SHELL ECO-MARATHON
Proposition d'une action pédagogique pour le lycée Jehan de Beauce
voici la naissance de MaxiA concept 001.
STS Productique – STI Génie mécanique
extrait de notre dossier pédagogique
1) La course Shell Eco Marathon
Depuis 17 ans, Shell organise en France la course Shell-Eco-Marathon.
Le Shell Eco Marathon est une course à l’économie d’énergie : il s’agit pour des jeunes venant de collèges, lycées, IUT, universités et grandes écoles, de construire un véhicule capable d’effectuer 6 tours de circuit, soit environ 22Km, avec un minimum de carburant et dans un temps inférieur à 52 minutes(imposant une vitesse moyenne de 25 KM/h).
Les performances sont calculées à partir de la mesure du carburant consommé. On extrapole pour obtenir le nombre de kilomètres par litre. Les records actuels sont : 3151 KM pour 1 litre d’essence, 1980 Km pour 1 litre de gazole et 1764 Km pour 1 litre de GPL.
2) Notre projet
2.1) Intitulé du projet : MaxiA Concept 001
2.2) L’objectif principal
Dans une perspective de mise en synergie des compétences, des capacités et des savoir-faire du lycée, les sections des TS productique et STI Génie Mécanique souhaitent s'investir au développement et à la fabrication d'un petit véhicule automobile qui participerait au concours de Shell-Eco-Marathon pour l'année 2002.
2.3) Les moyens humains
Toutes les sections du lycée seront appelées à participer à l'élaboration de ce véhicule.
Plus particulièrement :
 | la partie conception sera développée avec un appui soutenu d'une équipe de professeurs de construction en STI GM, |
| la partie fabrication par la section des TS productique, |
- la section structures métalliques participera à la réalisation de la carrosserie,
| la section maintenance des véhicules automobiles participera à la mise au point des sous systèmes tels que : moteur, direction, freinage, suspension, etc.. |
| la section STI génie électrotechnique participera à l'élaboration du circuit électrique… |
Des anciens élèves de STS Productique qui occupent actuellement des postes de création de prototypes chez un constructeur d’automobiles françaises participeront à ce projet.
2.4) Les moyens techniques
¨ Utilisation de la CAO, DAO, FAO et GPAO: conception, dessin, fabrication et gestion de production assistée par ordinateur.
Elle permettra de concevoir et de fabriquer la plupart des composants de notre véhicule.
è Des logiciels tels que : Solid Works, MECA 3D, Mecanalyst 98, RDM Le Mans, GOELAN, TOPCAM pour ne citer que les plus connus, seront largement exploités
¨ Le parc des machines outils du lycée, récemment enrichi par l’arrivée d’un nouveau centre d’usinage 5 axes
¨ Toutes les machines de découpe et d’assemblage de la section structures métalliques nous permettront de réaliser les diverses pièces avec une qualité irréprochable et une autonomie totale quant aux délais et aux procédures mises en œuvre.
¨ Le parc des machines de la section maintenance des véhicules automobiles sera mis à contribution
pour la mise au point du moteur, le contrôle et le réglage des sous systèmes du véhicule (direction, suspension, freinage, etc..)
¨ Un local servira d’atelier de montage et de stockage des différentes parties du véhicule.
2.6) Le calendrier prévisionnel de la conception et fabrication du MaxiA Concept 001 (voir annexe 2)
| mai 2002 è participation à la course Shell-Eco-Marathon |
| mars et avril 2002 è essais, mise au point de différentes parties du véhicule |
| janvier-février 2002 è validation, exploitation et amélioration des solutions technologiques, |
| février au décembre 2001 è conception et fabrication de la voiture, 1er essai |
2.7) Les relations internes et externes au lycée
¨ Des échanges réguliers avec les entreprises :
L’aide technique des entreprises sensibilisées par ce projet pourra être envisagée. Leur collaboration sera précieuse pour nous aider à bénéficier de leurs expériences notamment par une bonne connaissance du milieu traité, des erreurs pourront être évitées et ainsi, des gains de temps pourront être obtenus.
¨ Une équipe d’enseignants et d’élèves aura la responsabilité d’organiser la promotion de ce projet et d’assurer des actions de communication au sein même du lycée et entre le lycée et les différents partenaires impliqués dans cette action (sponsors, média…).
3) Notre démarche pédagogique
Les exploitations pédagogiques sont au centre de notre démarche qui permettra de créer une dynamique de travail et d'investissement personnel de la part de nos élèves.
Nous allons composer plusieurs équipes qui, à partir d'un cahier des charges du véhicule, vont développer les parties suivantes :
conception et fabrication de la coque, du châssis, de la suspension, de la direction, du système de freinage
choix d'un moteur thermique
conception de la transmission y compris le dimensionnement des roues
conception du système d'alimentation en carburant
conception du système électrique
3.1) Recherche et Développement
L’équipe pédagogique constituée essentiellement de professeurs de construction en STI Génie Mécanique sera l’élément moteur dans ce domaine d’étude.
