Nous avons choisi le projet mécatronique « E-Foil ». Nous avons formé une équipe de 12 élèves ingénieurs de l’École des mines motivés par le projet. Ce projet est flambant neuf. Nous allons donc devoir étudier les problématiques et nœuds de décision du projet afin de mettre au point notre organisation interne .
Nous avons formé différents sous-groupes d’organisation du projet :
Le chef de projet : Il coordonne l’équipe, met en place un planning et s’assure de son suivi.
Le responsable santé et sécurité : Il met en place des consignes de sécurité lors de l’usage du matériel propre à la construction du système mécatronique.
Le responsable Catia : Il est formé au logiciel Catia, et effectuera donc toutes les modélisations des pièces.
Le responsable Data : Il est responsable de la communication interne et externe de l’équipe.
Le responsable achat : Il gère le budget, s’occupe des commandes, et étudie les prix des pièces à acheter.
Durant cette séance nous avons assisté a la formation santé et sécurité au travail pour l’ensemble du groupe,
Isoline a eu la formation chef de projet par Claude Mechoulam (introduction à la notion de diagramme de gantt, le logiciel gantt project, à la planification et la gestion de projet), et le reste de l'équipe a réfléchi à la revue de projet et finalisation du cahier des charges et des premiers calculs de dimensionnement
Nous nous sommes familiarisés avec le langage arduino. Nous avons donc connecté le moteur, les batteries et l’arduino pour réaliser des tâches simples : faire tourner le moteur une seule fois, l'arrêter définitivement et le faire fonctionner par à-coup. Le code ci-dessous nous a permis de réaliser ces tests et de comprendre le fonctionnement de ce langage.
Préparation de la première revue de projet du 22 octobre et réflexions sur le banc d’essai
Nous avons passé en revue le travail effectué jusque-là et préparé les slides présentant celui-ci de manière structurée, c’est-à-dire les calculs et résultats effectués pour obtenir les forces de poussée, traînée, portance et poids à une vitesse donnée, et les problèmes soulevés, tel que la nécessité d’acheter Heliciel, un logiciel payant.
Nous avons également réfléchi au banc d’essai et commencé à le modéliser par des schémas. M. Faul nous a informé que les BTS travaillaient actuellement sur un banc d’essai (cf. schéma).
Prise en main du logiciel SolidWorks et amélioration du programme de télécommande radio
Problématique :
Ecrire un programme Arduino permettant de connaître le temps durant lequel l’utilisateur appui sur le gâchette de commande.
Données d’entrée :
Signal impulsionnel transmis par la gâchette de commande suite à l’action de l’utilisateur – logiciel Arduino
Durant cette séance nous avons acheté, installé et pris en main le logiciel heliciel et nous avons réfléchi à la conception du banc de test.
Nous avons contacté Élie Hachem, professeur au CEMEF à Sophia Antipolis pour nous conseiller sur les différents logiciels de modélisation d’hélice sur le marché Celui-ci nous a recommandé Heliciel. Nous avons donc procédé à l’achat et l’installation du logiciel puis, nous avons commencé à le prendre en main afin de réaliser les études et valider le choix de l’hélice.
Nous avons ensuite déterminé le profil du banc de test, en considérant deux possibilités : en forme de piscine ou circulaire. Nous avons opté pour la forme circulaire car elle permettait une meilleure gestion des flux. Nous avons ensuite mis en équations notre système, basé sur l’un des problèmes de TMF (Thermo-Mécanique des Fluides). Enfin, nous avons réalisé un premier profil du banc.
Nous avons également trouvé un ensemble moteur-hélice qui convient pour un E-foil. Ses caractéristiques confirment les calculs de pré-dimensionnement que nous avons effectués.
Nous n’avons cependant pas choisi ce produit car cela voulait dire qu’on achetait directement le système de propulsion en entier ce qui n’est pas l’objectif du projet.
Nous avons trouvé avec M. Thauvin un moteur qui correspond aux caractéristiques voulues, vendu sur un site spécial de e-foil. Il est étanche, c’est un moteur brushless triphasé qui possède de nombreux points d’attaches pour y fixer l’hélice, la tuyère et le mat. A priori, nous y brancherons deux de nos batteries en série qui nous ont été léguées des années précédentes (125A et 22V chacune).
