Comme disait Arthur C. Clarke : <\/mark><\/p>\n\n\n\n \u00ab Toute technologie suffisamment avanc\u00e9e est indiscernable de la magie. \u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n Ce projet est avant tout un choix personnel. Nous voulions explorer un domaine qui n’avait pas encore \u00e9t\u00e9 abord\u00e9 dans notre promotion cette ann\u00e9e : la l\u00e9vitation acoustique. Cette libert\u00e9 nous a permis de nous investir pleinement dans la cr\u00e9ation d’un syst\u00e8me complexe, en reprenant tout depuis le d\u00e9but pour construire un dispositif qui nous ressemble.<\/p>\n\n\n\n\n\n Nos ambitions :<\/p>\n\n\n\n D\u00e9mystifier la physique acoustique<\/strong> en rendant visible un ph\u00e9nom\u00e8ne qui, d’ordinaire, ne s’\u00e9coute qu’avec les oreilles. <\/p>\n\n\n\n Concevoir un syst\u00e8me autonome et robuste<\/strong>, capable d’\u00eatre transport\u00e9 et utilis\u00e9 pour des d\u00e9monstrations p\u00e9dagogiques sans d\u00e9pendre d’une installation fixe complexe. <\/sup><\/p>\n\n\n\n Allier esth\u00e9tique et technologie<\/strong> en cr\u00e9ant une structure (nos fameux d\u00f4mes) qui soit aussi performante techniquement qu’\u00e9l\u00e9gante \u00e0 regarder. <\/sup><\/p>\n\n\n\n Partager notre savoir<\/strong> \u00e0 travers ce site vitrine, pour que chacun puisse comprendre comment l’\u00e9lectronique et les ultrasons peuvent s’unir pour vaincre la gravit\u00e9.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n L’objectif premier de notre l\u00e9vitateur acoustique est de s’affranchir de la gravit\u00e9 terrestre par la seule force du son. Pour incarner ce d\u00e9fi physique, il nous a paru \u00e9vident de donner \u00e0 notre structure globale la forme d’une fus\u00e9e. Au-del\u00e0 de l’aspect purement esth\u00e9tique et symbolique, ce design r\u00e9pond \u00e0 des contraintes m\u00e9caniques et acoustiques tr\u00e8s strictes.<\/p>\n\n\n\n A. La mod\u00e9lisation sous SolidWorks<\/strong> : Pour que l’onde stationnaire se forme correctement, l’alignement entre la partie sup\u00e9rieure et la partie inf\u00e9rieure du l\u00e9vitateur doit \u00eatre parfait. Nous avons enti\u00e8rement con\u00e7u la structure assist\u00e9e par ordinateur (CAO) \u00e0 l’aide du logiciel SolidWorks. La conception de la “fus\u00e9e” nous a permis d’obtenir :<\/p>\n\n\n\n B. La g\u00e9om\u00e9trie des d\u00f4mes<\/strong><\/p>\n\n\n\n Le c\u0153ur de la l\u00e9vitation ne r\u00e9side pas seulement dans la puissance \u00e9lectrique, mais dans la g\u00e9om\u00e9trie. Si nous avions dispos\u00e9 nos 72 capteurs sur des surfaces planes, la pression acoustique aurait \u00e9t\u00e9 dispers\u00e9e et insuffisante pour soulever la moindre masse.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n Nous avons donc mod\u00e9lis\u00e9 deux d\u00f4mes en forme de sph\u00e8re concave.<\/p>\n\n\n\n L’optimisation spatiale : Chaque emplacement sur le d\u00f4me a \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9 avec pr\u00e9cision sur SolidWorks pour accueillir un transducteur pi\u00e9zo\u00e9lectrique. L’angle de chaque capteur est orient\u00e9 de mani\u00e8re \u00e0 ce que toutes les ondes convergent parfaitement au centre de la fus\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n L’effet loupe : Tout comme une lentille convergente concentre les rayons du soleil en un point unique pour cr\u00e9er de la chaleur, nos d\u00f4mes focalisent les ondes ultrasonores (\u00e9mises \u00e0 40 kHz) vers le centre g\u00e9om\u00e9trique de la structure : le foyer.