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Pragma Industries S AS Z.A. de Bassilour 665 rue de Bassilour 64210 Bidart - France Bus. +33 (0) 559 512 755 Fax. +33 (0) 559 230 798

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1 Pragma Industries S AS Z.A. de Bassilour 665 rue de Bassilour Bidart - France Bus. +33 (0) Fax. +33 (0) PRÉSENTATION KIT EXPÉRIMENTAL PILE À COMBUSTIBLE avec lapplication voiture radiocommandée HyTRAX Parcours STI2D Démo vidéo disponible : ICIICI

2 Pourquoi les véhicules à pile à combustible ? Un secteur des transports en mutation, d'une motorisation hydrocarbure vers une motorisation électrique. L'apparition d'une nouvelle problématique pour le stockage de l'énergie. La sous performance des batteries, limitant l'autonomie des véhicules tout électriques à km. Les piles à combustible : une solution pour générer de l'électricité à partir d'hydrogène. Une solution permettant d'étendre l'autonomie a environ 500 km, jusqu'à 1000 km pour la génération à venir. Une solution s'inscrivant dans une logique de développement durable (moins problématique à recycler qu'une batterie).

3 Pourquoi les véhicules à pile à combustible ? Une technologie déjà présente sur le marché du transport Pile à combustible

4 Voiture TRAXXAS STAMPEDE VXL 4x4 Un modèle réduit à l'échelle 1/10 représentatif des véhicules existants Présentation du produit Stampede VXL modèle « classique »Stampede VXL modèle pile à combustible HyTRAX

5 Voiture TRAXXAS STAMPEDE VXL 4x4 Un modèle réduit à l'échelle 1/10 représentatif des véhicules existants Présentation du produit Electronique voiture (contrôle moteur et radio) Carte électronique de gestion et dacquisition données Moteur Véhicule existant : Mercedes B Class F Cell 2 réservoirs H 2 + batterie NiMH Réservoirs H 2 Batterie Pile à combustible Electronique de gestion de lénergie Moteur

6 Présentation du produit Acquisition de données Les mesures de courant et tension sont relevées en différents points afin détudier le système dun point de vue électronique et énergétique. Un capteur optique et un accéléromètre permettent lacquisition de données mécaniques (déplacement, vitesse, accélération du véhicule, vitesse de rotation des roues). Lensemble des données est stocké sur carte SD, le post traitement seffectue avec un logiciel développé sous LabVIEW, ou avec un simple tableur.

7 Présentation du produit Acquisition de données Les mesures de courant et tension sont relevées en différents points afin détudier le système dun point de vue électronique et énergétique. Un capteur optique et un accéléromètre permettent lacquisition de données mécaniques (déplacement, vitesse, accélération du véhicule, vitesse de rotation des roues). Lensemble des données est stocké sur carte SD, le post traitement seffectue avec un logiciel développé sous LabVIEW, ou avec un simple tableur.

8 Le kit pédagogique comprend : Un ensemble pile à combustible de 40 W + carte électronique de gestion/acquisition + 2 réservoirs dhydrogène 10NL rechargeables Un véhicule radiocommandé Traxxas Stampede VXL 4x4 prêt à rouler + 1 batterie + 1 chargeur de batterie + 1 radiocommande + 1 kit d'outillage + 1 carte micro SD pour lacquisition de données Un logiciel dacquisition de données développé sous LabVIEW TM + modèle de simulation MATLAB TM (Simulink) Composition du kit pédagogique

9 Le kit pédagogique comprend : Un support pédagogique complet (disponible en français et en anglais) comprenant : o Fiches pédagogiques sur les thématiques de lhydrogène, la pile à combustible, de lénergie et du développement durable o Ensemble dexemples de Travaux Pratiques réalisables autour du dispositif o Plans de conception (CAO) de la pile à combustible et de lensemble du véhicule o Schémas électroniques des cartes embarquées o Code du logiciel embarqué sur le microprocesseur de la carte de gestion Composition du kit pédagogique

10 Le kit pédagogique permet : De découvrir le fonctionnement dune pile à combustible. De manipuler un système basé sur une technologie innovante. De découvrir et détudier les enjeux économiques et écologiques actuels. Détudier un système industriel et dacquérir des compétences étendues liées au triptyque « Matière – Énergie – Information ». De répondre à la transversalité de lenseignement du parcours STI2D.

