{"id":6661,"date":"2025-06-05T20:42:07","date_gmt":"2025-06-05T19:42:07","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/?p=6661"},"modified":"2025-06-12T08:16:49","modified_gmt":"2025-06-12T07:16:49","slug":"la-maquette-de-regulation-thermique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/2025\/06\/05\/la-maquette-de-regulation-thermique\/","title":{"rendered":"La Maquette de R\u00e9gulation Thermique"},"content":{"rendered":"\n

Par Adeline Mauget et No\u00e9 Moreau<\/em><\/p>\n\n\n\n

Encadr\u00e9 par Hassen RIAHI et Hassan BOULJROUFI<\/em><\/p>\n\n\n\n

\n
\n

Bonjour \u00e0 toutes et tous, nous sommes Adeline et No\u00e9, deux \u00e9tudiants de 2\u00e8me<\/sup> ann\u00e9e, et afin de finir en beaut\u00e9 le cycle pr\u00e9pa, nous avons d\u00fb r\u00e9aliser un projet de 100h. Parmi les projets propos\u00e9s, un seul nous a vraiment attir\u00e9. Son int\u00e9r\u00eat : il liait le G\u00e9nie Civil et l\u2019Automatisme<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Ce projet, c\u2019est la Maquette de R\u00e9gulation Thermique<\/strong>.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Le principe est assez simple. Il faut construire un b\u00e2timent miniature et y installer des capteurs et des actionneurs pour r\u00e9guler la temp\u00e9rature et le taux d\u2019humidit\u00e9<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Chapitre 1 : De l\u2019id\u00e9e \u00e0 la conception<\/strong><\/h1>\n\n\n\n

Mais avant tout \u00e7a la premi\u00e8re \u00e9tape fut d\u2019imaginer la maquette. Nous avons h\u00e9sit\u00e9 entre plusieurs designs plus ou moins beaux et plus ou moins pratiques. Une seule pi\u00e8ce rectangulaire nous semblait trop simple et nous voulions quelque chose de plus cr\u00e9atif<\/strong>, qui puisse ressembler \u00e0 un b\u00e2timent moderne sans \u00eatre extravaguant, tout en \u00e9tant assez pratique \u00e0 automatiser<\/strong>. Et pour \u00e7a quoi de mieux que le g\u00e9nie d\u2019Adeline pour la conception et le design. En un rien de temps, elle avait r\u00e9alis\u00e9 un b\u00e2timent \u00e0 la fois simple et moderne. <\/p>\n\n\n\n

Deux \u00e9tages, un rez-de-chauss\u00e9e de 150cm\u00b2, et un premier \u00e9tage d\u00e9port\u00e9, soutenu par un poteau.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n
\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

L\u2019int\u00e9r\u00eat a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 dans le choix des mat\u00e9riaux<\/strong>, car celui-ci \u00e9tait assez large. Bois, PVC, plexiglass, verre, plastique pour la r\u00e9alisation des murs et fen\u00eatres et laine de verre, li\u00e8ge ou polystyr\u00e8ne pour l\u2019isolation. Il nous fallait trouver un mat\u00e9riau pratique et \u00e9l\u00e9gant <\/strong>pour notre maison miniature. Bon le choix s’est assez vite r\u00e9duit pour des soucis pratiques et esth\u00e9tiques mais on y reviendra plus tard.<\/p>\n\n\n\n

Chapitre 2 : La partie technique de la r\u00e9gulation thermique<\/h1>\n\n\n\n

Passons maintenant \u00e0 la partie technique. Bien s\u00fbr, pour que la maquette puisse r\u00e9guler, il faut de la technologie<\/strong>. Et qui dit technologie, dit programmation <\/strong>et carte programmable. Pour \u00e7a, nous sommes partis sur une carte Arduino<\/strong> afin de pouvoir contr\u00f4ler nos composants \u00e9lectroniques.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/a>
programme de contr\u00f4le des ventilateurs, de la pompe et de la r\u00e9sistance chauffante en fonction de la temp\u00e9rature et du taux d’humidit\u00e9<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Contr\u00f4le des ventilateurs avec le taux d\u2019humidit\u00e9<\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

