projets industriels concretises

Recherche appliquée

Projets industriels page 1

PROJETS INDUSTRIELS CONCRETISES. Recherche appliquée, Transfert et Innovation.

PROJET CONCRETISE 3 Partenaire : Université Privée de Sousse (UPS, SUPTECH et IAER1)

Cadre : recherche appliquée

Période d’étude :

2013-2015. En cours jusqu'à : 2021.

Conventions cadre :

2012-2015 (3 ans) ; Renouvelée 2016-2021 (5 ans).

1. Retro-conception d’une voiture de plage (UPS), 2014.

2. Étude et conception d’une voiture hybride (plaque photovoltaïque et batteries)

(UPS), 2013.

3. Etude de conception et fabrication de la carrosserie d'une voiture électrique

(UPS), 2013.

Dans le cadre d’une coopération entre l’ISET de Sousse et l’université privée de Sousse (UPS), Les

projets consistent à étudier, concevoir et fabriquer une voiture électrique innovante adaptable au

marché tunisien. Ils proposent des solutions innovantes pour les composantes et le design ainsi que

le matériau utilisé (période d’étude selon les conventions : 8 ans). Le projet comprend deux phases

principales : la conception d’une voiture hybride à plaque photovoltaïque innovante en design (3 à 4

ans) et la deuxième phase consiste à passé ensuite à l’industrialisation et la commercialisation de la

voiture qui ciblent les jeunes tunisiens et le marché africains (3 à 4 ans).

Nous traitons dans ce rapport seulement la première phase qui comprend trois étapes :

En première étape, on a commencé la recherche par la conception et la réalisation de la

carrosserie d’une voiture de Golf en matériaux composites. Une première phase pour faire

connaissance aux voitures et en particulier les voitures ciblées par l’étude : voiture

touristique de plage, simple et économique adaptables aux marchés tunisiens.

La deuxième étape de cette recherche consiste à créer une maquette numérique, d’un

modèle de voiture de plage existante par la voie de la rétro-conception. Vue la non

disponibilité des moyens de mesure sans contacts tels que les méthodes optiques, le choix

des méthodes a été orienté essentiellement vers des outils de mesures de la topographie

(mesures directes) et la photogrammétrie, en utilisant un logiciel très développé (CATIA).

La troisième étape consiste à améliorer la traction électrique, en pensant à réduire la

masse de la voiture et cela pour diminuer la charge appliquée sur le moteur. Dans ce

1 SUPTECH et IAER : deux organismes sous l’UPS.



terme on s’intéresse à la conception des composants de voiture qui assurent la liaison au

sol et l’amortissement en tenant compte d’une conception innovante, plus légère et

réalisable avec nos propres moyens disponible en Tunisie (UPS, ISET, Usines

Tunisiennes…). Cette étude comprend essentiellement : étude fonctionnelle, choix de

solution, calcul de résistance d’arbre moteur et la conception innovante finale proposée.

Problématique des projets

La voiture classique consomme beaucoup d’énergies pétrolières qui rejete les produits

nuisibles en le taillant beaucoup de risques, les plus importante sont :

La pollution d’environnement

Le bruit

La consommation d’énergie suffisamment non disponible en Tunisie ;

Pour remédier aux problèmes de la pollution et l’épuisement des ressources pétrolières

on a choisis comme solutions : une voiture électrique à plaque photovoltaïque divisée en

trois parties : conception et réalisation de la carrosserie de voiture de golf (disponible à

l’UPS), rétro-conception d’une voiture de plage (disponible à l’UPS aussi) et la conception

d’une voiture innovante en design à plaque photovoltaïque… et le projet ensuite passe à

la deuxième phase d’industrialisation (2016-2021).

Projet 1 : Etude de conception et fabrication de la carrosserie d'une

voiture électrique (UPS), 2013. ETUDE DE CONCEPTION

La figure suivante montre un extrait de l’étude du châssis faite par simulation en utilisant

le critère de Von Mises (solidworks).

La figure suivante montre la Vue éclatée du dessin d’ensemble de la carrosserie de voiture

de Golf.



Vue éclatée du dessin d’ensemble

La figure suivante montre le dessin d’ensemble de la carrosserie avec le châssis

de la voiture de Golf.

Dessin d’ensemble

FABRICATION

Les principales étapes de fabrication sont :

Etape 1 : Fabrication et assemblage le support de la voiture ;

Etape 2 : Fabrication des moules de toutes les parties de carrosserie ;



Etape 3 : Fabrication des pièces en fibre de verre ;

Etape 4 : Finition ;

Etape 5 : Montage et assemblage de toutes les pièces.

Structure de base (voiture de GOLF).

Pour fabriquer les moules de la carrosserie, nous choisissons le plâtre comme solution

facile et moins chère. On prend toutes les mesures du châssis pour faire la conception de

tous les moules et les pièces de la carrosserie.

Fabrication de structure métallique

Exemple de moule en plâtre (capot avant)



Moulage au contact (capot avant)

Démoulage, polissage et peinture (capot avant)

Montage et fixation

Produit fini (festival de Sousse 2013)



Projet 2 : Retro-conception d’une voiture de plage (UPS), 2014. Le présent travail consiste à faire la rétro-conception d’une voiture de plage.