11 Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O1 Caractériser des systèmes privilégiant un usage raisonné du point de vue développement durable. CO1.1 Justifier les choix des matériaux, des structures dun système et les énergies mises en œuvre dans une approche de développement durable. CO1.2 Justifier le choix dune solution selon des contraintes dergonomie et deffets sur la santé de lhomme et du vivant. Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Société et développement durable Etude de documents réglementaires Déclaration de conformité CEFiche de données sécurité Hydrogène Etude du choix des matériaux Plaques dipolaires en graphite Réservoir dhydrures pour stockage dhydrogène Etude des matériaux utilisés dans une approche déco conception Etude de limpact environnemental produit Comparatif des différentes technologies de stockage de H 2, des batteries Etude des matériaux utilisés dans une approche déco conception Etude de limpact environnemental produit Comparatif des différentes technologies de stockage de H 2, des batteries Etude des aspects sécurité et des normes environnementales liés au produit Etude de limpact sur lhomme : confort dutilisation, ergonomie Comparatif de solutions techniques (outillage manuel, électrique, thermique), impact sur lutilisateur Etude des aspects sécurité et des normes environnementales liés au produit Etude de limpact sur lhomme : confort dutilisation, ergonomie Comparatif de solutions techniques (outillage manuel, électrique, thermique), impact sur lutilisateur

12 Rendement global η = 38 % Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O2 Identifier les éléments permettant la limitation de lImpact environnemental dun système et de ses constituants. CO2.1 Identifier les flux et la forme de lénergie, caractériser ses transformations et/ou modulations et estimer lefficacité énergétique globale dun système. CO2.2 Justifier les solutions constructives dun système au regard des impacts environnementaux et économiques engendrés tout au long de son cycle de vie. Société et développement durable Etude comparatives Bilan économique Impact produit Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Etude des flux énergétique et rendements Analyse du cycle de vie dune solution technologique Comparatifs dutilisation des solutions techniques dun point de vue économique et écologique Analyse du cycle de vie dune solution technologique Comparatifs dutilisation des solutions techniques dun point de vue économique et écologique Pile à combustible Carte de gestion Contrôle électronique de vitesse Moteur électrique Energie hydrogène Energie mécanique η = 94 % η = 45 % η = 95 % η = 92 % U=12 V I=3.2 A U=48 V I=3 A U=48 V I=20 A U=8.4 V I=9 A Batterie Energie hydrogène η =95 % Etude des différentes formes dénergie (chimique, électrique, mécanique) Etude des moyens de conversion de lénergie Détermination du rendement énergétique dun élément Détermination du rendement énergétique global dun système Etude des différentes formes dénergie (chimique, électrique, mécanique) Etude des moyens de conversion de lénergie Détermination du rendement énergétique dun élément Détermination du rendement énergétique global dun système

13 Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O3 Identifier les éléments influents du développement dun système. CO3.1 Décoder le cahier des charge fonctionnel d'un système. CO3.2 Evaluer la compétitivité d'un système d'un point de vue technique et économique. Technologie Utilisateur Voiture à pile à hydrogène Passagers Permettre de se déplacer en respectant des contraintes utilisateur et environnementales Voiture à pile à combustible Environnement Performances Normes Utilisateur Passagers Autonomie Energie Hydrogène Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Etude de diagrammes de fonctionnement Diagramme fonctionnel externe Diagramme fonctionnel interne Comparatif de solutions techniques Dégager les avantages et les inconvénients dune solution dun point de vue technique et économique Déterminer la solution la plus pertinente au regard des besoins de lutilisateur Dégager les avantages et les inconvénients dune solution dun point de vue technique et économique Déterminer la solution la plus pertinente au regard des besoins de lutilisateur Etude de cahier des charges fonctionnel dun produit et réalisation de diagramme fonctionnel