Contr\u00f4le de la r\u00e9sistance chauffante pour faire chauffer l\u2019eau (la r\u00e9sistance fait chauffer l\u2019eau une premi\u00e8re fois \u00e0 40\u00b0C puis la maintient entre 35\u00b0C et 40\u00b0C)<\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

Contr\u00f4le de la pompe (qui fait circuler l\u2019eau chaude sous le sol pour chauffer la pi\u00e8ce)<\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Enfin pour pouvoir les programmer encore faut-il les avoir. La premi\u00e8re \u00e9tape fut donc de chercher et de commander des composants \u00e9lectroniques adapt\u00e9s <\/strong>\u00e0 notre maquette. Afin de r\u00e9guler le taux d\u2019humidit\u00e9 du rez-de-chauss\u00e9e, nous sommes partis sur 2 ventilateurs <\/strong>plac\u00e9s aux extr\u00e9mit\u00e9s de la pi\u00e8ce pour cr\u00e9er un courant d\u2019air \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la maquette. Quant \u00e0 la temp\u00e9rature, un syst\u00e8me de chauffage par le sol<\/strong> a \u00e9t\u00e9 la premi\u00e8re id\u00e9e qui m\u2019est pass\u00e9e par la t\u00eate. Et ce fut le syst\u00e8me le plus long et complexe \u00e0 r\u00e9aliser de la maquette. Pourtant la m\u00e9thode semble au premier abord assez simple. Une r\u00e9sistance chauffante chauffe l\u2019eau d\u2019une r\u00e9serve puis cette eau est distribu\u00e9e sous le sol gr\u00e2ce \u00e0 une pompe.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n
\"\"<\/a>
Sch\u00e9ma du principe de ventilation<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\"\"<\/a>
Sch\u00e9ma du principe de chauffage par le sol<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Pour le premier \u00e9tage, le syst\u00e8me est un peu plus simple. Deux fen\u00eatres <\/strong>s\u2019ouvrent et se ferment pour cr\u00e9er un courant d\u2019air naturel. Deux capteurs viennent \u00e9galement capter (c\u2019est leur m\u00e9tier) la temp\u00e9rature et l\u2019humidit\u00e9 aux deux \u00e9tages et affichent les valeurs sur un petit \u00e9cran.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n

Le but final de notre projet \u00e9tant de le pr\u00e9senter, j’ai \u00e9galement cr\u00e9\u00e9 une application <\/strong>pouvant communiquer en Bluetooth <\/strong>avec la carte. Et oui, car si toutes les conditions sont bonnes, rien n’est en marche et ce n’est pas tr\u00e8s marrant \u00e0 regarder. C’est pourquoi cette petite application peut activer et d\u00e9sactiver les fen\u00eatres, la pompe et les ventilateurs manuellement. L\u00e0, c’est tout de suite plus amusant !<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

\n
\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Bref, une fois tous les composants branch\u00e9s \u00e0 la carte et aux diff\u00e9rentes alimentations (eh oui, il y en a trois), il ne reste plus qu\u2019\u00e0 lancer notre programme principal et \u00e0 voir si tout fonctionne, enfin \u00e7a, \u00e7a sera quand la maquette sera assembl\u00e9e.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/a>
Test des ventilateurs et de la pompe (dans notre r\u00e9serve d\u2019eau exp\u00e9rimentale)<\/em> contr\u00f4l\u00e9s par des relais<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Chapitre 3 : Une maquette est sortie de terre (ou de bois)<\/h1>\n\n\n\n

Passons au vif du sujet : la r\u00e9alisation et la construction <\/strong>de notre maquette. Pour \u00e7a, nous avons pu compter sur les machines du FabLab <\/strong>et sur l\u2019aide de Boris (un grand merci \u00e0 lui) pour la d\u00e9coupe de nos m\u00fbrs, vitres et isolations, ainsi que sur l\u2019impression des \u00e9l\u00e9ments en 3D comme le poteau.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n
\n
\n
\n
\"\"<\/a>
Assemblage des murs int\u00e9rieurs<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\"\"<\/a>
Assemblage des murs ext\u00e9rieurs<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Construction du premier \u00e9tage :<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\n
\n
\"\"<\/a>
Assemblage des murs et du sol<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
\n
\"\"<\/a>
Collage de l’isolation en li\u00e8ge <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