Cette semaine nous avons passé des étapes clés dans l’avancement du projet : nous avons en effet choisi le mât, finalisé la commande du moteur et commencé à travailler avec Héliciel pour choisir l’hélice.
Avec les 2 encadrants, nous avons choisi d’opter pour un mât fait avec un elcom profilé 5 80x20. Ce mât viendra autour du moteur et y sera accroché grâce à deux plaques ; Michel a effectué une modélisation CAO sur Catia. Il faudra modifier la forme rectangulaire du mât pour améliorer ses performances hydrodynamiques. Pour cela, M.Faul propose d’y ajouter un modèle plus hydrodynamique, sur les faces avant et arrière.
Nous avons simulé sur héliciel le comportement d’une hélice trouvé sur internet. Cependant les données semblent manquer de précision car nous n’arrivons pas à obtenir de résultats où le fonctionnement de l’hélice peut se faire à 25km/h. En effet, le logiciel détecte une contrainte trop importante à la jointure entre le centre de l’hélice et la pâle.
Pour la prochaine séance, nous utiliserons un modèle CAO plus précis pour tester la compatibilité des hélices trouvées.
Enfin, nous avons commandé le moteur choisi, selon les dimensionnements effectués précédemment.
Nous avons cherché des foils sur internet dont les caractéristiques pourraient correspondre à nos calculs de dimensionnement. Nos ordres de grandeurs demandent une surface de 5000cm2, ce qui n'existe pas sur le marché. Nous avons cherché les plus grands dans notre budget, et nous avons trouvé celui-ci. Nous avons contacté le vendeur qui nous à informé que ce foil avait une surface d’aile de 2000cm2
Nous avons préparé de la soutenance du soir, préparation orale avec les professeurs encadrants. Finalisation de la présentation powerpoint, clarification de la section wiki sur 3D expérience.
Nous avons trouvé une hélice qui semble respecter nos contraintes. Celle-ci est en plus vendue avec tuyère. Cette hélice a été trouvée sur un site de vente spécialisé pour les e-foil.
Ugo a envoyé des mails à l’entreprise pour obtenir plus de données sur l’hélice (poussée…) et des photos de l’hélise pour savoir si elle peut effectivement être accrochée à notre moteur ainsi que la tuyère.
Aujourd’hui, suite à des semaines de tergiversation, nous avons finalement commandé l’hélice avec sa tuyère. Cette hélice devrait nous fournir la poussée désirée à la pratique de l’e-foil. Nous étudierons plus en avant ses performances sur le banc de test encore en construction.
La phase d’achat devrait bientôt prendre fin.
Nous avons discuté du développement d’une interface graphique sur téléphone qui nous permettrait d’afficher le niveau de batterie dans un premier temps ainsi que l’autonomie disponible avant de devoir rentrer vers la berge. Nous developpons cette application sur MIT app inventor.
Le système embarqué se voit offrir une nouvelle peau. Nous avons acheté des cartes arduino ESP32 intégrant un module bluetooth afin de contrôler la planche par télécommande et d’afficher des données sur téléphone ou tablette.
Nous avons acheter des capteurs de proximité magnétique (ce qui permet de couper le signal et donc le moteur, lorsque l’utilisateur chute du foil). Ainsi qu’un coupe-circuit étanche pour couper le courant complètement lorsque le foil est rangé et un interrupteur étanche pour éviter que la batterie de 5V qui alimente le capteur de courant et la carte de calcul ne se décharge lorsque que le foil est rangé.
Durant cette séance nous avons fait des simulations de flexion sur la planche qui nous ont montrés qu’il était primordial d’avoir au moins deux montants dans la planche. Cette simulation a été faite en prenant compte des pains de mousses et de la trappe que nous avons acheté dans le cadre du projet.
Nous avons fait une première simulation pour voir comment le foil va se comporter lorsqu’il sera soumis au poids du surfeur. Nous avons fait une simulation de 100kg (80Kg sur l'avant / 20 kg sur l'arrière) et avons constaté un déplacement maximum de 9mm aux extrémités.
Cependant, nous avons considéré un chargement linéaire lors de la simulation, ce qui ne sera certainement pas le cas en situation réel.
Durant cette séance Ugo à mis en place le script pour la vidéo en se basant sur les principaux points techniques du projet.
Michel nous a présenté la version final de la CAO de la planche et du foil assemblé.
Chris a mis en place toute la partie Recueil technique qui résume les point principaux du projet.