, nous avions pens\u00e9 \u00e0 cr\u00e9er une boite qui servirait \u00e0 maintenir l\u2019alternateur immobile et qui pourrait \u00eatre viss\u00e9e \u00e0\u00a0l\u2019essieu<\/strong> du v\u00e9hicule. Nous souhaitions prendre rendez-vous avec un garage Renault (concepteur de la Zo\u00e9) pour voir si ce syst\u00e8me \u00e9tait possible, mais nous n\u2019avons jamais eu de r\u00e9ponse.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Pour la partie CAO, nous avons utilis\u00e9 le logiciel Solidworks sur lequel nous avons con\u00e7u les deux poulies et l\u2019alternateur. Ci-joint les photos de notre CAO : <\/p>\n\n\n\n Pour nous assurer que notre syst\u00e8me th\u00e9orique est effectivement fonctionnel, nous devons le r\u00e9aliser<\/strong>. Mais n\u2019ayant pas de voiture \u00e9lectrique avec nous et disponible pour des tests, il nous a \u00e9t\u00e9 n\u00e9cessaire de trouver un moyen de reproduire <\/strong>ce syst\u00e8me dans l\u2019enceinte de Polytech. Ci-dessous une repr\u00e9sentation r\u00e9alis\u00e9e par Jonathan Blandin du syst\u00e8me imagin\u00e9.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Nous avons donc choisi de r\u00e9aliser le m\u00eame syst\u00e8me qui est une poulies-courroie. Pour ce faire, nous nous sommes procur\u00e9 tous les composants qui nous \u00e9taient n\u00e9cessaires. Nous avons donc eu une courroie avec une longueur de 246 mm. Le fait de conna\u00eetre la longueur de la courroie nous a permis de d\u00e9finir que la poulie d\u2019entr\u00e9e devait avoir un diam\u00e8tre de 64 mm et celle de sortie de 32 mm. <\/p>\n\n\n\n Pour la partie \u201cproduction d\u2019\u00e9nergie\u201d le dispositif consiste \u00e0 remplacer l\u2019alternateur par un moteur pas \u00e0 pas<\/strong> (situ\u00e9 en haut \u00e0 droite du sch\u00e9ma ci-dessus) qui sera fix\u00e9 sur un support pour \u00e9viter les mouvements\u00a0sur ce moteur. Nous y installerons une des deux poulies qui sera con\u00e7ue\u00a0sur Solidworks<\/strong> et ensuite imprim\u00e9 au Fablab.\u00a0Notre but sera alors de v\u00e9rifier si nous avons du courant en sortie \u00e0 l\u2019aide d\u2019un voltm\u00e8tre<\/strong>. \u00a0<\/p>\n\n\n\n Ensuite, nous avons r\u00e9fl\u00e9chi \u00e0 un syst\u00e8me afin de repr\u00e9senter\u00a0l\u2019arbre de transmission (un long cylindre m\u00e9tallique). La solution que nous avons adopt\u00e9e a \u00e9t\u00e9 d\u2019acheter un arbre<\/strong> de 8 mm de diam\u00e8tre et 40 cm de longueur et d\u2019y placer la premi\u00e8re poulie qui sera con\u00e7ue\u00a0sur Solidworks et ensuite imprim\u00e9e au Fablab. Notre arbre sera alors sur\u00e9lev\u00e9 \u00e0 l\u2019aide de support que nous avons nous-m\u00eame r\u00e9alis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n Tout notre syst\u00e8me sera alors mont\u00e9 sur une planche en\u00a0bois<\/strong> qui assurera la stabilit\u00e9 <\/strong>de ce dernier.\u00a0\u00a0<\/p>\n\n\n\n Malheureusement, lors de la fabrication de notre syst\u00e8me, nous avons d\u00fb faire face \u00e0 de nombreux probl\u00e8mes<\/strong>. Tout d\u2019abord, nous avons appris une fois nos pi\u00e8ces re\u00e7ues que nous ne pourrions pas r\u00e9aliser de goupilles \u00e0 Polytech parce que le mat\u00e9riel disponible n\u2019est pas conforme\u00a0pour une pr\u00e9cision suffisante<\/strong>. Nous avons d\u00fb changer et r\u00e9fl\u00e9chir \u00e0 un nouveau moyen de\u00a0fixer les poulies.