Casisa Anthony DOSSIER PERSONNEL

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1 Casisa Anthony TSSI DOSSIER PERSONNEL Année scolaire

2 La voiture solaire I) Planification 1) Introduction Dans le cadre du Projet Pluridisciplinaire Encadré en classe de Terminale SSI, nous avons choisi de travailler durant 70h de projet sur un sujet dont le thème se rapporte à l environnement, à savoir la voiture solaire. Notre but était en effet de concevoir un petit véhicule qui serait alimenté par un panneau solaire se trouvant sur son toit. Après avoir trouvé ce sujet, nous avons commencé par définir nos objectifs, nos tâches ; à chaque élément il fallait résoudre des problèmes : alimentation et transmission d énergie, choix de pièces comme les roues, aspect et caractéristiques de notre voiture étaient autant de contraintes dont il fallait s affranchir. Nous avons donc choisi des tâches bien définies destinées à chaque élément de notre projet, tout en remplissant le volume horaire nous étant imposé. Ces tâches furent progressivement changées, améliorées, à la suite de réunions au sein du groupe et même avec nos professeurs de SI. A la suite de quoi il fallait créer le diagramme de Gantt, un emploi du temps sur lequel les tâches sont indiquées, avec le temps qu elles doivent prendre et la personne qui les exécute, s il s agit d un groupe. Grâce à cet outil, nous pouvons suivre l avancée et le respect de l organisation de notre projet. Il fut modifié maintes fois, et enfin fini il n y de modifications supplémentaires que lors de l arrivée d un nouveau membre au sein du groupe. 2) Les recherches La voiture solaire : Nous avons chacun effectué des recherches sur les modèles de voiture solaire existants : c est une technologie qui est très peu développée, elle n existe qu en très petit nombre, n est pas encore très commercialisée. (Il y a 5 ans FIAT avait l intention d en lancer une, contenant 3 places, ayant une autonomie de 200km ; deux ans plus tard ils s intéressaient à des cellules photovoltaïques en collaboration avec un constructeur irlandais pour réduire la

3 consommation de la voiture de 15%, par exemple sur la FIAT 500. On n a pas de nouvelles à ce jour.) Théoriquement, le principe est simple : des cellules photovoltaïques placées sur le toit sont capable de transformer l énergie solaire en énergie électrique, pouvant être stockée dans des batteries. Celles-ci sont rechargées partiellement, à défaut de l être entièrement. De ce fait la voiture n est pas entièrement solaire, car les batteries pourraient tout aussi bien être rechargées sur une prise secteur. Il pourrait alors s agir d une voiture électrique classique, avec ceci qu elle permet une plus grande autonomie, car elle peut recharger partiellement ses batteries en roulant. Toutefois son autonomie n est pas totale et c est un problème. Exemple : L eclectic, ayant une autonomie de 50km à 50km/h, dont la recharge d un jour au soleil permet de faire 7km. La voiture solaire comporte des inconvénients : son autonomie est faible, la voiture doit être la plus légère possible, son coût est plus élevé (ex pour l eclectic.) Ces informations sont valables pour la voiture à échelle humaine ; pour notre projet, les caractéristiques sont bien évidemment plus petites. La radiocommande : Nous avons à notre disposition une manette ainsi qu un système de réception, destinés à la

4 La partie de l'image avec l'id de relation rid9 n'a pas été trouvé dans le fichier. radiocommande d une voiture électrique : le «motor-driver» Le récepteur s appelle le ZEBRA ZR-0025A, que nous nommerons ZEBRA tout au long de notre projet, pour plus de simplicité. Il est alimenté par une batterie, il donne les informations au moteur/servomoteur qui pilote ensuite la roue. Les moteurs électriques. Le cours sur les moteurs électriques est très utile pour mieux les comprendre. Basiquement cela convertit une énergie électrique en énergie mécanique. C est donc évidemment la base de l utilisation de l énergie solaire, car le panneau la convertit en énergie électrique. Nous disposions de moteurs à courant continu, certains munis d un réducteur. Les moteurs simples furent éliminés du choix. Les caractéristiques des motoréducteurs furent recherchées sur le site constructeur. Tension, vitesse, etc devront être vérifiées par des mesures, plus tard. Le Cahier des charges Fonctionnel La voiture doit répondre à des fonctions essentielles, tout en respectant certaines contraintes : FP : Permettre à un utilisateur de réaliser un déplacement d'un véhicule sur une surface en utilisant l'énergie solaire. FC : - Respecter l environnement. - Avoir un encombrement du véhicule acceptable. - Utiliser l énergie solaire. - S adapter à la surface de déplacement. Diagrammes pieuvres et bête à cornes :

