Le Sur Porte-Bagages Polyfonctionnel

Simplifiez votre quotidien !

Hauser Thomas, Offredo Lucas, Vouaux, Thomas, Le Morvan Jocelin

 

Sommaire

I-Introduction

II-Etude préliminaire

III-Réalisation du projet

IV-Organisation du projet

V-Conclusion

 

 

I-Introduction

 

Si vous avez déjà fait vos courses en vélo, vous connaissez les difficultés liées au transport d'objets. Les paniers sur porte-bagages préexistant sont une solution à ce problème bien qu'ils en posent un autre, l'encombrement, lorqu'ils ne sont pas utilisés.

C'est pour répondre à cette problématique que nous avons décidé de créer notre sur porte-bagages polyfonctionnel: à la fois utilisable comme panier pour transporter des objets, à pied ou directement sur le vélo, mais aussi pliable afin de répondre aux problématiques de places, fréquentes dans les vies citadines.

 

II-Etude préliminaire

 

II-a) Premières pistes de réflexion

L'objectif principal que nous recherchions à la genèse de notre projet, était de réaliser un prototype d'objet innovant s'inscrivant dans notre quotidien d'étudiant stasbourgeois. Il était évident que notre objet devait pouvoir servir dans la vie de tous les jours. De plus, Strasbourg étant la capitale française du vélo, nous avons très vité réfléchi à réaliser un objet en lien avec ce domaine. Ainsi nous est venue l'idée d'un panier à placer sur un porte-bagage, à la fois pliable et amovible afin de pouvoir s'adapter à une multitude de situations de la vie quotidienne.

II-b) Définition des besoins

Cette première phase de réflexion nous a menée à nous interroger sur les besoins exacts auxquels notre objet devait être en mesure de répondre. Nous avons ainsi conclu qu'en phase d'utilisation dépliée, notre panier doit être à la fois rigide et léger afin de garantir de pouvoir transporter des objets de façon sécurisée tout en maximisant le confort d'utilisation pour l'utilisateur. De plus, le panier doit dans l'idéal avoir la contenance la plus élevée possible.

Lorsqu'il est plié, le panier sur porte-bagage doit être le moins encombrant possible, qu'il soit toujours présent sur le vélo ou rangé à la maison, pour répondre à la problématique de gain de place. Le panier doit être amovible, évitant par la même les problématiques liées au vol en environnement citadin.  (Enfin, dans le cas de l'utilisation sur le vélo, nous avons conclu que notre objet doit pouvoir présenter une surface plane sur sa face extérieure afin de pouvoir l'utiliser comme une sorte de second porte-bagage. A noter qu'une surface plane est également optimale pour un rangement en appartement, par exemple sur une étagère. )

II-c) Etude de marché

L'étude des besoins définis à l'étape précédente nous a poussée à nous interroger sur l'existence d'objets préexistants répondant déjà à ces besoins. En voici un aperçu non exhaustif :

 

Les objets étudiés, tous différents, permettent de répondre à certains des besoins définis mais jamais à tous en même temps. Il coûtent de plus parfois assez cher. L'objectif de notre projet est justement de prendre cette part de marché laissée vacante par les autres solutions, en proposant un objet à la fois fonctionnel et peu cher.

La part de marché visée par notre projet est majoritairement constituée d’un public citadin n’ayant souvent pas de voiture et étant donc dépendante du vélo ou des transports en commun (souvent remplis !) pour se déplacer de façon générale, donc, en particulier, pour faire leurs courses. Le sur-porte bagages polyfonctionnel s’illustre ainsi comme une solution pratique et peu chère afin de permettre à l’utilisateur de transporter ses courses facilement. Une fois cette étape terminée, l’amovibilité du panier et le fait qu’il soit pliable garantit à l’utilisateur qu’il ne soit pas volé (phénomène récurrent en ville) et lui permet de le conserver chez lui sous sa forme pliée réduisant l’encombrement. Des villes françaises comme Strasbourg, Bordeaux ou Toulouse, ou européennes comme Amsterdam, Copenhague ou Anvers, où l’utilisation du vélo est particulièrement développée, semblent idéales pour la commercialisation de notre sur-porte bagage.

