MEMOIRE PROTOTYPE

Lycée Polyvalent

La Découverte

Lycée La Découverte Avenue Léo Lagrange 12300 Decazeville

Davy Lagrange – 05.65.43.61.61

Pushcar

1 projet

Cette année les étudiants du lycée font évoluer le prototype 2011 afin d'obtenir la meilleure

performance lors de la compétition. L'idée est d'alléger le prototype, d'améliorer le rendement moteur,

modifier l'esthétique, améliorer l'ergonomie. Dans le cadre de la formation sti 2D, l'utilisation de

nouveaux matériaux a permis d'intégrer une contrainte environnementale.

Les évolutions pour cette année sont :

la réalisation d'une nouvelle coque complète en matériaux composites à base de fibre de lin et

de résine époxy bio.

modification du système arrière d'entraînement pour introduire des roulements céramiques à

faible frottement.

modification complète de tout le système électrique.

modification du châssis afin de corriger des défauts de géométrie.

création d'une protection de la liaison roue châssis en prototypage rapide.

modification de la liaison volant châssis afin de réduire les jeux.

Modification du principe d'assemblage des coques.

Réalisation d'une documentation technique sur le montage des roues.

Réalisation d'un nouveau support de batterie.

Étude de la nouvelle version de motorisation tout électrique.

Forme définie lors d’un concours de design

réalisé au sein du lycée.

Prototype 2011

2 Démarche de projet Le nouveau prototype est réalisé au cours des séances de Travaux pratiques :

- conception et fabrication du châssis en aluminium par la section Chaudronnerie (Bac

Professionnel et BTS)

- réalisation de la coque en matériaux composites par la section plasturgie et composites (Bac

Professionnel et BTS)

- réalisation des pièces mécaniques par les Bac pro Outillage et les élèves de BTS ERO

Réalisation d’un banc d’essai par les élèves de seconde et Bac Pro chaudronnerie pour la mise

au point de ce prototype.

Modification de la remorque par les BTS 2 Chaudronnerie

Les élèves travaillent au niveau des TP sur un projet concret. Les pièces ou ouvrages réalisés seront

directement exploités. Ce projet permet de susciter chez les élèves un intérêt certain dans les

différentes sections impliquées.

De plus ce projet permet de lier les différentes sections techniques du lycée, dans un but précis : la

fabrication du carburant écologique, la réalisation du prototype et la participation à la compétition tout

en ayant en tête la dimension environnementale du projet.

Tous ces projets pluridisciplinaires permettent d’impliquer des élèves de sections différentes et de

compétences diverses dans un projet commun et innovant et permettent également de développer des

compétences et connaissances différentes de celles étudiées durant leur cursus scolaire.

L’objectif final du prototype est d’atteindre les 700 kms par litre d’essence.

3 Sécurité

Afin d’optimiser la sécurité, nous avons choisi des freins hydrauliques qui sont beaucoup plus

efficaces .

Le châssis en aluminium permet des renforts latéraux et frontaux de haute résistance mécanique tout

en utilisant un matériau basique.

Le système de ceinture est issu du monde de la compétition en rallye et permet un maintien optimum

du pilote même en cas de chocs frontaux.

Les axes de roues sont sur dimensionnés afin d’éviter toutes ruptures

et pertes de contrôle du véhicule.

Un dispositif de protection de la liaison Roue (moyeu)/Châssis

(pivot) permet d’assurer son fonctionnement dans un environnement

favorable (sec, lubrifié…).

Ce dispositif est réalisé en prototypage rapide par la section STI2D.

Une notice technique de montage a été

réalisée pour faciliter l’assemblage et

l’entretien de la partie cycle du prototype.

La stabilité du véhicule permet une augmentation de la sécurité.

4 Performances

Au début du projet toutes les pièces du prototype sont conçues en CAO par le logiciel CATIA V5 et

Solidworks, ce qui nous a permis d’optimiser les pièces afin d’obtenir un gain de masse le plus

important possible.

Le prototype final possède une masse théorique de 35 kg soit un rapport de 2 par rapport aux anciennes

versions, l’utilisation de nouveaux roulements nous permettront d’atteindre les 700 kms par litre

d’essence.

5 Innovation

Cette année le lycée La Découverte, réalise de nouvelles coques pour le prototype à base de matériaux

composites bio. Ce composite est constitué de fibres de lin sous la forme de tissu et de résine époxy

lin.

- C'est une résine à bi-composants à base d'huile de lin et autres bio polymères non chargée et sans

diluants. Bio sources entre à 85 %, résine de couleur transparent jaune et durcisseur couleur ocre, cette

résine est sans odeurs et sans solvants.Il lui confère de grandes résistances mécaniques et chimiques

ainsi qu'une très bonne tenue en milieu humide. - Le lin est une plante herbacée annuelle de régions tempérées, à croissance rapide, à fleurs bleues ;

Fleurs de lin. © Clichés A. Bonnesoeur

Fibre de lin (microscope polarisant) © B.Media

La formation des fibres se fait tout au long de la croissance de la plante en périphérie des tissus conducteurs. Une tige comporte trente à quarante faisceaux de fibres disposés longitudinalement. Un faisceau (nommé en filature "fibre technique") est composé de dix à quarante fibres. Chaque fibre est une seule cellule très allongée de 6 à 10 centimètres, et d'un diamètre de 7 à 40 µm, composée de 70 à 80 % de cellulose. La fibre est ensuite tissée suivant les orientations désirées. Pour le coque du prototype, un tissu biorienté est utilisé, de 200 g / m².

