De nos jours, l’optimisation de l’espace est devenue une priorité face au manque de place dans nos logements, en particulier pour les étudiants. Ces derniers, souvent contraints de vivre dans de petites surfaces, généralement inférieures à 20 m², doivent accorder une attention particulière à l’aménagement de leur espace de vie. Dans ce contexte, l’ajout d’un mobilier comme une table de chevet peut s’avérer compliqué, voire impossible. Pour répondre à ce problème, nous avons imaginé une table de chevet innovante et amovible. Celle-ci offre un double avantage : un confort d’utilisation, permettant de poser ses affaires ou de l’utiliser comme support pour un ordinateur, et un gain d’espace, grâce à sa capacité à se ranger facilement sous le lit sans pour autant devoir enlever nos affaires sur la table. Ce projet s’inscrit dans une démarche d’optimisation et de conception pratique, alliant ingénierie et complexité, tout en répondant aux besoins d’une population spécifique.

II-Origine de l'idée du projet :

Le but du projet était de trouver une idée de produit à concevoir de A à Z. Pour le choix de ce produit, nous nous sommes basés sur notre vie étudiante, et nous avons eu plusieurs idées avant de sélectionner l'idée finale.

Tout d'abord, nous nous sommes orientés vers un produit qui permettrait de plier ses vêtements et de les ranger dans une caisse en un seul mouvement. Mais malheureusement, un autre groupe avait déjà réalisé de type de produit il y a quelques années.

Ensuite, nous avons envisagé des idées de gain d'espace, en constatant qu'en tant qu'étudiants, l'espace était très restreint dans nos appartements, tout comme dans les amphithéâtres. Voici nos idées dans ce domaine :

-Tout d'abord, nous avons pensé à créer un sous-main amovible pour les amphithéâtres, afin de libérer de l'espace sur les tables.

-Puis, nous avons imaginé une boîte à crayons que l'on pourrait accrocher sur les côtés des tables en amphithéâtre, pour optimiser encore davantage l'espace disponible.

-Enfin, nous avons pensé à concevoir une table de chevet qui pourrait se ranger sous le lit tout en gardant les objets dessus, dans le but de mieux optimiser l'espace disponible dans nos appartements.

Après un moment de réflexion, nous avons choisi à l'unanimité la dernière idée, en estimant qu'elle serait la plus originale et la plus utile dans notre quotidien.

III-Etude du marché :

Après avoir choisi l'idée que nous allions réaliser, nous devions faire une étude de marché afin de déterminer à qui était destiné notre produit, s'il y avait une demande, puis analyser l'offre existante.

Dans un premier temps, nous avons conclu que notre idée était destinée aux étudiants manquant de place, mais également à toute personne active vivant dans un petit logement et cherchant à optimiser son espace de vie. Nous avons donc estimé que notre idée répondait à une réelle demande, et qu'il ne restait plus qu'à voir ce qui existait déjà.

En faisant des recherches sur Internet, nous avons remarqué que notre projet était unique dans son domaine. Les produits déjà existants ne permettaient pas un réel gain de place, voire prenaient de l'espace supplémentaire. De plus, ces produits on souvent un coût assez élevé.

Voici les produits que nous avons trouvés sur Internet :

Produits	Prix	lien
	45€	Table 1
	30,15€	Table 2
	135,49€	Table 3
	188,35€	Table 4

IV-Analyse fonctionnelle :

Diagramme bête à cornes :

Recherche du besoin fondamental du produit:

Dans quel but le système existe-t-il ?
-Pour permettre de poser des objets à une hauteur convenable lors d’un temps de repos sur un lit, sans encombrer l’espace disponible lorsque le produit est en état de repos.

Pourquoi ce système existe-t-il ? (Cause / origine)
-Parce que l’utilisateur risque de casser ou renverser des objets posés à un endroit, ce qui peut gêner ses déplacements.
-Parce que les affaires utilisées peuvent abîmer les différents supports et inversement (par exemple : lit avec de l’eau, sol avec de l’eau, livre avec lit ou sol, lunettes, téléphone…).
-Parce que l’espace disponible peut être restreint et/ou gêner la circulation de l’utilisateur dans la pièce.

Pourquoi ce besoin existe-t-il ?
-Pour permettre à l’utilisateur de poser des objets en toute sécurité, autant pour lui-même que pour les objets (lunettes, téléphone, livres, casque, montre, lampe…).
-Pour poser des objets sans encombrer l’espace disponible pour circuler, notamment lorsque le produit est en état de repos.