Le marché du vélo est de plus un marché en plein essor. Ainsi, la fréquentation des vélos sur les pistes cyclables française a augmenté de 7% entre 2022 et 2023 et l’aménagement de plus en plus fréquent à l'intérieur et en dehors des villes ne devrait qu’accentuer ce phénomène.

Ce développement des pistes ou voies cyclables hors agglomérations devrait de plus nous ouvrir une nouvelle part du marché, plus rurale et susceptible de prendre le vélo pour aller faire ses courses à la supérette du coin .

 

 

 

 

II-d)Analyse fonctionnelle

 

 

Bête à corne:

Diagramme pieuvre de l'objet en utilisation:

 

Diagramme pieuvre de l'objet au repos:

 

Caractérisation des fonctions usuelles (objet en utilisation):

 

 

III-Réalisation du projet

 

III-A) Solutions constructives et choix des matériaux

Lors de la phase de préconception de l'objet, notre choix s'est arrêté sur un sur-porte bagages constitué de 2 parties différentes: Une plaque fixe destinée à rester sur le vélo et un panier amovible pliable et transportable. La plaque doit être installée sur le vélo et sert à garantir la bonne fixation du panier sur le vélo, qu'il soit plié ou non, grâce à un verrou venant se glisser dans une fente placé dans le dessous du panier. Le panier est constitué de 3 plaques, une sur le dessous et 2 sur les côtés  (les 2 plaques latérales sont attachés entre elles par des élastiques garantissant la pliabilité du panier). Le fonctionnement de la solution constructive adoptée est détaillée plus amplement dans la partie IV-b).

Pour les réalisation des 4 plaques, nous avons opté pour du bois contre-plaqué, qui était une solution peu chère, à portée de main à l'INSA et présentant un bon rapport [Module de Young]/[Masse volumique] ( la littérature donne E=3GPa et ρ=770 KG/m^3). On joint la courbe correspondante en illustration.

On voit que le bois est associé à un indice de performance élevé, ce qui en fait un matériaux de choix dans le cadre de notre projet.

 

 

III)-B) Pièces détachées

•  4 plaques de bois medium (les 2 plaques latérales et la base du  panier, la plaque "sur-porte-bagage", correspondant à la partie fixée sur le vélo)
•  Bouts de cordes élastique coupées en tranches, diamètre 4mm
•  2 scratchs à double écran
•  1 loquet en plastique PLA imprimé en 3D
•  2 poignées en plastique PLA imprimées en 3D
•  Boulons à tête cylindrique (3x10mm)
•  Vis à tête fraisée (2x10mm)
• Charnières en plastique PLA imprimées en 3D
• Haut du côté du panier, en plastique PLA, imprimé en 3D
• Rondelles de protection en plastique PLA, rectangulaires ou rondes, imprimées en 3D
• Tétons en plastique PLA placés sur la partie plaque sur-porte-bagage, imprimés en 3D
• Vis M8 placée dans le loquet
• Biellettes en plastique PLA, imprimées en 3D

 

L'objectif lors du choix des pièces était d'utiliser des pièces les plus simples possibles et de réduire le nombre de pièces différentes utilisées, ceci dans l'optique d'une industrialisation et d'une réduction des coûts.

 

 

III-C) Schémas faits à la main

Schémas réalisés lors de la phase de préconception de l'objet:

                                                                                                                                                                                                                                           

 

 

 

III)-D) Modèles CAO

Vous trouverez ci-dessous quelques unes des modélisation en CAO (logiciel Creo Parametrics) de pièces constitutives de notre objet innovant, en l'occurence, les pièces les plus importantes du prototype. Nous avons choisi de gagner du temps en n'assemblant pas totalement l'objet sur Creo, étant donné que la réalisation des pièces en CAO a été réalisée par plusieurs personnes différentes, donc sur des PC différents.

                                                                            

 

1.Base de la plaque "sur-porte bagage" sur laquelle vient se fixer notre panier               2.Charnière assurant la liason pivot entre la base du panier et les plaques latérales                                                     3. Plaque latérale du panier

 

 

 

 

                                                                                        

                                                             4. Base de la partie inférieure du panier                                                                                                                                5. Loquet en plastique assurant la tenue du panier sur la base                                                            6. Pièce venant se fixer sur la partie supérieure de la plaque latérale

 

 

 

Les pièces 1, 3 et 4 auront été découpées dans une plaque de médium grâce à la découpeuse laser, tandis que les pièces 2, 3 et 6 auront été imprimées en 3D.