Tissus lin Principe moulage sous vide

Cette fibre est ainsi imprégnée de résine époxy lin, puis le moule est mis sous vide afin de favoriser l'imprégnation et d'absorber l'excédant de résine. La réticulation totale est atteinte au bout de 24 h.

De plus le châssis en aluminium mécano soudé apporte une légèreté tout en conservant une rigidité de

l’ensemble et une protection du pilote. Ce châssis sera facilement recyclable et transformable en un

autre produit.

6 Communication

Notre communication est basée sur les compétences techniques du lycée développées autour d’un

projet innovant et sur la dimension environnementale de notre projet.

La presse locale présente le projet, son avancement et les résultats de la compétition. Environ une

cinquantaine d’articles dans le Midi Libre, Centre Presse, la Dépêche Aveyron, Auto plus et la

Dépêche du midi.

Pour présenter le projet nous participons à différents Salons : salon Eco Energie à Decazeville, salon

INNOTECH à Aurillac, Expo science à Toulouse, Le Festiv à Toulouse.

De nombreuses chaînes télé ont filmé également notre projet : France 3 (information régionale), M6 (6

minutes), TF1 (auto Moto), AB moteur, RTBF (Belgique), Ushuaia TV

Des interviews radio ont également été réalisées, notamment sur TOTEM.

Et pour conclure un site internet a été créé afin de présenter les différentes étapes du projet ainsi que

les acteurs de ce projet. http://decaz.ecomarathon.free.fr/

Ce projet est vraiment le projet du lycée La Découverte de Decazeville, tout le monde en parle, la plupart

des étudiants y travaillent. Des lotos sont organisés pour le financement du voyage de tous les étudiants.

Un véritable casting pilote a été organisé au centre du lycée avec essais de pilotes et présence de la

presse. Tout le bassin connaît l’éco marathon au travers du lycée de Decazeville par le biais de nombreux

articles de presse. Nous participons à différents salons (Flauraud, FIA, Salon Eco Energie…), à des fêtes

locales (Agnac…) avec chaque fois présentation du ou des véhicules et démonstrations ! Les reportages

sur FR3, M6, TF1,… ont permis d’étendre notre champs d’action.

Chaque année nous présentons les différentes sections du lycée dans tous les collèges et lycées de la

région et bien entendu nous parlons de notre projet.

Ce projet permet de montrer un dynamisme certain dans une localité un peu en situation de difficultés

économiques où les élèves et étudiants ont parfois du mal à se sédentariser.

7 Schématisation

Zone d’implantation des composants électriques et du système d’alimentation en carburant :

Schématisation du système d’alimentation en carburant :

Schéma de la transmission par poulie courroie (courroie HTD 5M) :

Rapport de transmission : r= 14/180

Avertisseur sonore

Coupe circuit

extérieur « arrêt

d’urgence »

Batterie : 12V

3Ah

Réservoir

Fusible 5A

Coupe circuit

intérieur

Roue arrière Mote

ur

Poulie réceptrice Poulie

motrice

Arbre moteur

Roue libre Embrayage

centrifuge

MOTEUR

réservoir 250 ml

Durite

alimentation

carburateur

Plaque anti feu

poulie

Chassis

Durite retour

Schéma de câblage de l’avertisseur sonore :

Coupure de l’allumage (arrêt d’urgence) :

+

-

Fusible

Bouton

poussoir

Batterie Avertisseur

sonore

Inter 2 positions

intérieur

Coupure

d’alimentation

Inter 2 positions

extérieur

Générateur basse

tension

Mécanisme de

rupteur et

condensateur

Transformateur

et éclateur

d’étincelle

8 Annexe financière : Devis du matériel nécessaire au projet et partenaires

Matériels Prix de revient en euros

Motorisation Moteur 4 temps

400

Châssis Roulement céramique Tubes alu 40.20 Batterie Transmission / Direction (courroie, pignons, rotules, Roue libre)

pneus

150 100 50

300

510

Coque matériaux composites Master

Résine Fibre

500 500 600

Petit matériel Pinceaux, rouleaux, débuleurs, sceaux, poches à vide, bacs, embout vide, pompe à vide

400

Total 3510

GEANT Casino organisation professionnelle Aide Matérielle

Shoppi organisation professionnelle Aide Financière

Crédit agricole organisation professionnelle Aide Financière

STS organisation professionnelle Aide matérielle

Monvélo.com organisation professionnelle

Aide matérielle

Liste des partenaires institutionnels : Mairie de Decazeville, communauté des communes ; Région Midi Pyrénées