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JANVIER?FÉVRIER 2014TECHNOLOGIE?42TECHNOLOGIE
189JANVIER?FÉVRIER 2014[1] Professeurs au LEGT Édouard-Branly de
Châtellerault (86), respectivement certi?é
d'ingénierie mécanique, agrégé d'ingénierie mécanique et agrégé d'ingénierie électrique.Le produitL'ISD 618 Aluminium est un vélo à
assistance électrique (VAE) fabriqué et vendu par la société angoumoisineISD, un des pionniers du VAE
1Ce vélo possède un cadre en
aluminium et offre un confort appréciable. C'est un poids plume dans sa catégorie, puisqu'il ne pèse que 21 kg. En assistance, il ne peut dépasser 25 km/h, conformément à la législation française, et sa vitesse est modulable à l'aide d'un doseur d'assistance ?xé sur le guidon. Sa batterie permet une autonomie de 3 à4 heures suivant la vitesse et le pro?l
du parcours. En?n, l'ISD 618 se plie entièrement (cadre, guidon et pédales) en une quinzaine de secondes, et peut se ranger dans un sac de transport 2Cette caractéristique en fait un produit
très apprécié, en particulier des camping-caristes et des plaisanciers.La technologie
Ce système fait appel à différentes
technologies. Pour la formation en capteur,énergie,
mécaniqueUn vélo dans le labo FRANCK CAPPELLE, JEAN?PIERRE DRONNE, FRANÇOIS PERRIN [1] Formation au développement durable oblige, s'impose naturellement l'étude de systèmes et objets technologiques à énergie propre... un vélo électrique, par exemple. Didactisé, l'ISD 618 répond avec ses propositions pédagogiques aux objectifs du programme de STI2D. Pliable, il n'encombrera pas nos labos. 3 L'éclaté des constituants de la partie électrique 1Le vélo électrique ISD 618
2L'ISD 618 plié dans son sac
de rangement 4Home trainer et boîtier de mesure
des grandeurs électriques 5Le boîtier pour la mesure
des grandeurs électriquesChaîne d'informationChaîne d'énergie
Les bornes disponibles sur le boîtier
de mesureSTI2D, les deux chaînes didactiques
suivantes peuvent être exploitées :La chaîne d'énergie : on va trouver
une batterie lithium ou plomb, un variateur pour moteur à courant continu (sans microcontrôleur, noyé dans la résine), un moteur à courant continu et un réducteur à trainépicycloïdal.
La chaîne d'information : elle
comprend un capteur à effet Hall (freinage, pédalage, dosage de vitesse) et un indicateur de charge à leds.Batterie
36 V36 V
Option
doseur d'assistance se branchant en parallèle sur le variateurCapteur de pédalage5 VTension U
TempsCapteur de freins : arrêt moteur
Moteur
36 V / 250 W
M MVariateur
DK-36 XX
B AV+ VMoteur à 0
Moteur à 1
JANVIER?FÉVRIER 2014TECHNOLOGIE
18943TECHNOLOGIE?JANVIER?FÉVRIER 2014
7La modélisation SysML (à droite, la partie du cahier des charges relative à la législation)
6Les modèles 3D numériques
des patins de frein et du moteurLe moteur
Les patins de frein
et leur supportLa ?gure
3 présente un éclaté des constituants de la partie électrique.La didactisation
Le vélo est livré avec un home trainer
auquel la société Mateduc (Sainte-Gemme, 79) qui le commercialise
a ajouté un boîtier de mesure permettant d'accéder aux grandeursélectriques des chaînes d'énergie et
d'information 4 5 . Mateduc assure la mise en service de l'ensemble et une formation pour son exploitation.Quant aux ressources didactiques,
le produit est livré avec un dossier technique industriel, des modèles3D numériques
6 , une modélisationSysML incluant les six diagrammes
préconisés en STI2D 7 , une analyse du cycle de vie réalisée à l'aide du logiciel Bilan Produit conçu par l'Ademe 8 et un modèle Matlab-Simulink permettant d'estimer
l'autonomie du VAE à partir de données telles que le poids du cycliste, la pente de la route, la vitesse du vent 9 ...La pédagogieMateduc propose quatre études de
cas pour l'enseignement transversal de première et terminale STI2D à forte vocation pratique, données en 10 ainsi que des approfondissements pour l'enseignement des spécialitésEE et Itec :
Visualisation et mesures sur le VAE
des grandeurs caractéristiques et des ?ux d'énergie et d'information pour les di?érents cas d'utilisationVéri?cation des performances annoncées
Mise en oeuvre de modèles et analyse
des écarts avec le fonctionnement réelÉtude du cadre législatif relatif
à l'appellation VAE
Des activités complémentaires sont
également disponibles :
4 activités " analyse de la motorisation »
4 activités " carte électronique et capteurs
à e?et Hall »
4 activités " vélo complet »
L'ensemble de ces propositions
pédagogiques représente approximativement 60 heuresEsthétiqueSûreté et confort
Législation
Transportabilité
Caractéristiques et performances
Cahiers des charges
Description comportementale
UtilisationAssister
le pédalageFreiner Doser l"assistanceFonctionnementDescription structurelle
Roue motoriséeSystème
d'assistanceSystème d'assistance au pédalageRessources
Fiche produit
Législation françaiseEnjeux du VAE
Norme EN 15194
JANVIER?FÉVRIER 2014TECHNOLOGIE?44TECHNOLOGIE
189JANVIER?FÉVRIER 2014
d'activité élève et couvre les objectifs pédagogiques du programme de STI2D 11Présentation d'une
activité pratiqueL'une des activités pratiques de la
séquence " Quelle autonomie pour mon vélo ? » porte sur la mesure des rendements de la chaîne d'énergie.L'activité débute par une phase
d'expérimentation. Pour différentes puissances mécaniques réglées sur la console du home trainer 12 , l'élève relève les courants et les tensions de la chaîne d'énergie, disponibles sur le 8 Le cycle de vie réalisée à l'aide du logiciel Bilan Produit 9 Le modèle Matlab-Simulink permettant d'estimer l'autonomie du VAE 10 Mateduc propose quatre études de cas pour l'enseignement transversal de 1 re et T le STI2DÉtude de casÉtude
de dossierActivitéO2O4O5CO2.1CO4.1
CO4.4CO5.32.3.32.3.53.1.43.2.13.2.23.2.3
Quelle autonomie pour mon vélo ?
Estimation du rendement
de la chaîne d'énergie XXXXCombien je consomme
en ISD 618 ?XXXXXX
Comportement du dispositif
de dosage d'assistance XXXXXTechnologie de la batterieXXXX
11Les objectifs pédagogiques du programme de STI2D traités dans l'étude de cas " Quelle autonomie pour mon vélo ? »
Conso ressources Consoénergie100%
90%80%
70%
60%
50%
40%
30%
20% 10% 0% E?et de serre Phasequotesdbs_dbs29.pdfusesText_35