CANNE DE RANDONNEE ECLAIRANTE AUTORECHARGEABLE

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1 BACCALAUREAT SCIENTIFIQUE OPTION SCIENCES DE L INGENIEUR PROJET PLURITECHNIQUE CANNE DE RANDONNEE ECLAIRANTE AUTORECHARGEABLE CAHIER DES CHARGES Session 2013 / 2014 Lycée Jacques PREVERT Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 1/12

2 1. PRESENTATION GENERALE DU PROJET Contexte général du produit et énoncé du besoin La randonnée pédestre est une activité de loisir de plus en plus pratiqué, notamment par les retraités. Pour améliorer leur confort lors des randonnées, des cannes de randonnée sont proposées sur le marché, dont certaines équipées d un système éclairage intégré alimenté par piles, permettant de débuter la randonnée de nuit. Dans le contexte actuel de développement durable, il devient nécessaire de limiter la consommation de piles qui sont des composants fortement polluants et difficiles à recycler. Poignée de canne de randonnée avec système d éclairage intégré orientable On se propose ici de développer une canne de randonnée éclairante dont la source d énergie du système d éclairage se recharge lors de l utilisation de la canne. 2. L ENONCE DU BESOIN (UTILISATION DE LA METHODE APTE (NORME AFNOR) L objectif de l analyse du besoin est de valider l émergence du besoin né d idées, de perceptions du marché ou d insatisfactions client, en passant par les phases d expression et de validation Expression du besoin A qui (à quoi) le produit rend-il service? Sur qui (sur quoi) le produit agit-il? Randonneur dans des conditions nocturnes Produit CANNE DE RANDONNEE ECLAIRANTE Confort du randonneur Créer un point d appui et éclairer le chemin Dans quel but? Dans quel but le produit existe-t-il? Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 2/12

3 2.2. Validation du besoin CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL Il s agit d un questionnaire destiné à valider l existence du besoin : - en exprimant le but et les raisons qui lui ont donné naissance, - en recherchant les cas d évolution ou de disparition susceptibles de rendre le besoin obsolète. Pourquoi ce besoin existe-t-il? (causes, origines, ) - Pour les randonnées de nuit une lampe est nécessaire. La canne éclairante permet d éclairer le parcours du marcheur. - Les piles et accumulateurs sont chers et peu écologiques. Une canne autorechargeable s avère très pratique car aucune énergie autonome de type chimique n est utilisée.age portatif. Pour quoi ce besoin existe-t-il? (dans quel but, finalités, ) - Pour faciliter la marche du randonneur. - Pour éclairer le parcours du randonneur. -- Pour avoir un produit qui intègre la canne et la lampe. - Pour avoir une canne a énergie autonome qui se recharge seule grâce aux mouvements du randonneur. - Parce qu il est nécessaire de concevoir des cannes de randonnée high-tech relativement concurrentielles pour équiper le grand public. Qu est ce qui pourrait faire évoluer ou disparaître ce besoin? - Ce besoin ne peut disparaître pour l instant car la randonnée est une discipline très pratiquée à l heure actuelle. Les cannes de randonnée sont très utilisées, et de plus en plus les cannes éclairantes pour les parcours de nuit. - demandant un recyclage total des produits. - es serrures à clés traditionnelles au profit Quelle est la probabilité de l évolution ou de la disparition du besoin? ables d actualité mais une tendance se profile vers l utilisation d énergie propre. ( - Peu probable - Ceci n est pas d actualité. - Pas d évolution a court terme. - Pas de disparition du besoin.es à clés traditionnels. à moyen terme. Conclusion sur la validité du besoin? - Le besoin est validé à moyen terme. Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 3/12