<\/p>\n\n\n\n Maintenant que nos d\u00f4mes sont assembl\u00e9s et soud\u00e9s, il faut leur donner vie. Faire vibrer 72 transducteurs 40 000 fois par seconde (40 kHz) demande une gestion rigoureuse des signaux et de l’\u00e9nergie. L’enjeu de cette partie \u00e9tait de concevoir un circuit capable de d\u00e9livrer une puissance importante sans risquer la surchauffe ou le court-circuit.<\/p>\n\n\n\n A. Le “Muscle” du syst\u00e8me : <\/strong>Le Driver L298N Le signal de commande provenant de notre microcontr\u00f4leur (l’Arduino) fonctionne en 5V avec un courant tr\u00e8s faible. Il est incapable d’alimenter directement notre r\u00e9seau de 72 capteurs. Nous avons donc int\u00e9gr\u00e9 un driver de puissance L298N (un pont en H).<\/p>\n\n\n\n B. S\u00e9curit\u00e9 et gestion de l’\u00e9nergie<\/strong> : Le R\u00e9gulateur de tension Pour garantir la stabilit\u00e9 du syst\u00e8me et prot\u00e9ger notre mat\u00e9riel, nous ne pouvions pas brancher l’alimentation “\u00e0 l’aveugle”. Nous avons intercal\u00e9 un convertisseur de tension abaisseur (aussi appel\u00e9 Buck Converter).<\/p>\n\n\n\n Si la mod\u00e9lisation 3D a \u00e9t\u00e9 le d\u00e9fi th\u00e9orique de notre projet, l’assemblage physique des d\u00f4mes en a \u00e9t\u00e9 le v\u00e9ritable d\u00e9fi manuel. Le l\u00e9vitateur n\u00e9cessite une puissance acoustique importante, r\u00e9partie de mani\u00e8re parfaitement sym\u00e9trique. Pour cela, nous avons d\u00fb int\u00e9grer et connecter pas moins de 72 transducteurs ultrasonores (36 par d\u00f4me).<\/p>\n\n\n\n A. L’insertion et le respect de la polarit\u00e9<\/strong> : Chaque transducteur pi\u00e9zo\u00e9lectrique poss\u00e8de deux broches (une borne positive et une borne n\u00e9gative). L’enjeu principal lors de l’insertion dans notre structure imprim\u00e9e en 3D \u00e9tait de respecter scrupuleusement l’orientation de ces p\u00f4les.<\/p>\n\n\n\n B. L’astuce du c\u00e2blage en “Bus” (Fils de cuivre d\u00e9nud\u00e9s)<\/strong> C’est ici que l’ing\u00e9nierie prend tout son sens. Connecter 72 capteurs avec des fils individuels aurait cr\u00e9\u00e9 un enchev\u00eatrement chaotique, augmentant le risque de faux contacts et rendant le diagnostic impossible. Nous avons opt\u00e9 pour une m\u00e9thode beaucoup plus propre et efficace : le c\u00e2blage en parall\u00e8le par bus continu<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n L’aboutissement du projet a n\u00e9cessit\u00e9 de d\u00e9velopper la partie logicielle pour commander l’\u00e9lectronique, ainsi que de mettre en place les supports de restitution demand\u00e9s dans le cahier des charges.<\/p>\n\n\n\n A. Programmation du signal \u00e0 40 kHz <\/strong>: Pour g\u00e9n\u00e9rer une onde stationnaire fonctionnelle, les transducteurs doivent \u00eatre aliment\u00e9s par un signal \u00e9lectrique d’une fr\u00e9quence exacte et stable de 40 kHz.