Art Sciences 2023/2024 E3

Point d'épuisement

Point d'épuisement est une installation qui se montre sous la forme d’un pendule composé majoritairement en ardoise. Ce projet est inspiré du pendule de Foucault qui a pour particularité de montrer les mouvements de la planète terre à travers ses oscillations. Ici, ce que Point d'épuisement montre, ce sont les contacts créés par les va-et-vient de la tête du pendule en ardoise. La rencontre des deux éléments minéraux crée une lente dégradation de la matière en laissant derrière elle des traces blanchâtres comme une marque du contact qui a eu lieu et qui, inévitablement, ne sera bientôt plus possible. L'aspect sombre de l'ardoise est intéressant. En effet car son contact auprès d’une deuxième plaque d’ardoise a pour particularité de produire des tracés blancs et parce que, dans les villages montagneux du centre du Portugal comme celui de Avô, elle est utilisée pour la conception intégrale des maisons traditionnelles qui se blottissent dans le creux des montagnes.

Forme plastique envisagée pour l’exposition Pendule en ardoise, ardoise circulaire, métal et support

Partie Technique

Balancier manuel

La première idée pour mettre en oscillation du pendule est d'utiliser un système simple, composé de deux pièces:

• Un bloc troué
• Un axe muni d'une manivelle

On vient faire passer un fil par différentes interstices et on l'accroche dans l'axe. À l'extrémité, on vient fixer un morceau d'ardoise. Pour mettre en route le pendule, il suffit simplement de tourner la manivelle et de tout relâcher. L'axe va entrer se mettre à tourner légèrement dans un sens puis dans l'autre, ce qui est suffisant pour entraîner la mise en oscillation de la plaque d'ardoise.

Cette solution permet de lancer le pendule, mais il faut qu'un utilisateur le mette en route et le relance fréquemment, sans quoi le système va s'arrêter dès qu'il y aura friction. De plus, ce système n'est pas capable de faire descendre le pendule quand celui-ci s'effrite, afin de toujours avoir contact avec la plaque en ardoise.

Modèle CAO du système, modélisé sur Catia

Système imprimé en 3d

Système en utilisation

Ensemble motorisé avec bloc de réduction

Pour pouvoir automatiser la mise en marche du pendule et s'assurer que celui va s'abaisser, nous avons réfléchi à une deuxième solution:

Nous allons placer un bloc motoréducteur sous la plaque d'ardoise et faire passer une tige au milieu sur laquelle nous fixerons le pendule par le moyen d'un fil suffisamment rigide. De cette façon, lorsque la tige tournera, elle entrainera le pendule et quand celui-ci va perdre de la masse, l'angle entre la tige et le câble va diminuer, ce qui permettra au pendule de toujours rester en contact avec la plaque d'ardoise. Le pendule s'arrêtera quand elle arrivera au niveau de l'axe.

Cette solution est plus complexe à mettre en place car elle nécessite dans un premier temps une motorisation. De plus, il faudra réfléchir à ce que la fréquence de rotation de la tige ne soit pas la même que celle du moteur, ce qui pourrait présenter un certain danger, car le moteur tourne a une fréquence élevée. On place donc un bloc de réduction:

• On utilise un pignon à dent droite de 12 dents et un autre à 70 dents
• Le rapport de réduction est donc de 12/70 ce qui signifie que si un moteur tourne à 3000 tours/minutes, la tige tournera à environ 500 tours/minute

Actuellement, nous sommes sur un prototype, le produit final pourra comporter des pignons différents. Les choix faits se basent sur les modèles CAO de pignons disponibles sur Internet.

De plus le prototype actuel s'actionne grâce à une manivelle. La suite du travail serait d'incorporer un moteur à courant continu.

Modélisation CAO du bloc de réduction

Prototype réalisé

Prototype réalisé

On vient ici faire tourner la tige par le haut. Ici on utilise une visseuse électrique pour la démonstration mais dans le produit final, il faudra mettre un moteur en dessous qui entraine le plus petit pignon.

Schéma du produit final

Suivi jour par jour

Mardi 23 janvier

Création prototype en impression 3D, modèle mécanique manuel qui propulse le pendule afin de le faire osciller

Modélisation CAO du système

Test du premier prototype de balancier

Pièce imprimée en 3d

Découpe et sculpture de la plaque en ardoise afin qu’elle adopte une forme ovale tout en gardant des coupes brutes.

découpe de l'ardoise

Amélioration du prototype 3D manuel

Optimisation du système

Mercredi 24 janvier

Impression du système de balancier final et réflexion sur un un moyen d'optimiser le lancement du pendule ainsi qu'une façon que celui s'abaisse au fur et à mesure. Début de modélisation de la solution.

Jeudi 25 janvier

Finalisation de la modélisation et impression en 3D. Assemblage du prototype et test.

Remplissage du Wiki et réalisation du support de présentation.

Vendredi 26 janvier

Finalisation du wiki

Soutenance

Suite du projet

Après la semaine de collaboration entre l'ESA et Polytech, il faudra retravailler la maquette CAO du système motoréducteur pour y incorporer le moteur, une fois que les dimensions et les caractéristiques du moteur seront connues. Les différentes pièces seront ensuite imprimées en 3D à leur échelle réelle (cette semaine nous avons dû réduire l'échelle des pièces pour limiter les temps d'impressions afin de faire nos tests). Ensuite il faudra tout assembler pour l'exposition en avril.