4 3. EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN 3.1. Identification des fonctions de service Définition de la liste exhaustive des éléments (personnes, équipements, matières, etc) et contraintes qui constituent l environnement du produit au cours de sa vie en situation d agir sur lui ou de subir ses actions. Chemin de randonnée Randonneur Obscurité FP1 FC1 FP2 Energie FC2 Canne de randonnée FC6 Etre esthétique FC3 FC5 FC4 Milieu ambiant Sol Normes et réglementations Graphe des interactions (APTE ) : Phase d utilisation Fonctions principales FP1 : Permettre à l utilisateur de prendre un appui supplémentaire FP2 : Eclairer le chemin de randonnée Fonctions complémentaires et contraintes FC1 : Etre ergonomique dans son utilisation FC2 : Etre autonome en énergie FC3 : Résister au milieu ambiant FC4 : Résister à une chute sur le sol FC5 : Respecter les normes et réglementations FC6 : Etre esthétique Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 4/12

5 3.2. Phases de fin de vie et d élimination du produit Triage FC8 Canne de randonnée Démontage FC9 FC10 Recyclage Graphe des interactions (APTE ) : Phases de fin de vie et d élimination Fonctions complémentaires et contraintes FC8 : Faciliter le démontage des pièces FC9 : Faciliter le tri des pièces FC10 : Etre recyclable Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 5/12

6 4. CARACTERISATION DES FONCTIONS DE SERVICE Ci-dessous est présentée sous forme de tableau la caractérisation des fonctions de services : critères, niveaux et flexibilité, restreint aux composantes de limite d acceptation et classe de flexibilité (taux d échange non présenté). Fonctions de service FP1 : Permettre à l utilisateur de prendre un appui supplémentaire FP2 : Eclairer le chemin de randonnée FC1 : Etre ergonomique dans son utilisation FC2 : Etre autonome en énergie Critères Niveaux Flexibilité Limite Classe d acceptation Effort 500N mini f3 Intensité lumineuse 8000 mca f3 Orientation du faisceau Réglable f0 Plage de réglage De 0 à -90 +/-5 f3 poids 500g maxi f3 Hauteur réglable : - Hauteur minimale : - Hauteur maximale : 0,65 mètre 1,35 mètre maxi mini Nature de la source d énergie Rechargeable f0 Rechargement de la source d énergie Autonomie hors utilisation (hors marche) Lors de l utilisation de la canne (marche) f0 f0 2 heures mini f3 f0 Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 6/12

7 Fonctions de service Critères Niveaux Flexibilité Limite Classe d acceptation Rayonnement UV Moyen maxi f0 Luminosité 1500 lux mini f0 FC3 : Résister au milieu ambiant Taux hygrométrique 100% mini f0 Température de -20 à +60 mini f1 Taux de poussière Faible f0 Indice de protection IP57 f0 FC4 : Résister à une chute sur le sol FC5 : Respecter les normes et réglementations FC6 : Etre esthétique FC7 : Faciliter le démontage des pièces FC8 : Faciliter le tri des pièces FC9 : Etre recyclable Hauteur de chute 1 m mini f1 Matière sol Béton f1 Formes f3 Coloris f3 Démontage Identification des matériaux utilisés Manuel sans ou avec outillage standard visuel f0 Taux de recyclage maximal f0 f0 f0 f1 Critères économiques Ci-dessous sont présentés les critères économiques relatifs à la canne de randonnée à développer : - Prix de vente envisagé : 45 - Série : 10000/an sur 3 ans Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 7/12

8 Critères d appréciations : caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une contrainte respectée Niveaux d appréciations : grandeur repérée sur une échelle adoptée pour un critère d'appréciation d'une fonction Flexibilité : ensemble d'indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de moduler le niveau recherché pour un critère d'appréciation ; Classe de flexibilité : indication littérale placée auprès d'un niveau d'un critère d'appréciation, permettant de préciser son degré de négociabilité ou d'impérativité ; Limites d'acceptation : niveau de critère d'appréciation au-delà duquel le besoin est jugé non satisfait. 5. ARCHITECTURE FONCTIONNELLE DE LA CANNE DE RANDONNEE Ce schéma bloc fonctionnel présente la structure de la chaîne d action retenue la canne de randonnée qui se limite à une chaîne d énergie. Ordre utilisateur Chemin sombre Energie mécanique Convertir l énergie mécanique en énergie électrique Alimenter en énergie électrique Distribuer l énergie électrique Convertir l énergie électrique en énergie lumineuse Eclairer le chemin devant l utilisateur Génératrice de courant continu Accumulateur Interrupteur Diode électroluminescente Chaîne d énergie Chemin éclairé Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 8/12