<\/p>\n\n\n\n B. Restitution du projet : Site vitrine et Blog technique<\/strong> : Pour documenter notre travail et r\u00e9pondre aux exigences d’\u00e9valuation, la communication autour du projet a \u00e9t\u00e9 divis\u00e9e en deux supports distincts et compl\u00e9mentaires :<\/p>\n\n\n\n C. Int\u00e9gration finale<\/strong> La validation du code Arduino a permis de tester concr\u00e8tement la cha\u00eene de puissance (driver L298N et r\u00e9gulateur de tension) connect\u00e9e aux d\u00f4mes. La r\u00e9daction parall\u00e8le du site vitrine et de ce blog technique a permis d’assurer la tra\u00e7abilit\u00e9 compl\u00e8te de ces \u00e9tapes de conception.<\/p>\n\n\n\n Conclusion :<\/strong><\/p>\n\n\n\n Pour conclure, ce projet a \u00e9t\u00e9 pour nous un v\u00e9ritable d\u00e9fi technique et une exp\u00e9rience tr\u00e8s enrichissante. Bien que nous n’ayons pas pu obtenir la l\u00e9vitation finale \u00e0 cause d’un composant qui a grill\u00e9 au moment des tests, nous avons r\u00e9ussi \u00e0 concevoir et \u00e0 assembler un syst\u00e8me complexe de A \u00e0 Z.<\/p>\n\n\n\n Ce travail nous a permis de mettre en pratique nos connaissances en m\u00e9canique et en \u00e9lectronique, tout en d\u00e9couvrant les r\u00e9alit\u00e9s du terrain : les impr\u00e9vus, les essais et la pers\u00e9v\u00e9rance n\u00e9cessaire. Entre le dessin des pi\u00e8ces sur ordinateur, la soudure des 72 capteurs et la programmation, nous avons appris qu’\u00eatre ing\u00e9nieur, c’est avant tout savoir chercher des solutions et apprendre de ses erreurs.<\/p>\n\n\n\n Nous sommes fiers du chemin parcouru et de notre maquette finale, qui repr\u00e9sente bien tous les efforts fournis par l’\u00e9quipe durant ce semestre. Nous tenons \u00e0 remercier sinc\u00e8rement notre encadrant, M. S\u00e9bastien Lagrange, pour ses conseils et son soutien tout au long de cette aventure.<\/p>\n\n\n\n Ce contenu a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 dans la cat\u00e9gorie 2025\/2026 par Kentin ROISNE, Charlie NUGON et Lubin RICHARD\u2013BRIALY.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Depuis toujours, l\u2019\u00eatre humain regarde les \u00e9toiles avec une seule envie : s\u2019affranchir des lois de la physique. Si nous n’avons pas encore de fus\u00e9e pour vous emmener sur Mars, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de ramener un morceau d’espace directement dans … Continuer la lecture \n
\u2699\ufe0f C<\/strong>ONCEPTION MECANIQUE ET DESIGN (LA FUS\u00c9E)<\/h2>\n\n\n\n
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![\"\"](\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2026\/04\/solidworks_rose-1-scaled.jpg\")
<\/a><\/figure>\n\n\n\n\ud83d\udd0c ELECTRONIQUE ET CABLAGE GLOBAL<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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\ud83e\uddd1\u200d\ud83c\udfed SOUDURE ET ASSEMBLAGE DES CAPTEURS SUR LES D\u00d4MES<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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<\/a><\/figure>\n<\/blockquote>\n\n\n\n\n
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<\/a><\/figure>\n<\/blockquote>\n\n\n\n\ud83d\udcbb<\/strong> INFORMATIQUE : PROGRAMMATION ET COMMUNICTION<\/h2>\n\n\n\n
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delayMicroseconds()<\/code>) s’est av\u00e9r\u00e9e inadapt\u00e9e. Les l\u00e9g\u00e8res interruptions inh\u00e9rentes au fonctionnement du processeur cr\u00e9ent de la gigue (jitter), rendant le signal asynchrone et emp\u00eachant la formation des n\u0153uds de pression.<\/li>\n\n\n\n\n
<\/a><\/figure>\n\n\n\n\n