Qu’est-ce qui peut faire évoluer ce besoin ?
-L’utilisation de matériaux innovants.
-Le développement de nouveaux designs.
-L’évolution des objets à déposer (par exemple : livre remplacé par une liseuse, casque Bluetooth/écouteurs, écocup remplacé par un verre…).

Qu’est-ce qui peut faire disparaître ce besoin ?
-Une augmentation significative de l’espace disponible.
-La dématérialisation complète des objets.

Diagramme pieuvre (produit en phase d’utilisation) :

Liste des fonctions de base :

Fp1 : permettre à l’homme de poser des objets par l’intermédiaire de la table

Fc1 : Supporter le poids des objets

Fc2 : La table de chevet doit assurer la stabilité des objets sur celle ci

Fc3 : Résister à la chaleur dû au chargement d’objets connectés (téléphones, montre), dû à la présence potentielle d’une tasse d’eau bouillante

Fc4 : La table de chevet doit pouvoir se nettoyer facilement

Fc5 : Ne doit pas endommager le sommier et lui faire perdre sa fonction

Fc6 : S’adapter à toute hauteur de sommier

Fc7 : s’adapter à toute hauteur de matelas

Fc8 : ne pas blesser l’homme (touché, visuellement)

Fc9 : résister à la force exercée par l’homme (jusqu’à une limite pour rangement)

Fc10 : Ne doit pas endommager le matelas (accros, frottement…)

Diagramme pieuvre (produit en repos) :

Le diagramme du produit reste le même, que la table soit rangée sous le lit ou en phase d'utilisation. En effet, la table doit, dans tous les cas, continuer à supporter les objets posés dessus, le bras doit maintenir la table, et le support fixé sur le sommier du lit doit constamment maintenir l'ensemble bras-table. Enfin, il est essentiel que le support n’endommage en aucun cas le matelas, quelle que soit la configuration

V-Prototype :

Après avoir analysé les différentes fonctions que notre table de chevet doit remplir, nous sommes passés à la phase de prototypage. Cela nous a permis d'avoir une première idée de ce que nous souhaitons réaliser et de mettre tout le groupe d'accord pour progresser ensemble sur l'avancement du projet

Les premiers prototypes réalisés sont des maquettes en carton, conçues pour nous permettre d'exprimer nos idées tout en visualisant le concept ainsi que ses mécanismes, afin de vérifier leur faisabilité

Vidéo Prototype 1:

Video 1

Dans cette vidéo, nous pouvons voir l’une des deux idées de prototype. Comme expliqué dans la vidéo, nous n’avons pas retenu ce prototype, car il était encombrant et pas forcément pratique pour l’utilisateur. Cependant, c’était l’idée la plus facile à réaliser et aussi celle qui permettait d’avoir une table à la fois stable et solide.

Vidéo prototype 2:

Video 2

Dans cette vidéo on peut voir l’autre prototype, c’est cette idée que nous avons retenue pour le projet. Malgré sa conception complexe et la résistance de la table qui allait être plus faible, son confort d’utilisation et le peu de place que le système utilise nous a conquis. De plus la table peut pivoter pour utiliser son ordinateur.

Conception Assistée par Ordinateur pour le prototype non retenu, soit le prototype 1 :

Solution au probleme du prototype :

Une fois le mécanisme choisi, il a fallu le détailler. C'est à ce moment que nous avons rencontré notre premier problème : comment faire tourner la table en même temps que le bras pivote, afin qu'elle reste à 90° et que les objets posés dessus ne tombent pas. Après réflexion, nous avons abouti à plusieurs solutions :

-La première solution envisagée était l'utilisation d'engrenages coniques. Cependant, cette option présentait plusieurs inconvénients, notamment des difficultés de modélisation et d'utilisation, ainsi qu'une complexité structurelle. Il aurait fallu concevoir une boîte pour cacher tout le mécanisme, intégrant des roulements à billes à chaque point de contact avec un engrenage:

-La deuxième solution, et celle que nous avons finalement choisie, repose sur l'utilisation d'une courroie reliant les deux liaisons pivot qui doivent être synchronisées. Cette configuration permet de maintenir la table à 90° par rapport au sol,de plus cette solution implique quelle calcule mais est plus simple a consevoir :

Pour déterminer la longueur minimale et maximale de la courroie nécessaire, nous avons effectué le calcul suivant, qui dépend uniquement des angles minimum et maximum que nous souhaitons atteindre dans notre mécanisme :

Une fois le problème de maintien constant de la table parallèle au sol résolu, nous avons rencontré deux autres problèmes importants.