C\u2019est \u00e0 partir de ce moment-l\u00e0 qu\u2019on s\u2019est r\u00e9ellement rendu compte de la taille de notre maquette.<\/p>\n\n\n\n

Assemblage de la maquette<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Une fois le tout assembl\u00e9, il ne restait plus qu\u2019\u00e0 s\u2019occuper de la d\u00e9coration de la maquette. Nous avons donc d\u00e9cid\u00e9 de cr\u00e9er une rambarde <\/strong>en bois sur le toit du rez-de-chauss\u00e9e, et d\u2019ajouter de la pelouse synth\u00e9tique pour imiter un jardin de toiture. Apr\u00e8s quelques coups de peinture et de vernis sur les murs, il ne restait plus qu\u2019\u00e0 cr\u00e9er et imprimer les supports pour le servomoteur et l\u2019afficheur en impression 3D.<\/p>\n\n\n\n

La derni\u00e8re \u00e9tape fut d’implanter le servomoteur, reli\u00e9 aux fen\u00eatres par des tiges en acier afin de pouvoir les ouvrir et les fermer simplement, ainsi qu’un capteur de temp\u00e9rature et d’humidit\u00e9 au premier \u00e9tage, puis une fois le tout assembler de tester si tous fonctionne.<\/p>\n\n\n\n

C’est d’ailleurs souvent \u00e0 cette \u00e9tape que les probl\u00e8mes commencent.<\/p>\n\n\n\n

Chapitre 4 : A chaque probl\u00e8me, une solution il existe<\/h1>\n\n\n\n

Passons maintenant \u00e0 la partie la plus importante de ce blog. Les Probl\u00e8mes, avec un grand P.<\/p>\n\n\n\n

Tout a commenc\u00e9 relativement t\u00f4t, lors de la recherche de composants<\/strong>. En effet, trouver des composants adapt\u00e9s <\/strong>\u00e0 la taille de la maquette, qui consomment peu et qui puissent \u00eatre aliment\u00e9s en 5V est tout bonnement impossible. Il a donc fallu innover et demander de l\u2019aide \u00e0 des personnes comp\u00e9tentes.<\/p>\n\n\n\n

Premi\u00e8rement, les ventilateurs et la pompe sont tous les 2 aliment\u00e9s en 12V, il a donc fallu ajouter une alimentation 12V externe en plus de l\u2019alimentation pour ma carte Arduino (en 5V). Jusque-l\u00e0 rien de tr\u00e8s complexe.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n

Deuxi\u00e8mement, la $#%!?@\u00a1 de r\u00e9sistance chauffante. Si le syst\u00e8me de chauffage par le sol est aussi complexe, c\u2019est en partie gr\u00e2ce \u00e0 elle. Les seules r\u00e9sistances chauffantes vendues sur le march\u00e9 \u00e9taient soit des r\u00e9sistances de chauffe-eau, d\u2019aquarium ou de bouilloire biens trop grandes pour rentrer dans notre r\u00e9serve d\u2019eau (qui est une tasse). Apr\u00e8s une dizaine d\u2019heures de recherche \u00e0 essayer de trouver une solution, Adeline a eu la merveilleuse id\u00e9e de demander \u00e0 son p\u00e8re, ing\u00e9nieur en \u00e9lectronique, s\u2019il avait une solution. Et c\u2019est \u00e0 ce moment-l\u00e0 que le ciel \u00e0 commenc\u00e9 \u00e0 s\u2019\u00e9claircir, et qu\u2019un rayon d\u2019espoir a surgit d\u2019entre les nuages. La solution parfaite \u00e9tait l\u00e0. Une toute petite r\u00e9sistance, semi immergeable, avec une faible consommation.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

