présentation du produit

Pragma Industries SASZ.A. de Bassilour665 rue de Bassilour64210 Bidart - France

Bus. +33 (0) 559 512 755Fax. +33 (0) 559 230 [email protected]

PRÉSENTATION KIT EXPÉRIMENTAL

PILE À COMBUSTIBLEavec l’application outil de coupe

Parcours STI2D Démo vidéo disponible : ICI

http://youtu.be/BMNnsOaOL0k

Présentation du produit

• Un produit industriel abouti

Sécateur Infaco Electrocoup F3005 : outil de coupe électrique

Présentation du produit

• Des contraintes d’utilisation réelles

– Contrainte de masse : batterie de 2.4kg portée sur le dos de l’utilisateur.

– Recharge des batteries : temps de charge > 6h.

– Durée de vie du système : nombre de cycles de charge batterie limité, dégradation de l’autonomie.

• Une solution industrielle envisageable

– Mise en place d’un système d’alimentation du sécateur avec de l’hydrogène.

– Conversion de l’énergie de l’hydrogène en énergie électrique par une pile à combustible.

– Système plus léger, temps de charge réduit à 20 minutes.

Support pédagogique

• Un support pédagogique représentatif de la solution industrielle

Pile à combustible (50 W)

Super Condensateurs

Réservoir d’hydrogène 20L

Régulateur de pression

Carte électronique de gestion de la pile

Convertisseur DC/DC

Robinet hydrogène


• Un support pédagogique représentatif de la solution industrielle


• Un système entièrement didactisé

Sécateur électrique caréné dans boite transparente pour la sécurité des élèves

Boitier monté sur harnais dorsal Infaco

Carte NI avecinterface USB

Logiciel d’acquisition développé sous

LabVIEWTM

Composition du kit pédagogique

Le kit pédagogique comprend :

Un ensemble pile à combustible de 50 W+ carte électronique de gestion/acquisition + réservoir d’hydrogène 10NL rechargeable

Un module d’hybridation comprenant convertisseur DC/DC et bloc de super condensateurs

Un sécateur électrique Infaco Electrocoup F3005**

Un logiciel d’acquisition de données développé sous LabVIEWTM

+ modèle de simulation MATLABTM (Simulink)

Un support pédagogique complet (disponible en français et en anglais) comprenant :o Fiches pédagogiques sur les thématiques de la pile à combustible, de l’énergie et du développement durableo Ensemble d’exemples de Travaux Pratiques réalisables autour du dispositifo Dossier technique de l’application industrielle, comprenant les diagrammes UML et SysML du produito Plans de conception (CAO) de la pile à combustibleo Schémas électroniques des cartes embarquéeso Code du logiciel embarqué sur le microprocesseur de la carte de gestion

L’ensemble des éléments est caréné dans des boites transparentes pour permettre un accès visuel tout en assurant la sécurité des élèves, le tout fixé sur un harnais dorsal.

système portable vers d’autres applications*

Composition du kit pédagogique

Le kit pédagogique permet :

• De découvrir le fonctionnement d’une pile à combustible.

• De manipuler un système basé sur une technologie innovante.

• De découvrir et d’étudier les enjeux économiques et écologiques actuels.

• D’étudier un système industriel et d’acquérir des compétences étendues liées au triptyque « Matière – Énergie – Information ».

• De répondre à la transversalité de l’enseignement du parcours STI2D.

Objectifs de formation Compétences attendues Solution Kit pédagogique Pragma Industries

O1Caractériser des systèmes privilégiant un usage raisonné du point de vue développement durable.

CO1.1Justifier les choix des matériaux, des structures d’un système et les énergies mises en œuvre dans une approche de développement durable.

CO1.2 Justifier le choix d’une solution selon des contraintes d’ergonomie et d’effets sur la santé de l’homme et du vivant.