L’intérêt du travail mené sur cette partie du projet est de suivre, comme pour les autres thèmes traités, le cadre du programme de mécanique travaillé pour l’examen : pour cela, des études d’avant-projet sur l’analyse d’un besoin spécifié à l’aide d’outils tels que l’analyse fonctionnelle, l’analyse de la valeur…
Ceci permettra de définir complètement des fonctions techniques et de proposer des solutions technologiques compétitives.
3.2) Conception
Plus particulièrement pour un sous-ensemble étudié (la suspension, le freinage…par exemple), sera mis à la disposition des élèves un dossier technique dans lequel il y aura :
¨ un cahier des charges de la partie concernée
¨ une documentation technique
¨ une solution d’avant-projet sera proposée sur laquelle il leur sera demandé
 | soit de compléter |
| soit de concevoir une partie manquante |
Pour parvenir à mettre en évidence la meilleure performance technique possible d’une pièce ou d’un sous-ensemble de pièces, une analyse de la valeur sera réalisée à l’issue de laquelle des modifications sur le système pourront être envisagées.
Après validation de cette phase d’analyse par l’équipe pédagogique, les élèves éditeront les dessins et fichiers informatiques nécessaires pour la définition complète du sous-ensemble concerné.
Alors, la phase de l’étude de fabrication pourra commencer.
3.3) Fabrication
A l’aide d’outils de G.P.A.O et de l’ensemble des machines du parc du lycée, la fabrication des différentes pièces du véhicule pourra être réalisée telle qu’elle est prévue par le programme des TS Productique, programme relatif à la définition des processus de fabrication.
4) Le cahier des charges du véhicule (mis à jour : octobre 2000)
le véhicule doit avoir 3 ou 4 roues porteuses
dimension de la voie : de 50 à 110cm maxi
hauteur mesurée au sommet de l'habitacle : 62.5 à 137.5cm maxi
empattement de 1 m minimum
trois logos Shell 20x20cm apposés sur la coque : deux sur chaque côté et un à l'avant
deux logos avec le numéro du véhicule de 20x26cm sur chaque côté (voir précisions de positionnement dans le règlement technique..)
utilisation de l'énergie électrique et pneumatique uniquement pour la mise en marche automatique, le système d'allumage et injection et les circuits d'instruments de mesure et de commande..
établir un schéma de principe du circuit électrique
un témoin lumineux visible de l'extérieur devra signaler les redémarrages
recherche d'une diminution globale du niveau sonore
deux dispositifs de freinage complètement indépendants, la voiture doit rester immobile sur une pente de 20%
un dispositif d'embrayage qui permet d'immobiliser le véhicule sur la ligne de départ sans assistance extérieure
roues inaccessibles depuis le poste de pilotage par une cloison fixe
carburants utilisés : Shell formula eurosuper 95, Shell formula diesel plus, gepel-butagaz
lubrifiants: Shell hélix ultra et Shell hélix diesel ultra
élaborer un schéma précis du principe du système d'alimentation en carburant à partir du réservoir jusqu'à l'entrée dans le moteur, circuit translucide avec possibilité de vidange complet
réservoir visible depuis l'extérieur du véhicule de capacité 30, 100 ou 250cc commandé chez rubrique Shell Eco-Marathon, réservoir sous pression possible
poids du pilote 45kg mini, visibilité directe couvrant un arc de cercle de 180°, deux rétroviseurs d'une surface minimum de 25 cm2
habitacle du pilote rigide : largeur, longueur et protection contre les chocs latéraux. Il doit supporter une charge de 70 kg statique en son sommet sans déformation
siège pilote à quatre points d'encrage
extincteur de 1kg
avertisseur sonore voir site Shell
casques protecteurs NF S72305
5) Proposition d’un avant-projet de conception
MaxiA Concept 001
Les moyens financiers – Budjet prévisionnel
|
Dépenses |
Recettes |
||||||||||
|
Achat de matériaux :
accessoires de montage, etc.. |
Subvention du Conseil Régional :
Subvention du Rectorat : |
||||||||||
|
Achats :
|
Subvention ANVAR :
Aide du Lycée : |
||||||||||
|
Frais de communication :
|
Sponsors : SHELL, EIF Chartres…., ADIA Chateaudun.. |
|
Total dépenses : |
Total recettes : |
Le calendrier prévisionnel
|
février et mars 2001 |
è démarrage de l’étude, constitution des différents CdCF |
|
avril 2001 |
è achat du moteur, achat ou fabrication des roues, conception de la carrosserie et du poste de pilotage, conception de la coque |
|
mai 2001 |
è fabrication de la carrosserie et de la coque |
|
juin 2001 |
è conception de la suspension et de la direction |
|
septembre et octobre 2001 |
è fabrication de la suspension et de la direction |
|
novembre et décembre 2001 |
è montage, 1ers essais sur le circuit du lycée |
|
janvier –février 2002 |
è validation, exploitation et amélioration des solutions technologiques, |
|
mars et avril 2002 |
è essais, mise au point des différentes parties du véhicule |
|
mai 2002 : l’aboutissement du projet |
è participation à la course Shell-Eco-Marathon |