\n
\"\"<\/a>
R\u00e9sistance chauffante 27.3 ohm<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Au-del\u00e0 des probl\u00e8mes techniques, il y a \u00e9galement eu quelques petits soucis lors de l\u2019assemblage de la maquette. A part quelques probl\u00e8mes de dimensionnement pour emboiter les murs entre eux et quelques ajustements de l\u2019isolation et du plancher \u00e0 la ponceuse, le vrai probl\u00e8me fut lors de l\u2019impression du poteau en 3D, ou plut\u00f4t, lors de la mise en place de celui-ci pour soutenir le premier \u00e9tage. Et oui car dans un souci d\u2019organisation des taches, nous avons d\u00e9cid\u00e9 d\u2019imprimer le poteau quasiment en premier. Sauf qu\u2019apr\u00e8s un changement d\u2019\u00e9paisseur du plafond et du sol, notre poteau faisait 1cm de trop. Il a donc fallu le red\u00e9couper proprement \u00e0 la scie \u00e0 m\u00e9taux (finalement plut\u00f4t bien adapt\u00e9e pour les poteaux en 3D).<\/p>\n\n\n\n

La partie programmation n’a pas non plus toujours \u00e9t\u00e9 une partie de plaisir. Passer une demi heure sur un probl\u00e8me dont la solution se trouve juste sous nos yeux n’est jamais agr\u00e9able. Mais pour \u00e7a, rien de mieux que de demander de l’aide et de r\u00e9fl\u00e9chir \u00e0 plusieurs, la solution arrive rapidement et souvent par soi m\u00eame. <\/p>\n\n\n\n

\n

“On appelle \u00e7a la technique du canard en plastique. Quand tu bloques sur un probl\u00e8me, tu en parles \u00e0 un canard en plastique et tu finis souvent par trouver la solution tout seul ! “<\/p>\n\n\n\n

Nathan Gallerand<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Apr\u00e8s quelques r\u00e9glages, comme le remplacement d\u2019un tuyau qui fuit ou le r\u00e9glage du servomoteur qui n\u2019en est pas un, notre maquette \u00e9tait enfin pr\u00eate pour la derni\u00e8re \u00e9tape du projet.<\/p>\n\n\n\n

Chapitre 5 : Test et rendu final<\/h1>\n\n\n\n

Bon concr\u00e8tement qu\u2019est ce que \u00e7a donne ? <\/p>\n\n\n\n

Et bien \u00e7a fonctionne plus ou moins bien, du moins, d\u2019un point de vue physique. Sur le plan technique en revanche, tout fonctionne parfaitement. La r\u00e9sistance chauffante chauffe les 25cl de notre r\u00e9serve d\u2019eau de 20\u00b0C \u00e0 40\u00b0C en une dizaine de minutes<\/strong>, la pompe se met en route quand la temp\u00e9rature est trop basse, les ventilateurs font circuler l\u2019air pour diminuer le taux d\u2019humidit\u00e9, et apr\u00e8s avoir d\u00e9coup\u00e9 les fen\u00eatres en deux pour diminuer <\/strong>leur poids, le servomoteur (qui n\u2019en ai toujours pas un) arrive \u00e0 les ouvrir et les fermer.<\/p>\n\n\n\n

Rendu final<\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Par Adeline Mauget et No\u00e9 Moreau Encadr\u00e9 par Hassen RIAHI et Hassan BOULJROUFI Bonjour \u00e0 toutes et tous, nous sommes Adeline et No\u00e9, deux \u00e9tudiants de 2\u00e8me ann\u00e9e, et afin de finir en beaut\u00e9 le cycle pr\u00e9pa, nous avons d\u00fb … Continuer la lecture →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":108774,"featured_media":7685,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[631],"tags":[26,243,215,27],"class_list":["post-6661","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-631","tag-cao","tag-polytech-angers","tag-programmation","tag-projet"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6661","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/users\/108774"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6661"}],"version-history":[{"count":23,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6661\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7846,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6661\/revisions\/7846"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7685"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6661"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6661"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6661"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}