14 Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O4 Décoder lorganisation fonctionnelle, structurelle et logicielle dun système. CO4.1 Identifier et caractériser les fonctions et les constituants dun système ainsi que ses entrées/sortie. CO4.2 Identifier et caractériser lagencement matériel et/ou logiciel dun système. Technologie Alimenter Gérer le fonctionnement de lalimentation Production dénergie mécanique A0 A1 A2 A4 Véhicule à déplacer Véhicule en mouvement Mesures Courants/tensions Energie hydrogène Energie électrique Mesures Courants/tensions Contraintes fonctionnement Commande utilisateur Action utilisateur Energie électrique Etude de diagrammes fonctionnels SADT Niveau A0 Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Etude de plans de conception Etude de code logiciel Code microcontrôleur PIC Réalisation de diagrammes fonctionnels de type SADT Etude de la transmission 4x4 Etude CAO (Inventor, Solidworks, Catia…) Comprendre lagencement et le fonctionnement interne dune pile à combustible dun point de vue mécanique, fluidique Etudier lagencement mécanique de la transmission du véhicule 4x4 Etude CAO (Inventor, Solidworks, Catia…) Comprendre lagencement et le fonctionnement interne dune pile à combustible dun point de vue mécanique, fluidique Etudier lagencement mécanique de la transmission du véhicule 4x4

15 Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O4 Décoder lorganisation fonctionnelle, structurelle et logicielle dun système. CO4.3 Identifier et caractériser le fonctionnement temporel dun système CO4.4 Identifier et caractériser des solutions techniques relatives aux matériaux, à la structure, à lénergie et aux informations (acquisition, traitement transmission) dun système. Technologie Etude de diagrammes fonctionnels Diagramme d'états- transitions (SysML) Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Etudier le fonctionnement temporel dun système à travers lutilisation de diagrammes SysML Etude de plans de conception Plan CAO des plaques bipolairesSchémas des cartes électroniques Etudier lagencement mécanique des composants de la pile à combustible Etudier les éléments dacquisition dinformation système

16 Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O5 Utiliser un modèle de comportement pour prédire un fonctionnement ou valider une performance. CO5.1 Expliquer des éléments dune modélisation proposée relative au comportement de tout ou partie dun système. CO5.2 Identifier des variables internes et externes utiles à une modélisation, simuler et valider le comportement du modèle. CO5.3 Évaluer un écart entre le comportement du réel et le comportement du modèle en fonction des paramètres proposés. Technologie Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Etudes comparatives théorie/pratique Logiciel dacquisition (LabVIEW TM ) Logiciel de simulation Matlab TM (Simulink) Etudes cinématique voiture Courbes tableur Calcul de vitesse et daccélération en fonction des données enregistrés Relevés cinématiques effectués sur terrain Calcul de vitesse et daccélération en fonction des données enregistrés Relevés cinématiques effectués sur terrain Savoir prédire le fonctionnement théorique dun système grâce aux outils de simulation Matlab TM et Simulink Comparer les résultats théoriques et les résultats pratiques grâce au logiciel dacquisition LabVIEW TM Etendre la simulation à divers systèmes afin de dimensionner et de concevoir dautres applications utilisant la pile à combustible Savoir prédire le fonctionnement théorique dun système grâce aux outils de simulation Matlab TM et Simulink Comparer les résultats théoriques et les résultats pratiques grâce au logiciel dacquisition LabVIEW TM Etendre la simulation à divers systèmes afin de dimensionner et de concevoir dautres applications utilisant la pile à combustible