9 6. DESCRIPTION DU PRODUIT DIAGRAMMA FAST Organisation fonctionnelle du produit FAST de description du produit à compléter FP1 Permettre à l utilisateur de prendre la canne en main pour prendre appui FT1 Mettre en contact la main de l utilisateur avec la canne Note : Déterminer la solution permettant la réalisation de la poignée et la liaison de cette poignée éclairante au bâton. FP2 Eclairer le chemin de randonnée FT2 Alimenter en énergie électrique Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (accumulateur, super condensateur ) FT3 Distribuer l énergie électrique Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (interrupteur, bouton poussoir ) FT4 Convertir l énergie électrique en énergie lumineuse Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (Leds, ampoules ) FC1 Etre ergonomique dans son utilisation FT5 Limiter le poids de la canne de randonnée Note : Déterminer la géométrie de la poignée et les matériaux la composant FT6 Adapter la hauteur de la canne à l utilisateur Note : La canne vendue dans le commerce a une hauteur réglable. FC2 Etre autonome en énergie FT7 Utiliser une source d énergie rechargeable Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (accumulateur, super condensateur ) FT8 Recharger la source d énergie Note : Déterminer la génératrice courant continu qui rechargera la source d énergie. Mettre en place un protocole d essais. Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 9/12

10 FC3 Résister au milieu ambiant FT9 Assurer l étanchéité Note : Déterminer la forme du boîtier de la poignée et les solutions techniques adaptées pour qu il soit étanche. FT10 Résister à la température Note : Déterminer les matériaux et les composants pour que la poignée supporte les critères imposés par cette fonction. FT11 Résister au Note : Déterminer les matériaux pour rayonnement UV que la poignée résiste au rayonnement UV. FC3 Résister a une chute sur le sol FT5 Garantir l intégrité des éléments en cas de choc. Note : Déterminer des assemblages adaptés pour que la poignée résiste à une chute sur le sol. Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 10/12

11 7. INDICE DE PROTECTION CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL Indice de protection (degré de protection), c est le degré de protection qui caractérise l aptitude d un matériel à supporter les deux influence externes suivantes : pénétration de corps solides et protection des personnes pénétration de l eau L IP comporte 2 chiffres relatifs respectivement à ces deux influences externes. Il est attribué au matériel à la suite d une série d essais définis par la norme NF EN Le degré de protection IP doit toujours être lu et compris chiffre par chiffre et non globalement. Au plan français, un troisième chiffre, facultatif, peut être mentionné par le fabricant (Norme NF C ) Une lettre optionnelle peut compléter les deux chiffres de l IP. Elle indique l aptitude de l enveloppe à protéger les personnes contre l accès aux parties dangereuses. Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 11/12

12 Code IK : protection contre les chocs mécaniques (NF EN ) CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL Lettre additionnelle, (option) protection des personnes contre les accès aux parties dangereuses. Lettre supplémentaire (option) information spécifique. 8. NORMES ELECTRIQUES Les matériels ou appareils électriques doivent être conformes à la Norme internationale IEC international standard et aux normes particulières qui les concernent. Il est rappelé que les marques ou certificats de conformité constituent des présomptions de conformité à la réglementation. la Norme internationale IEC ( CEI ) international standard Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission Le système IEC est constitué d une norme générique et de normes filles par secteur d activité. Exemples extraits de la norme : IEC : Luminaires portatifs pour enfants IEC : Modules photovoltaïques pour application terrestre IEC : Câbles d'énergie à isolation extrudée IEC : Matériel équipement électrique IEC : Connecteurs Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 12/12