Gourde Bi-compartiment

Gourde Bi-compartiment :

Sommaire : 

1- Introduction

2 - Choix du sujet

3- Étude préliminaire :

A- Analyse du marché

B- Analyse fonctionnelle

C- Contrôle de validité des besoins :

4- Conception et solutions techniques choisies :

1- Introduction : 

Nous sommes Faustin, Arthur et Lucas trois élèves en deuxième année de Génie mécanique. Nous avons développé la gourde bi-compartiment, une gourde permettant de stocker deux liquides différents et de s'adapter sur un cadre de vélo afin de faciliter et optimiser l'hydratation lors de la pratique sportive comme le triathlon une discipline où l'hydratation est primordiale. 

2- Choix du sujet :

L’idée de la création de cette gourde nous est venue de Faustin et Lucas pratiquants de triathlon, ils ont fait un constat simple : aucunes gourdes disponibles sur le marché ne permettaient une hydratation complète et optimiser pour la pratique du triathlon. En effet, aucunes gourdes disponibles sur le marché ne permettaient le stockage et la consommation d’électrolyte (solution comprenant des minéraux) et d’eau tout en s’adaptant correctement sur le cadre d’un vélo et en gardant un design aérodynamique.

3- Étude préliminaire :

Avant d'entamer la phase de création de la gourde nous avons fait une étude préliminaire consistant en une analyse de marché et une analyse fonctionnelle.

A- Analyse du marché :

Nous avons répertorié dans le tableau ci-dessous les différents types de gourdes disponibles sur le marché, assurant les mêmes fonctions que notre produit.

C'est donc en partant de ce constat là que nous avons décidé de créer une gourde embarquant ces trois fonctions. 

B- Analyse fonctionnelle

Dans le cadre de notre étude préliminaire nous avons réalisé la bête à cornes et les diagrammes pieuvres (en utilisation et au repos) afin de définir les besoins et fonctions que doit assurer notre gourde .

Bête à cornes :

                                         Diagramme pieuvre (en utilisation) :                                                                                                                                     Diagramme pieuvre (au repos) :   

Fc1 : Résister aux rayonnements UV                                                                                                                                                                          Fc1 : Être adapter/résister aux températures extérieurs 

Fc2 : Être adapté au milieu atmosphérique                                                                                                                                                                 Fc2 : Prendre peu de place lors de son stockage        

Fc3 : Être peu sensible aux mouvements de l'air (design aérodynamique)                                                                                                                 Fc3 : Avoir un design attrayant

Fc4 : Être d'un design attrayant                                                                                                                                                                                    Fp2 : Tenir dans une position stable lors de son entreposage

Fc5 : Être ergonomique

Fc6 : Être adapté/résister aux températures extérieurs

Fc7 : Supporter les vibrations liés aux mouvements du vélo

Fc8 : S’adapter à la géométrie des différents cadres

Fc9 : Résister aux chocs (chute de la gourde)

Fc10 : Ne pas excéder le poids d’une gourde classique

Fc11 : Ne pas endommager le cadre du vélo

Fp1 : Permettre à l’homme de s’hydrater correctement sans incidence sur ses performances

 C) Contrôle de validité des besoins :

Pourquoi 

4- Conception et solutions techniques choisies :

Une fois la définition et la validation des besoins et fonctions que notre produit doit satifaire, nous avons commencé la conception de notre système. 

Dans un premier temps nous avons concentrés nos réflexions sur les fonctions d'usages : 

1- Maintient de la gourde sur le vélo :

Pour le maintient de la gourde sur le vélo nous avons imaginer un sytème de deux crochets qui se clippe sur le cadre du vélo et sur la gourde. 

La première contrainte rencontrée est le fait que chaque vélo à une géométrie de cadre différente. Pour pallier à ca nous avons penser à des crochets adaptables à chaque géométrie de cadre. Malhereusement, cette idée n'a pas aboutit, nous nous sommes alors concentrés sur la céation de crochets s'adaptant à la géométrie des cadres de vélo les plus vendues pour la pratique du triathlon : le cyclotouriste RCS500 MICROSHIFT 9V et le Cyclotourisme RC120 vendu par décathlon.

Grâce à l'accord de décathlon nous avons pu nous y rendre et effectuer nos premières mesures. 

(premier croquis)

Une fois les dimensions connues nous nous sommes alors penchée sur la modélisation 3D des crochets : 

(Modélisation 3D des crochets)

L'étape suivante à la modélisation à été le choix du matériaux et le choix de la méthode fabrication des crochets. Pour nous aider à choisir le matériau adéquate nous avons utilisé le logiciel Edupack, il nous alors conseiller de nous tourner vers des matériau plastique imprimable en 3D (PLA, PETG,...). Après divers test en plusieurs matériaux nous avons retenue la solution du PETG qui permait une souplesse modéré tout en gardant une rigidité correcte. 

Une fois le design des crochets et ces caractéristiques connues nous avons décidé de réaliser des simulations numériques via le logiciel Créo afin de vérifier le bon dimensionnement de ceux-ci ainsi que leurs bon maintient sur le cadre du vélo.

(simulation et résultat de simulation)

Ces simulations n'ont pas été inutiles car elles nous ont permis d'identifier les points de faiblesses des crochets et évaluer la force nécessaire au clipsage et au déclipsage des crochets sur le cadre du vélo.

(image montrant les points de faiblesses des crochets)

Afin de valider entièrement la conception des crochets nous avons réalisé des tests de clipsage et déclipsage sur un tube simulant un cadre de vélo tout en mesurant la force nécessaire pour clipser et déclipser les crochet du cadre.

(photo des test de clipsage et déclipsage)

Ces tests ont été concluant et nous allons alors permis de mettre fin à la conception du sytème de maintient de la gourde sur le vélo.  

2- Séparation des différents liquides :

Pour réaliser la séparation des différents liquides deux idées ont émergées : la création d'une paroie directement dans l'architecture de la gourde, l'utilisation de deux flasques comme récipient permettant de séparer les liquides.

Après réflexion, nous avons choisie l'utilisation de flasque comme récipient afin de faciliter la circulation du liquide et alléger le poids du système final.

Quelques clics et un ajout au panier plus tard, nous avions reçue nos deux flasques.

(photo flasques)

Malhereusement, les dimensions des flasques et de leurs bouchons était plus importante que ce que nous imaginions. Pour assurer la fixation des flasques dans notre gourde nous avons dû augmenter les dimensions de celle-ci impactant directement l'aérodynamisme du système.

3- Pouvoir boire sans que l'athlète ne quitte sa position aéro

Pour réaliser cette fonction, nous avons choisie de reprendre un sytème déja existant : l'utilisation de tuyau afin d'amener le liquide directement de la gourde à l'athlète. 

Une fois la solution choisie, nous avons réfléchie au système permettant de maintenir le tuyau en position. Nous avons donc imaginer un système de crochet permettant de maintenir le tuyau sur la potence du vélo.

Tout comme pour la conception des crochets s'accrochant sur le cadre, nous avons réalisé des mesures sur les potences des vélos que nous avions retenues.

(croquis du crochet)

Ayant déja valider la conception des crochets s'adaptant sur le cadre du vélo qui sont relativement semblables, nous avons tout naturellement choisie de réutiliser la méthode d'impression 3D et le PETG comme matériau.