Le premier consistait à trouver une méthode pour fixer la table de chevet contre le sommier du lit. Après quelques minutes de réflexion, nous avons conclu que la solution la plus pratique, sûre et simple serait d'utiliser des sangles pour maintenir une plaque solidement contre le sommier, laquelle servirait de base pour soutenir tout le reste du mécanisme.

Le deuxième problème, plus complexe, concernait la manière de maintenir le bras à la hauteur souhaitée tout en permettant un réglage facile de cette hauteur. Plusieurs solutions ont été envisagées :

-Un ajustement fixe : cette option, bien que simple à réaliser, aurait été peu pratique pour l'utilisateur.

-Un système à cliquet : inspiré des clés à cliquet, nous avons envisagé de modifier ce mécanisme pour qu'il fonctionne dans les deux sens, contrairement à un cliquet traditionnel. Cette solution, bien que nettement plus complexe à concevoir, offrait une praticité et une durabilité supérieures pour l'utilisateur.

C'est pourquoi nous avons choisi la deuxième solution, malgré le temps considérable qu'elle a nécessité. Sa réalisation représente une véritable prouesse pour notre équipe, car nous sommes allés au-delà de la simple inspiration en adaptant et en modifiant ce système pour répondre spécifiquement à nos besoins. Cette adaptation reflète notre capacité à innover et à transformer une idée existante en une solution unique et fonctionnelle.

La solution que nous avons trouvée repose sur un système de cliquet classique. Lorsque l'on souhaite abaisser le bras et donc désactiver le cliquet, il suffit de retirer le mécanisme qui maintient le cliquet en place. Une fois la descente de la table effectuée, on peut réinsérer ce mécanisme pour remettre le cliquet en position.

Position 1 du cliquet	Position 2 du cliquet

Video

VI-Choix des matériaux :

Choix du matériaux :

Une fois les solutions à nos problèmes sélectionnée, il a fallu choisir les matériaux que nous utiliserions pour notre table de chevet. Plusieurs options s'offraient à nous :

Matériaux	Bras	Table	Support de lit
Métal	offre une grande résistance pour soutenir la table, mais il est coûteux et rend la conception plus difficile	apporte une grande résistance mécanique et thermique pour soutenir les objets sur la table, en plus de faciliter le nettoyage. Cependant, il reste coûteux	offre une grande résistance mécanique pour soutenir le bras et la table, ce qui constitue un avantage majeur, mais il est coûteux
Plastique	offre une résistance suffisante pour soutenir la table, tout en facilitant la conception et en ayant un coût des matériaux plus faible	offre une résistance mécanique et thermique suffisante pour soutenir les objets sur la table, tout en facilitant le nettoyage et étant peu coûteux	offre une résistance mécanique limitée, mais suffisante, pour soutenir le bras et la table, ce qui constitue un grand inconvénient. De plus, il entraîne une usure plus rapide, bien qu'il soit peu coûteux.
Bois	-----------------	Le bois offre une résistance mécanique et thermique suffisante pour soutenir les objets sur la table. De plus, s'il est verni, il facilite le nettoyage et reste relativement peu coûteux. Le bois apporte également une touche esthétique	Il présente une résistance mécanique insuffisante pour soutenir le bras et la table, mais il offre un aspect esthétique et reste relativement peu coûteux

Choix du plastique :

Après avoir analysé les avantages et les inconvénients de chaque matériau sélectionné au préalable, nous avons décidé d'utiliser du plastique pour la table, renforcé par des tiges métalliques dans le support afin d'améliorer sa solidité. Le bras sera également réalisé en plastique, tout comme le support du mécanisme. Bien que cette partie soit la plus sollicitée mécaniquement, nous avons privilégié le plastique pour simplifier l'assemblage et réduire les coûts de notre projet

Il ne nous restait plus qu'à choisir quel plastique utiliser pour notrer projet :

lien

Après analyse de ce tableau et des matériaux disponibles pour la fabrication de notre projet, nous avons décidé à l'unanimité d'utiliser du PET-G. Idéalement, nous aurions choisi du polycarbonate (PC) pour ce projet, car il offrait le meilleur rapport entre résistance à la traction, allongement à la rupture et densité. Cependant, ce matériau n'était plus disponible. Par manque de temps pour commander une autre bobine, nous avons opté pour le PET-G, qui, parmi les plastiques disponibles pour l'impression 3D, offre le meilleur compromis entre résistance à la traction, densité et allongement à la rupture

VII-Conception CAO et modélisation des forces :

Après avoir réalisé des prototypes, résolu les différents problèmes rencontrés et choisi les matériaux à utiliser, nous avons conçu les différentes pièces de notre projet. Ensuite, nous avons modélisé les différentes forces appliquées sur ces pièces afin d'améliorer notre conception en CAO. L'objectif est d'obtenir un produit final capable de résister aux diverses contraintes auxquelles il sera soumis.