Objectifs et compétences du tronc commun STI2D

Société et développement durable

Etude de documentsréglementaires

Déclaration de conformité CE Fiche de données sécurité Hydrogène

Etude du choix des matériaux

Plaques dipolaires en graphite Réservoir d’hydrures pour stockage d’hydrogène

• Etude des matériaux utilisés dans une approche d’éco conception• Etude de l’impact environnemental produit

• Comparatif des différentes technologies de stockage de H2, des batteries

• Etude des aspects sécurité et des normes environnementales liés au produit• Etude de l’impact sur l’homme : confort d’utilisation, ergonomie• Comparatif de solutions techniques (outillage manuel, électrique,

thermique), impact sur l’utilisateur


O2Identifier les éléments permettant la limitation de l’Impact environnemental d’un système et de ses constituants.

CO2.1Identifier les flux et la forme de l’énergie, caractériser ses transformations et/ou modulations et estimer l’efficacité énergétique globale d’un système.

CO2.2Justifier les solutions constructives d’un système au regard des impacts environnementaux et économiques engendrés tout au long de son cycle de vie.

Société et développement durable

Pile à combustible

Carte de gestion

Convertisseur DC/DC

Carte d’hybridation

Sécateur électrique

Energie hydrogène

Energie mécanique

η = 94 %η = 45 % η = 95 % η = 92 %

Rendement global

η = 38 %

Système hybride PàC + SC

Système batteries NiMH

Système batterie Li Ion

Etude comparatives

Bilan économiqueImpact produit

U=12 VI=3.2 A

U=12 VI=3 A

U=50 VI=0.6 A

U=48 VI=9 A


Etude des flux énergétique et rendements

• Etude des différentes formes d’énergie (chimique, électrique, mécanique)• Etude des moyens de conversion de l’énergie• Détermination du rendement énergétique d’un élément• Détermination du rendement énergétique global d’un système

• Analyse du cycle de vie d’une solution technologique• Comparatifs d’utilisation des solutions techniques d’un point de

vue économique et écologique

Système hybride PàC + SC

Système batteries NiMH

Système batterie Li Ion


O3Identifier les éléments influents du développement d’un système.

CO3.1Décoder le cahier des charge fonctionnel d'un système.

CO3.2Evaluer la compétitivité d'un système d'un point de vue technique et économique.

Technologie

Utilisateur

Sécateur à pile à combustible

Bois, végétaux

Permettre de travailler une journée complète avec un système portatif

léger

Sécateur à pile à combustibleEnvironnement

Masse système

Normes

Bois, végétauxUtilisateur

Autonomie

Energie Hydrogène


Etude de diagrammes de fonctionnement

Diagramme fonctionnel externe Diagramme fonctionnel interne

Comparatif de solutions techniques

• Dégager les avantages et les inconvénients d’une solution d’un point de vue technique et économique

• Déterminer la solution la plus pertinente au regard des besoins de l’utilisateur

• Etude de cahier des charges fonctionnel d’un produit et réalisation de diagramme fonctionnel


O4Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système.

CO4.1 Identifier et caractériser les fonctions et les constituants d’un système ainsi que ses entrées/sortie.

CO4.2Identifier et caractériser l’agencement matériel et/ou logiciel d’un système.

Technologie

Alimenter

Gérer le fonctionnement de

l’alimentation

Réaliser la coupe

A0

A1

A2

A3Brancheà couper

Branchecoupée

MesuresCourants/tensions

Energiehydrogène

Energieélectrique

MesuresCourants/tensions

Contraintes fonctionnement

Commandeutilisateur

Actionutilisateur

Energieélectrique

Etude dediagrammesfonctionnels

SADT Niveau A0


Etude de plansde conception

Etude de code logicielCode microcontrôleur PIC

• Etude CAO (Inventor, Solidworks, Catia…)• Comprendre l’agencement et le fonctionnement

interne d’une pile à combustible d’un point de vue mécanique, fluidique

• Réalisation de diagrammes fonctionnels de type SADT


O4Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système.

