Project in mechatronics

Moodle

> https://moodleucl.uclouvain.be/course/view.php?id=1933

Les étudiants doivent maîtriser les compétences suivantes: connaissances de base en description et analyse des mécanismes, en fabrication mécanique, en circuits électroniques analogiques et digitaux, en convertisseurs électromécaniques, et en automatique linéaire, telles que couvertes dans le cadre des cours LMECA1210, LMECA1451, LELEC1530, LELEC1310, et LINMA1510, respectivement.

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil électromécanicien, finalité spécialisée en mécatronique », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

• AA1.1, AA1.2, AA1.3
• AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.4, AA2.5
• AA3.3
• AA4.1, AA4.2, AA4.3, AA4.4
• AA5.1, AA5.2, AA5.3, AA5.4, AA5.5, AA5.6
• AA6.1, AA6.3

Le projet vise principalement l'acquisition de compétences d'engineering telles qu'exploitées dans les équipes de conception de dispositifs mécatroniques et robotiques.

a.      Acquis d'apprentissage disciplinaires

À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :

1. Analyser un problème proposé par une entité externe et rédiger le cahier des charges (CDC) correspondant.

2. Réaliser une pré-étude d'un dispositif mécatronique et en présenter un avant-projet : recherche de solutions, comparaisons des solutions sur base de critères du CDC, choix de la meilleure solution, réalisation d'une maquette pilote, premier dimensionnement, etc.

3. Effectuer le design détaillé d'un dispositif mécatronique en ce y compris : dimensionner les composants ; choisir les matériaux et les composants standards (roulements, moteurs, transmissions, systèmes électroniques, éléments de stockage d'énergie, capteurs, etc.) ; réaliser les plans d'ensemble de la solution et selon les cas des plans de fabrication

4. Intégrer les différents éléments de la conception dans un prototype fonctionnel, fabriquer, assembler et tester ce prototype

5. Constituer un dossier de synthèse présentant tous les détails techniques de la solution proposée (plan d'ensemble, nomenclature, notes de calcul, résultats de tests..) à destination de l'équipe enseignante.

b.      Acquis d'apprentissage transversaux

À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :

6. Développer l'esprit d'invention dans la recherche de solutions innovantes en réponse à une problématique externe.

7. Conduire un projet en groupe et plus particulièrement :

• Reformuler les objectifs.
• Décomposer le problème de base en sous-tâches
• Évaluer les ressources nécessaires pour chaque tâche et rédiger un plan de travail.
• Répartir le travail dans le groupe.
• Assurer une communication efficace au sein du groupe.
• Prendre des décisions en équipe.
• Gérer les relations interpersonnelles au sein du groupe et résoudre les éventuels conflits de manière constructive.

8. Se documenter et rechercher des composants auprès des fournisseurs (description du besoin, choix du composant le plus adéquat).

9. Réaliser une présentation convaincante devant l'équipe enseignante et argumenter les choix.

10. Faire une analyse critique du fonctionnement d'un dispositif mécatronique, envisager les pannes et causes de mise hors d'usage possibles

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Sauf cas exceptionnel l'évaluation porte sur les prestations du groupe. Seront pris en compte les éléments suivants :

• le travail du groupe durant l'année ;
• les rapports et présentations intermédiaires;
• le rapport final ;
• les plans d'ensemble et de fabrication ;
• le fonctionnement global du dispositif fabriqué, et son adéquation avec les spécificités du cahier des charges ;
• dans une moindre mesure, les performances lors de concours avec d'autres institutions (par exemple, « Eurobot » ou la coupe UCL)
• la présentation publique ;
• les réponses aux questions du public.

Attention, il est important de noter que certaines disciplines pratiquées durant le projet sont principalement évaluées dans le cadre de cours associés (voir la rubrique « Préalables »). L'évaluation du projet porte principalement sur les aspects de conception électromécanique, de régulation, et de stratégie

En début d'année les étudiants constituent librement un groupe de 4 à 6 étudiants. Chaque groupe doit réaliser un robot satisfaisant aux contraintes de l'année de la coupe de robotique « Eurobot ».

Le travail de préconception se déroule durant la première moitié du premier quadrimestre et se clôture par une présentation de l'avant-projet devant les enseignants. Ensuite, les étudiants réalisent le design de détails du dispositif, en ce compris le dimensionnent complet et la mise en plans. Le premier quadrimestre se clôture par la remise d'un dossier technique complet regroupant ces différents éléments. Le reste de l'année (Q2) est entièrement consacré aux compléments d'étude nécessaires, à la réalisation du dispositif étudié (ou, selon les cas, un modèle réduit), au montage de celui-ci, à sa programmation (régulation) et aux tests.

De plus, les étudiants sont invités à participer à des compétitions afin de mesurer les performances de leurs réalisations face à des concurrents. Plus particulièrement, les étudiants participent à la manche belge de la coupe « Eurobot », pendant le congé de Pâques, et à une coupe locale à l'UCL, en fin de quadrimestre.

Une présentation publique de synthèse est également organisée en fin de quadrimestre.

Un projet intégré en robotique, réalisé par groupes d'étudiants. Les modalités pratiques sont précisées dans les autres rubriques

Durant toute l'année, les étudiants sont accompagnés par un tuteur académique qu'ils rencontrent de façon régulière. En outre, des personnes ressources (étudiants moniteurs, assistants, staff technique) sont disponibles pour traiter des questions particulières, telles que le choix d'un composant mécanique, électrique ou électronique.

Des ouvrages de référence dans les domaines du choix des composants, de la mise en plans, et du dimensionnement électromécanique, sont disponibles à la bibliothèque.

Des catalogues de composants sont mis à disposition des étudiants. Tous les documents nécessaires à la poursuite du projet sont disponibles sur le site du cours (Moodle).

Les étudiants disposent de plusieurs locaux (le labo « Faraday » et l'atelier mécanique y attenant, dans le bâtiment « Maxwell ») équipés d'outillages et de composants mécaniques, élcetriques, électroniques, et de matériel informatique. Le prêt de cet équipement pour l'année académique fait l'objet d'une caution dont les modalités (montant et échéances) sont fixées en début d'année. La restitution de la caution se fait à condition que les locaux et le matériel soient restitués dans un état conforme au règlement d'ordre intérieur signé par les étudiants.

Les objectifs pédagogiques du projet sont atteignables à l'aide des composants électromécaniques mis à disposition par l'équipe enseignante, d'un budget mis à disposition de chaque groupe, et éventuellement une contribution financière raisonnable de la part des étudiants. Par ailleurs, les étudiants sont également autorisés à chercher des sponsors industriels, leur fournissant une aide financière ou du matériel à prix avantageux. Néanmoins, ces démarches ne sont pas comptées dans les heures effectives du projet.