 

III)-E) Objet final

Voici quelques photos de l'objet final obtenu:

- Produit séparé (image ci-dessous) : on peut voir l'interface porte panier-bagage (en bas) et le panier lui-même (en haut). Ainsi, le panier peut facilement s'utiliser de manière indépendante.

                                                                

 

-Produit en usage : Les 2 parties précédemment vu s'assemblent.

                         L'interface s'attache au vélo et au panier, celui-ci étant déplié dans ce cas :

                                                               
 

                              L'interface s'attache au vélo et au panier, celui-ci étant plié dans ce cas. Notre produit fait donc office de simple porte-bagage :

                                                               

 

                                  

IV-Réalisation du projet

 

IV)-A) Répartition des tâches

La répartition des tâches s'est effectuée comme suit: lors de la phase de préconception, nous nous avons évidemment tous échangé ensemble afin d'aboutir à un projet qui nous corresponde tous et qui nous tiennent à coeur. Nous avons ainsi abouti à l'idée du sur-porte-bagage polyfonctionnel. Nous avons de ce fait tous réalisé des schémas afin d'illuster nos idées personelles, notre vision du projet, et nous avons finalement adopté celle qui nous paraissaient les plus adaptées, c'est à dire celle qui répondaient le mieux aux besoins définis et qui étaient réalisables en pratique. Les deux Thomas se sont ensuite concentrés sur la conception en CAO des différentes pièces constitutives de notre objet innovant, avec l'aplomb des deux autres membres du groupe, tandis que Lucas et Jocelin se sont concentrés sur la rédaction de la page HTML et les différents outils de définition de besoins (bête à corne, pieuvre,...). Nous sommes ensuite passés à la réalisation effective de notre objet, en répartissant les tâches d'impression 3D de pièces, de découpage laser des plaques en médium ou encore d'achat de pièces particulières en magasin entre les différents membres du groupe. Le montage final s'est effectué à 4, sur et en dehors des heures de cours dédiées au projet. Vous trouverez ci-dessous le diagramme Gantt regroupant les différentes phases de notre projet.

 

 

 

 

 

 

IV)-B) Diagramme de Gantt

 

 

 

V) Conclusion

Ce 1er projet en école d'ingénieur nous a permis pour la première fois d'utiliser nos compétences théoriques, afin de réaliser un produit concret répondant à un besoin précis. Pour en arriver jusque-là, travailler en groupe a été primordial. Il a d'abord fallu que chacun trouve son compte dans le produit à réaliser, et que l'on soit sûr que nous ayons tous la même vision finale de celui-ci. Ensuite, nous nous sommes organisés afin que chacun puisse faire avancer le projet à sa manière, que ça soit par la CAO, ou par la réalisation de cette page HTML, comme expliqué précédemment. Lorsque cette partie théorique fut réaliser, nous sommes passé à la pratique ; malheuresment, nous avons connu plusieurs échecs lors de l'impression plastique (les dimensions n'étant pas les bonnes, puis finalement non adaptées, etc...). Mais, c'est en faisant ces erreurs que nous avons pu ajuster notre produit, pour pouvoir réaliser le meilleur possible.

En tant que futurs ingénieurs, même si cela reste un projet scolaire, il est très jouissif de pouvoir être présent de l'idée initiale à la réalisation finale de notre objet. En entreprise, ça ne sera pas forcément le cas, donc il est très intéressant de pouvoir le faire dès que possible pour avoir cet aperçu de la création.
Nous avons tous pu acquérir de nouvelles compétences terre à terre (découverte des différentes machines du FabLab, effectuer un cahier des charges, etc...), mais également renforcer celles déjà existantes, plus softs (travail de groupe, communication, organisation, etc...).

Finalement, nous sommes tous satisfaits du projet, malgré quelques obstacles rencontrés en cours de chemin : c'est une réelle motivation de pouvoir s'investir dans un travail concret !

 

 

 

 

 

 

Affiche A5 :