Vue la non disponibilité des moyens de mesure sans contacts tels que les méthodes

optiques etc... ). Le choix des méthodes a été orienté essentiellement vers des outils de

mesures de la topographie (mesures directes) et la photogrammétrie, le traitement est

fait ayant recours à un outil CAO de grandes capacités (CATIA).

La recherche consiste donc à effectuer une rétro-conception de la dite voiture afin de

traiter dans une deuxième étape (non incluse dans ce travail) des études de structure du

châssis et de la carrosserie. La figure suivante montre une photo de la voiture de plage

disponible à l’UPS.

Dessin CAO et dessin virtuel version 2.

Méthodologie de travail adoptée dans cette étude

Le travail a été effectué par l’association de deux méthodes à savoir la photogrammétrie

et un relevé topographique de certains points convenablement choisis sur les surfaces

frontières.

Le relevé topographique a été effectué par mesures directes à partir de points de

références.

Les photos pris ont été intégrées dans CATIA sous formes de sketch immersives puis en

utilisant un certains nombres de techniques de création de courbes dans l’espace (des

courbes de Bézier, des splines) puis des techniques de projection et de combinaison

entres les différentes courbes on est arrivé à reconstruire toutes les surfaces

enveloppantes et par suite la reconstruction totale de toute la géométrie du capot.

Après avoir crée l’environnement on passe à l’atelier Free Style pour la création des

courbes de contrôle, il s’agit de créer selon les cas des courbes de Bézier ou des splines.

Les figures suivantes montrent la création d’une courbe de type spline en utilisant une

interpolation de Hermite (cubique).



a) Insertion de la photo n°1 pour la création de la vue de face

Figure13 : vue de face de la capote

b) Insertion de la photo n°2 pour la création de la vue de droite

Figure 14 : vue de droite de la capote

c) Insertion de la photo n°3 pour la création de la vue de dessus



Le résultat de la méthode est le suivant :

Vue de dessus du capot

On applique la même méthode pour les autres pièces nous obtenons le dessin

d’ensemble suivant :

Dessin d’ensemble de la voiture de plage « modèle CAO »



Et nous passons par la suite aux solutions virtuelles, nous nous proposons deux

versions : 1 et 2 (logiciel de conception virtuelle).

Dessins virtuels version 1 et 2.

Projet 3 : Étude et conception d’une voiture hybride (plaque

photovoltaïque et batteries) (UPS), 2015.

La Voiture électrique est connue par sa simplicité et son respect de l’environnement, sa

conception simple et écologique.

Pour tenir profit de l’énergie renouvelable et comme l’insolation est fréquente en Tunisie

et dure 70% de l’année, c’est pourquoi on a choisi l’énergie solaire comme deuxième

source d’énergie pour la voiture.

Pour améliorer la traction électrique, on pense bien à réduire la masse de la voiture et

cela pour diminuer la charge appliquée sur le moteur.

Dans ce terme on s’intéresse à la conception des composants de voiture qui assurent la

liaison au sol et l’amortissement en tenant compte d’une conception plus légère

et réalisable avec non propres matériels (tunisiens).

Après l’établissement du cahier de charges, nous allons utilisé la méthode FAST pour

étudier la fonction principale « se déplacer par rapport au sol » qui a donnée plusieurs

solutions. Le Choix de la solution optimale est fait pour la carrosserie, châssis, la

suspension et la direction…

Afin de vérifier le dimensionnement de certains éléments de la voiture on a choisie la

méthode de Simulation numérique (solidworks) : du support arbre tournant…



Le dossier conception comprend les dessins : Les pièces à réaliser et les pièces standards

suivantes :

Les pièces à réaliser : Châssis, Coque, Système de suspension, Les Bras de crémaillère,

Pont arrière, Sièges, les portes, Plaque photovoltaïque, Bras oscillants …

Les pièces standards sont : Roues (modifié selon notre conception), Batteries,

Crémaillère, Ressorts à boudin (hélicoïdaux), Frein …

Dossier de Conception

Le dossier comprend à titre d’exemple les dessins de sous ensemble et le dessin

d‘ensemble de la voiture hybride.

Dessin de sous ensemble « châssis »



Coque ou carrosserie

Système de direction



Système de suspension

Pont arrière



Dessin d’ensemble de la voiture hybride « modèle sport »

Conclusion finale

On a commencé par l’étude bibliographique, ensuite l’étude fonctionnelle et les choix du

châssis et de carrosserie. Puis on a utilisé le logiciel (SolidWorks) pour

la conception des moules et des pièces. Ensuite on a fabriqué les moules en plâtre, les

pièces en composite et on a terminé par la finition et l’assemblage des pièces.

Les résultats de conception par rétro conception obtenus dans ce travail de mémoire sont

satisfaisants. Puis La conception de toutes les pièces de la voiture de plage.

J’espère que l’étape suivante de ce travail qui consiste à faire les études complémentaires

de la structure du châssis et de l’habitacle ainsi le perfectionnement de la conception

seront menées à bien et aboutiront à une meilleure conception de voiture avant de passer

à la deuxième phase d’industrialisation et la fabrication.

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