Force appliquée sur le socle de la table	Stress appliqué sur le socle de la table

Video	Video

Suite à l'observation des différentes forces et du stress appliqué sur le socle de la table, il apparaît que la modélisation de cette pièce n'est pas idéale. Après avoir simulé les forces exercées sur celle-ci, on constate que le support de la table a du mal à résister aux forces et au stress, en particulier à l'extrémité du support.

C'est pourquoi nous avons décidé de remodéliser cette pièce afin qu'elle puisse mieux supporter les forces et le stress, en tenant compte du fait qu'elle doit résister à tout le poids de la table.

Force appliquée sur la table	Stress appliqué sur la table

Video	Video

Avec cette nouvelle pièce modélisée, nous pouvons constater qu'elle résiste bien mieux aux différentes forces et au stress appliqués sur elle, comparée à la précédente. C'est pourquoi nous choisissons d'utiliser cette pièce comme support et table

VIII-Produit finale :

Après avoir modélisé la pièce en tenant compte des forces qui lui sont appliquées, nous l'avons imprimée en 3D avec le plastique sélectionné. Ensuite, nous avons procédé à l'assemblage à l'aide de vis et de barres métalliques, ce qui nous a permis d'obtenir le produit final fonctionnel :

Video

Afin d'arriver au produit final, nous avons réalisé plusieurs prototypes imprimés en 3D. En estimant le coût total des prototypes ainsi que celui du produit fini, nous évaluons le coût du projet à environ 20 €

IX-Conclusion :

Ce projet qui nous a pris 4 mois de travail nous permis de réaliser à quel point une idée initiale peut tellement être restreint par plein de facteur qui n’était pas prévu initialement. Il nous a permis d’appliquer les connaissances qu’on acquérir au fur et mesure de notre cursus a l’INSA que se soit dans le dimensionnement ou dans la modélisation creo.

Malheureusement certains objectif que nous nous étions fixé au début n’a pu être atteint. Notamment on a dû abandonner l’idée que la longueur du bras de la table ne pouvais pas être modifier au profit que la table reste toujours parallèle au sol a cause du système de courroie/poulie qu’on a utilisé. Vers la fin de notre projet, nous nous sommes rendu compte que le système de courroie ne pouvait pas fonctionner correctement en raison de l’adhérence insuffisante de la courroie et de l’effort trop important nécessaire pour faire tourner l’arbre. Cela nécessite une étude plus approfondie de la courroie, notamment sur ses dimensions, afin qu’elle soit correctement tendue.

À cela s’ajoute le fait que le système de cliquet conçu est très fragile en raison de la petite taille des cliquets. Cela entraîne une rupture lorsque l’effort exercé sur le cliquet devient trop important.

De plus, l’attache de la table (la pièce permettant sa rotation) n’est pas optimisée, ce qui engendre des interférences avec l’arbre. Cela affecte la solidité de la pièce et empêche une rotation fluide et complète de la table. Cela pourrait être une future amélioration du projet si il devait etre améliorer. De plus a cause des probleme rencontre tout au long du projet et par conséquent le manque de temps nous avons pas pu développer les extensions qui pouvait être ajouter sur la table (ex:porte gobelet). Nous pensons aussi que le support pourrait être amélioré afin d’éviter l’utilisation de sangle et donc une installation compliquer.

Cependant nous sommes comme même satisfait du rendu finale car malgre certaine idée abandonner le reste est bien réussi ce qui nous donne ce résultat final qui est plutôt satisfaisant.

En fin de compte il nous a permis de prendre en maturité et d’avoir conscience de nos faiblesse et force ainsi qu’un avant goût de à quoi peut ressembler un projet d’ingénierie

Flyer :

Table de chevet amovible, gain de place assuré

Informations sur le Projet :

Catégorie : GM2-2024

Groupe : Table de chevet

Table de chevet amovible

Sommaire :

I-Introduction :