5 La partie de l'image av ec l'id de relation rid10 n'a pas été trouv é dans le fichier. I) Conception préliminaire. 1) Les schémas Nous avons effectué divers schémas, réfléchissant à ce que nous pourrions utiliser parmi ce que nous possédions, aux différentes possibilités pour répondre à nos problèmes. Cette partie était donc un moyen de réfléchir à diverses solutions, de mieux visualiser visual le projet. Par exemple, après avoir schématisé les deux types de servomoteurs dont nous disposions, je me suis aperçu que les modèles avaient pour seule différence le moyen de transmettre : pour l un un plateau tournant, pour l autre une barre, sur laquelle laquelle est accrochée la pièce à faire tourner. Pour l'accroche à notre roue directrice il faudra une nouvelle pièce, en «U»

6 Nous ne possédions qu un type de roue directrice, petite et légère, il fallait savoir si elle se plaçait à l avant ou à l arrière rière (le cas de la rotation organisée par les roues motrices en les faisant tourner dans un sens contraire fut abandonné pour des raisons de simplicité). La traction avant et donc la direction arrière fut choisie pour des virages plus sûrs et plus serrés. La possibilité de montage fut également décidée là, auparavant seule une vague idée subsistait, il s est avéré cependant que seule la position où la roue est en-dessous du servomoteur fonctionnait, la position où elle était au même niveau n était pas réalisable. Nous avons également dessiné divers schémas, dessins, c est ainsi que nous avons décidé de l agencement final des composants de notre panneau. Il avait déjà été décidé que le panneau servirait de châssis, les pièces accrochées à celui-ci celui et à son cadre.

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8 2) Recherche des caractéristiques : les roues Nous avons recherché les caractéristiques des roues que nous possédions pour choisir laquelle utiliser. J ai effectué les recherches d adhérence des trois roues : avec un dynamomètre on calcule alcule la traction nécessaire pour faire bouger chaque roue, avec le contact pneu/béton, puis grâce à divers calculs, le coefficient de frottement fut calculé, il était le même pour les deux roues disponibles comme motrices : leur masse a déterminé que l italienne «derby» devait être choisie.

9 Ensuite, en schématisant la liaison entre la roue et le moteur, nous nous sommes rendu compte qu il fallait une pièce spéciale permettant de serrer les embouts, pour les relier. Cela s'appelle le manchon. I) La modélisation 1) La roue directrice C'est en réalité l'ensemble prenant en compte l'assemblage du servomoteur à la roue dont je me suis occupé. Tout d'abord le servomoteur : Puis la roue directrice :

10 Ces pièces seront ensuite liées comme nous pouvons le voir ci-dessous. 2) L'assemblage final Les sous-assemblages assemblages ont d'abord été faits avant d'être intégrés à l'assemblage final : c'est une erreur, car Solidworks prend alors ces sous-assemblages sous assemblages comme des pièces uniques, faisant disparaître les liaisons créées... Il faut dont que toutes les pièces soient intégrés, puis liées au sein du fichier. J'ai également créé le mouvement des pièces grâce à meca3d : après avoir référencé chaque pièce, puis les liaisons entre elles, on peut faire tourner les roues à la vitesse vitess que l'on souhaite, afin de visualiser l'effet. IV) Réalisation

11 1) La roue directrice Tout d'abord, des pièces pour attacher le servomoteur ont été faites : elles seront vissées à celui ci et au panneau. Ce sont des plaques de PVC, qu'on aura trouées grâce à des forets. Ensuite, une pièce attachant la roue au servomoteur a été faite : pliée à la plieuse, puis trouée on a pu la visser à la roue et au servomoteur. On a ainsi : Les deux plaques de PVC que l'on voit son faîtes pour être accrochées au cadre du panneau solaire : j'ai donc marqué ce cadre pour savoir où percer, et ai percé mes plaques en respectant l'écart. 2) L'assemblage final

12 Ici les dispositifs de traitement de l'énergie n'ont pas été fixés : l'énergie fournie par le panneau est hélas, en vue du temps offert par la nature, insuffisante pour alimenter les moteurs, même au mois de Juin. Cependant avec une énergie fournie par un générateur, la voiture a pu avancer très facilement, et ce à commande à distance. Ainsi, on peut dire que le système système est en état de fonctionner, mais le problème vient du manque de luminosité due à l inopportun mauvais temps de cette année. Conclusion La voiture solaire est une avancée technologique destinée à répondre aux besoins de déplacement, tout en respectant tant le concept du développement durable ; c'est un atout pour les générations futures.

13 Grâce à ce prototype nous avons mis en évidence les problèmes liés à cette technologie : -Lorsque la luminosité est faible, les panneaux ne suffisent pas. Ainsi dans certaines régions du monde, à certains moments de l'année cette solution technique ne répond pas aux fonctions. -La masse doit être réduite au maximum afin d'économiser l'énergie. -La vitesse permise n'est pas adapté au besoin : il faut en effet une bien grande énergie a échelle humaine Ainsi, la voiture solaire est une solution technique qui requiert des améliorations, des modifications, et elle ne peut pas être commercialisée tant qu'elle ne répond pas aux contraintes attendues. Cependant ce projet était un avancée sur le plan technique et psychologique : il fut un excellent entraînement aux conditions de travail d'un étudiant sur un projet.