17 Objectifs de formationCompétences attenduesSolution Kit pédagogique Pragma Industries O6 Communiquer une idée, un principe ou une solution technique, un projet, y compris en langue étrangère. CO6.1 Décrire une idée, un principe, une solution, un projet en utilisant des outils de représentation adaptés. CO6.2 Décrire le fonctionnement et/ou lexploitation dun système en utilisant l'outil de description le plus pertinent. CO6.3 Présenter et argumenter des démarches, des résultats, y compris dans une langue étrangère. Communication Etude de diagrammes SysML Support pédagogique disponible en anglais Objectifs et compétences du tronc commun STI2D Savoir utiliser les outils de représentation (SysML, plans CAO…) afin de représenter et communiquer au mieux une solution, un projet Savoir utiliser les outils de représentation (SysML, plans CAO…) afin de représenter et communiquer au mieux une solution, un projet Acquérir des notions et du vocabulaire technique grâce au support pédagogique entièrement disponible en anglais

18 Objectifs de formation Energie et EnvironnementInnovation Technologique et Eco ConceptionSystème dinformation et numérique EE1 – ITEC1 – SIN1 Imaginer une solution, répondre à un besoin EE2 – ITEC2 – SIN2 Valider des solutions techniques EE3 – ITEC3 – SIN3 Gérer la vie dun produit/système Un programme adapté aux spécialités EE, ITEC, SIN Objectifs et compétences spécialités STI2D Conception dun packaging industriel optimisé pour une application embarquant une pile à combustible Réalisation mécanique grâce aux outils de CAO Conception de solution technique en accord avec le triptyque Matière - Energie - Information Simulation grâce aux outils Matlab /Simulink et essais pratiques grâce à la carte dacquisition transportable sur dautres systèmes Expérimenter différents types de stockage dénergie. Déterminer limpact des paramètres de stockage (pression/température…) Réalisation de structures pour le système pile à combustible + carte dacquisition pour dautres applications (ex : vélo électrique…) Concevoir un nouveau système à base de pile à combustible en utilisant les outils de représentation UML/SysML Planifier un projet de réalisation (diagramme de Gantt) Etablir lagencement logiciel dun système Energie et Environnement Faire participer les élèves aux principales étapes de développement et de suivi dun projet en intégrant des contraintes sociales, defficacité énergétique et de cadre de vie. Déterminer une solution damélioration dun système existant et vérifier sa pertinence dun point de vue pratique, économique et écologique. Energie et Environnement Faire participer les élèves aux principales étapes de développement et de suivi dun projet en intégrant des contraintes sociales, defficacité énergétique et de cadre de vie. Déterminer une solution damélioration dun système existant et vérifier sa pertinence dun point de vue pratique, économique et écologique. Système dinformation et numérique Faire participer les élèves à un projet de modification dun système existant, pour y intégrer une pile à combustible. Développer un système dacquisition de données permettant de contrôler le système, dacquérir des données dans une optique de suivi et doptimisation. Système dinformation et numérique Faire participer les élèves à un projet de modification dun système existant, pour y intégrer une pile à combustible. Développer un système dacquisition de données permettant de contrôler le système, dacquérir des données dans une optique de suivi et doptimisation. Innovation Technologique et Eco Conception Faire participer les élèves à un projet de modification dun système existant, pour y intégrer une pile à combustible comme moyen dalimentation principale ou comme prolongateur d'autonomie. Développer une structure optimale afin dadapter une pile à combustible sur un système existant. Innovation Technologique et Eco Conception Faire participer les élèves à un projet de modification dun système existant, pour y intégrer une pile à combustible comme moyen dalimentation principale ou comme prolongateur d'autonomie. Développer une structure optimale afin dadapter une pile à combustible sur un système existant.

19 Un savoir-faire de qualité dans différents domaines - Piles à combustible - Equipements de tests et mesures - Equipements pédagogiques Vidéo de démonstration disponible : ICI.ICI


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