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Pour la poulie d\u2019entr\u00e9e,\u00a0nous avons utilis\u00e9 des bagues pour bloquer sa translation et deux roulements pour permettre une meilleure\u00a0rotation. Pour que les bagues ne bougent pas de l\u2019arbre, nous avons utilis\u00e9 la technique de mont\u00e9-serr\u00e9<\/strong> qui consiste \u00e0 avoir deux pi\u00e8ces de m\u00eame diam\u00e8tre pour qu\u2019il soit quasiment impossible de les bouger une fois plac\u00e9es. Nous avons\u00a0chauff\u00e9 les pi\u00e8ces produites par\u00a0l\u2019imprimante 3D\u00a0afin de mieux les embo\u00eeter. Pour la poulie de sortie nous avons utilis\u00e9 le m\u00eame principe de mont\u00e9-serr\u00e9 avec une simple bague<\/strong>. \u00a0<\/p>\n\n\n\n Nous avons test\u00e9 cette disposition et constat\u00e9 que syst\u00e8me est bien bloqu\u00e9 en translation et permet la rotation. <\/p>\n\n\n\n Notre deuxi\u00e8me probl\u00e8me majeur fut la courroie<\/strong>. Tout d\u2019abord, nous l\u2019avons re\u00e7u un mois apr\u00e8s l\u2019arriv\u00e9e de nos mat\u00e9riaux. Or,\u00a0nous nous sommes rendu compte \u00e0 son arriv\u00e9 qu\u2019elle \u00e9tait beaucoup trop petite pour fonctionner. Nous avons donc d\u00fb trouver un moyen de la remplacer et rapidement. Nous avions pens\u00e9 \u00e0 utiliser du papier peint<\/strong> que nous aurions coll\u00e9 sur plusieurs \u00e9paisseurs pour en faire une courroie suffisamment r\u00e9sistante. Mais nous avons abandonn\u00e9 cette id\u00e9e, parce qu\u2019elle nous semblait longue \u00e0 r\u00e9aliser, peu fiable et peu pr\u00e9cise dans ses dimensions. Nous avons alors trouv\u00e9 une id\u00e9e qui serait s\u00fbrement plus pr\u00e9cise et plus r\u00e9sistante. La solution fut\u00a0d\u2019utiliser un grand \u00e9lastique<\/strong> d\u2019environ 5 mm de large et de le tendre suffisamment pour en faire une courroie.\u00a0<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Une fois tous les probl\u00e8mes surpass\u00e9, nous avons pu proc\u00e9der \u00e0 notre assemblage final :<\/p>\n\n\n\nLa dynamo, notre point de d\u00e9part<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2022\/06\/2-5-1.large_.gif\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\nLa partie conception :<\/h2>\n\n\n\n
1. Comment r\u00e9cup\u00e9rer cette \u00e9nergie ?<\/h1>\n\n\n\n
2. O\u00f9 placer notre syst\u00e8me et pourquoi ?<\/h2>\n\n\n\n
<\/a>3. Les contraintes de l\u2019alternateur et notre solution.<\/strong> <\/h1>\n\n\n\n
<\/a>4. Les fixations<\/h1>\n\n\n\n
5. La CAO<\/h2>\n\n\n\n
<\/a><\/a>La fabrication :<\/h2>\n\n\n\n
1. Comment faire pour adapter notre syst\u00e8me sans voiture ? <\/strong> <\/h1>\n\n\n\n
<\/a><\/figure>\n\n\n\n<\/a><\/a><\/a>2. Les difficult\u00e9s rencontr\u00e9es et nos solutions <\/strong> <\/h2>\n\n\n\n
<\/a><\/figure>\n\n\n\n<\/a><\/a><\/a>3. Rendu final et Conclusion<\/strong> <\/h2>\n\n\n\n