CO4.3Identifier et caractériser le fonctionnement temporel d’un système

CO4.4Identifier et caractériser des solutions techniques relatives aux matériaux, à la structure, à l’énergie et aux informations (acquisition, traitement transmission) d’un système.

Technologie

Etude de diagrammesfonctionnels

Diagramme d'états-transitions (SysML)


• Etudier le fonctionnement temporel d’un système à travers l’utilisation de diagramme SysML

Etude de plans de conception

Plan CAO des plaques bipolaires Schémas des cartes électroniques

• Etudier l’agencement mécanique des composants de la pile à combustible

• Etudier les éléments d’acquisition d’information système


O5Utiliser un modèle de comportement pour prédire un fonctionnement ou valider une performance.

CO5.1 Expliquer des éléments d’une modélisation proposée relative au comportement de tout ou partie d’un 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


• Savoir prédire le fonctionnement théorique d’un système grâce aux outils de simulation MatlabTM et Simulink

• Comparer les résultats théoriques et les résultats pratiques grâce au logiciel d’acquisition LabVIEWTM

• Etendre la simulation à divers systèmes afin de dimensionner et de concevoir d’autres applications utilisant la pile à combustible

Etudes comparatives théorie/pratique

Logiciel d’acquisition (LabVIEWTM)

Logiciel de simulationMatlabTM (Simulink)


O6Communiquer une idée, un principe ou une solution technique, un projet, y compris en langue étrangère.

CO6.1Décrire une idée, un principe, une solution, un projet en utilisant des outils de représentation adaptés.

CO6.2Décrire le fonctionnement et/ou l’exploitation d’un système en utilisant l'outil de description le plus pertinent.

CO6.3Présenter et argumenter des démarches, des résultats, y compris dans une langue étrangère.

Communication

Etude dediagrammes SysML

Support pédagogiquedisponible en anglais


• 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

Objectifs de formation Energie et Environnement Innovation Technologique et Eco Conception Système d’information et numérique

EE1 – ITEC1 – SIN1Imaginer une solution, répondre à un besoin

EE2 – ITEC2 – SIN2Valider des solutions techniques

EE3 – ITEC3 – SIN3Gérer la vie d’un produit/système

Un programme adapté aux spécialités EE, ITEC, SIN

Objectifs et compétences spécialités STI2D

Conception d’un packaging industriel optimisé pour l’ensemble kit sécateur

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 d’acquisition transportable sur d’autres systèmes

Expérimenter différents types de stockage d’énergie.Déterminer l’impact des paramètres de stockage (pression/température…)

Réalisation de structures pour le système pile à combustible + carte d’acquisition pour d’autres applications (ex : voiture radiocommandée, 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 l’agencement logiciel d’un système

Energie et Environnement

Faire participer les élèves aux principales étapes de développement et de suivi d’un projet en intégrant des contraintes sociales, d’efficacité énergétique et de cadre de vie.

Déterminer une solution d’amélioration d’un système existant et vérifier sa pertinence d’un point de vue pratique, économique et écologique.

Innovation Technologique et Eco Conception

Faire participer les élèves à un projet de modification d’un système existant, pour y intégrer une pile à combustible comme moyen d’alimentation direct ou comme range extander.

Développer une structure optimale afin d’adapter une pile à combustible sur un système existant.

Système d’information et numérique

Faire participer les élèves à un projet de modification d’un système existant, pour y intégrer une pile à combustible.

Développer un système d’acquisition de données permettant de contrôler le système, d’acquérir des données dans une optique de suivie et d’optimisation.

Un savoir-faire de qualité dans différents domaines

- Piles à combustible

- Equipements de tests et mesures

- Equipements pédagogiques

Démo vidéo disponible : ICI

www.pragma-industries.com

http://youtu.be/BMNnsOaOL0k

présentation du produit

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