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1 Fête de la Science 2009 Lycée LIVET – Nantes Microtechniques Projet « Eco-conception dune voiture radiocommandée » Année 2009 – 2010 Lycée LIVET – Nantes,

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1 1 Fête de la Science 2009 Lycée LIVET – Nantes Microtechniques Projet « Eco-conception dune voiture radiocommandée » Année 2009 – 2010 Lycée LIVET – Nantes, 1ère STI Microtechniques

2 2 Programme Présentation du projet « Éco-conception Voiture RC » : 10 Démarche ACV (analyse du cycle de vie) : 20 Analyse fonctionnelle, cahier des charges du produit : 20 Instrumentation et mesures : 10 Procédés de fabrication : injection plastique … : 10 Conclusion : 10

3 3 Le projet Réalisé par les élèves de 1 ère STI Microtechniques. Cours : TP Construction mécanique & TP Microtechniques. Formation : Technologie, conception de produits, instrumentation. Début du projet : septembre 2008.

4 4 Problème technique Que devient la conception de cette voiture si on place le critère environnemental au premier plan ? Analyse de l'impact d'une voiture radio-commandée sur l'environnement tout au long de son cycle de vie. Instrumentation du produit pour mesurer ses caractéristiques (vitesse, consommation,...). Etude et re-conception afin d'améliorer ses performances environnementales : matériaux, conception mécanique, motorisation.

5 5 Pourquoi ce projet ? Pourquoi mener un projet déco-conception ? Cela devient incontournable dans la formation technologique. Les concepteurs et fabricants de produits sont tous confrontés à la prise en compte environnementale (ISO 14000, …). Cela permet daborder toutes les étapes du cycle de vie du produit. Il y a encore beaucoup à faire … cest motivant ! Pourquoi travailler sur une voiture radio-commandée ? Cest un produit pluri-technique : mécanique, motorisation, électronique, énergie … La partie mécanique est précise et composée de petites pièces. Le support est attractif pour les jeunes. Cest un produit de grande série, de conception très aboutie, donc intéressant à étudier !

6 6 Matériel 3 voitures radio-commandées à moteur thermique 1/10 piste : Modèle : Thunder Tiger TS-4N V3 PLUS Réf F. Masse : 1500 g Moteur PRO12 : 2,11 cm 3 – alés. 13,85 mm – course 14 mm – plage 3000 à tr/mn – puissance 0,6 ch à tr/mn.(1 ch = 736 W) Transmission : 4 roues motrices, différentiels AV, AR. Carrosseries : Megane Trophy, Skyline GT, Lancer EVO. Radiocommande : JAGUAR T2D à 2 voies. Carburant : mélange 20% lubrifiant + 70% méthanol + 10% nitrométhane.

7 7 Banc dessai Banc réalisé sur mesure Permet de recevoir des appareils de mesure Roulements à billes 4 rouleaux PVC Support de tachymètre Positionnement AV et AR du châssis

8 8 Instrumentation du banc Actuelle : Tachymètre numérique avec visée laser Voltcraft DT1-L (Conrad). Balance de précision Evolution : Débitmètre FCH-mini-PP. Intégration de la mesure de vitesse par codeur. Gestion des données par composant programmable (PIC) et affichage des résultats. Mesure de CO 2, du bruit … Analyseur de gaz déchappement

9 9 Mesures sur banc dessai Caractéristiques de la voiture actuelle : vitesse, consommation, autonomie, coût dutilisation en carburant. Recherche du meilleur rendement : courbe consommation – vitesse, influence du réglage de carburation (richesse), influence du mélange Étude de modification : refroidissement moteur … Étude dinstrumentation : mesure de débit, de vitesse, gestion électronique … 4689 tr/min, Ø roue = 65 mm. Quelle est la vitesse de déplacement ?

10 10 Déroulement du projet 1.Recherches documentaires : Développement durable, éco-conception, ACV … 2.Ecriture du cahier des charges du produit existant. 3.Rencontre avec un Designer, spécialiste de léco- conception (S té FALTAZI) : expérience, conseils. 4.Premières idées (brainstorming). 5.Essais sur banc. 6.Cahier des charges du nouveau produit. 7.Solutions modificatives du produit. ?

11 11 Eco-conception Un nouveau critère de conception pour les produits : minimiser limpact environnemental. Démarche de Développement durable : « Un développement qui répond aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs » (Rapport Brundtland – Commission mondiale sur le développement, 1987). Produire différemment, de façon plus économe en matériaux et en énergie éco-conception. Prendre en compte toutes les étapes de la vie du produit : de lextraction des matières premières à son traitement en fin de vie ACV.

12 12 Analyse du cycle de vie (ACV) Établir un bilan chiffré des impacts environnementaux à chaque étape de la vie du produit : Trouver des solutions plus favorables à lenvironnement. Attention à ce que les solutions choisies pour améliorer une étape du cycle nentraînent pas dimpact défavorable sur les autres étapes ! Ou :

13 13 Le choix des matériaux Réduction de la masse et du volume de matière Choix de matériaux pas ou peu toxiques Choix de matériaux peu consommateurs dénergie Utilisation de matériaux recyclés Utilisation de matériaux recyclables

14 14 La production Réduction des rejets vers lenvironnement (eau, sol, air) Techniques de fabrication peu gourmandes en énergie Réduction du volume de déchets (usinage, découpe, moulage …) Réduction du nombre détapes de production Utilisation de techniques de production « propres ».

15 15 La distribution Réduction du volume demballages Emballages plus propres (peu de métaux lourds) Emballages réutilisables / recyclables Choix de transports moins consommateurs dénergie

16 16 Lutilisation Consommation dénergie minimum Pas ou peu de fuites, de rejets, de bruit Durabilité des produits Maintenance et réparations facilités

17 17 La fin de vie Produit facile à désassembler Réparation / remise à neuf Recyclage des matériaux Matériaux non toxiques (incinération) Notice de fin de vie

18 18 Recherche de solutions Projet « Eco-conception dune voiture radiocommandée » Année 2008 – 2009 Lycée LIVET – Nantes, 1ère STI Microtechniques

19 19 Cahier des charges du produit existant Diagramme pieuvre :

20 20 Recherche de solutions Schéma à main levée Explication de la solution, gain envisagé

21 21 Pistes étudiées : Motorisation Amélioration du rendement du moteur Changement de moteur … Moteur 2,11 cm3 PRO12-BXS TS-4E : 3340 g

22 22 Pistes étudiées : Énergie Récupération dénergie Utilisation dénergie renouvelable … Kit générateur dhydrogène (Conrad) Voiture à hydrogène FCJJ-20 KIT MOTORISE FORMULA E-CAR

23 23 Pistes étudiées : Modifications mécaniques Boîte de vitesses Réduction du nombre de pièces Fiabilisation Amélioration du démontage …

24 24 Pistes étudiées : Matériaux Identification Utilisation de matériaux facilement recyclables Réduction du nombre de matières … TS-4N PRO Chassis carbone, autre modèle de voiture

25 25 Pistes étudiées : Instrumentation Affichage de la consommation, de la pollution Gestion électronique …

26 26 Pistes étudiées : captage polluants Filtrage des fumées Récupération du lubrifiant Réduction du bruit …

27 27 Conclusion Le projet est ambitieux mais passionnant ! Il faut avancer de façon progressive Mener de front recherche de solutions et essais / mesures Mettre en place une amélioration continue


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