Nettoyeur automatique de tableau blanc

 NETTOYEUR DE TABLEAU BLANC

Sommaire

1. Introduction

2. Analyse de l'éxistant

3. Développement

a. Analyse fonctionnelle

b. Plaque et fixation

c. Glissiere

d. Fixation de rail

e. Poignée

4. Problèmes rencontrés

5. Solution finale

6. Conclusion

INTRODUCTION

Lors de la recherche d’idées pour notre projet nous avons cherché une idée innovante ayant un rapport avec l’école puisque nous y étions. Il nous est alors venue l’idée d’un nettoyeur de tableau, car bien souvent nous trouvons des tableaux mal nettoyés en arrivant dans les salles de classes, et les enseignants perdent du temps à les nettoyer plusieurs fois par séance.

Nous avons donc réfléchi à différentes solutions qui permettraient de nettoyer un tableau soit automatiquement, soit manuellement mais d’une manière bien plus rapide et au moins aussi efficace que la manière courante utilisée dans toutes les salles de cours. Cela permettrait aux enseignants mais également aux personnels d’entretien de consacrer moins de temps à cette tâche.

Après réflexion nous avons choisi de partir sur une solution manuelle, qui serait bien plus simple à mettre en œuvre, notamment étant donné le peu de temps dont nous disposions. Aussi un système manuel est souvent plus facile à utiliser et ici laisse plus de liberté à l’utilisateur s’il veut nettoyer qu'une partie du tableau.

Nous avons ensuite fait une analyse des différents produits présents sur le marché afin de concevoir un objet qui n’existe pas déjà, et qui apporte quelque chose par rapport à l’existant.

ANALYSE DE L'EXISTANT

Actuellement, les solutions existantes pour nettoyer un tableau blanc ne sont pas très variées. La plus courante est une brosse magnétique avec un tissu, avec laquelle on fait des allers-retours pour effacer ce qui est inscrit sur le tableau. L’autre solution consiste à tenir un tissu à la main pour frotter le tableau.

DÉVELOPPEMENT

Il fallait ensuite penser une solution qui resterait manuelle, mais qui permettrait malgré cela de gagner du temps. Nous avons alors pensé à conserver le principe de la solution la plus courante actuellement, qui est de passer un tissu sur le tableau afin d’effacer ce qui y est inscrit, mais en agrandissant considérablement ce tissu de façon à ce qu’un unique passage suffise.

ANALYSE FONCTIONNELLE

Phase d'étude

Pourquoi créer ce produit ?

• Pour gagner du temps pendant un cours + personnel d’entretien 
• Pour faciliter l'effaçage du tableau 
• Pour mieux effacer qu’avec une simple brosse 

Pour quoi ce produit existe-t-il ?

• Pour effacer le tableau 
• Pour ranger les feutres 

Qu’est ce qui pourrait le faire évoluer ? 

• Création de nouvelles fonctions 
• L’évolution du mode de fonctionnement des écoles 

Qu'est-ce qui pourrait le faire disparaître ? 

• L‘utilisation unique de tableaux tactiles 
• L’arrêt des cours en présentiel  
• Invention de nouveaux tableaux 

Dans sa forme actuelle le produit est validé. Il y a peu de chance de le voir disparaitre dans les prochaines années.

Fonctions de base en usage  

Fonctions principales :

• FP1 : Nettoyer plus efficacement le tableau qu’une brosse normale
• FP2 : Nettoyer rapidement 

Fonctions contraintes :

• FC1 : Limiter l’effort de l’utilisateur 
• FC2 : Résister à l’environnement 
• FC3 : Respecter les normes de sécurité 
• FC4 : S’adapter au tableau 

Fonctions de base au repos 

Fonction principale :

• FP1 : Ne pas réduire l’espace du tableau pour ne pas gêner l’utilisateur 

Fonctions contraintes :

• FC5 : pouvoir contenir les crayons  
• FC6 : Être facilement démontable pour l’utilisateur 
• FC7 : Être esthétique

Nous avons alors pensé à un ensemble qui pourrait coulisser sur toute la longueur du tableau avec un effort moindre. Nous avons donc choisi une base avec une surface plane sur laquelle un tissu pouvait être fixé puis nous avons cherché à y ajouter des éléments pour lui permettre de coulisser.

L’étude des systèmes existants nous a également fait remarquer qu’après un certain temps les tissus servant à essuyer le tableau s’encrassent et n’effacent plus très bien. Nous voulions donc avoir un système avec un tissu changeable facilement, sans avoir à en démonter l'intégralité. C’est pourquoi nous avons développé un ensemble composé des éléments suivants autour de notre plaque sur laquelle est appliquée le tissu, de manière à ce que seule la plaque soit à démonter.

        PLAQUE ET FIXATION

Nous utilisons une plaque de forme rectangulaire, bien plus simple à fabriquer et idéale pour adapter les différents tissus existants sur le marché. Nous avons appliqué des bandes auto agrippantes adhésives au dos de cette plaque afin de pouvoir y accrocher un tissu. 

Par la suite nous avons créé une structure avec une forme rectangulaire creuse aux dimensions de la plaque, et nous avons ajouté des fixations afin que cette plaque soit solidaire de la structure du système. Nous avons conçu ces fixations de manière à pouvoir positionner la plaque plus ou moins proche du tableau et ainsi effacer efficacement celui-ci.

        GLISSIERE

Une fois que nous avions une structure rectangulaire avec une plaque au centre, il fallait y ajouter une glissière.

Nous avons donc pensé à utiliser des rails en L, solution simple qui nous permettrait d’avoir une surface horizontale sur laquelle serait appuyé l'ensemble du système, mais également une surface verticale permettant au système de rester plaqué contre le tableau.

Nous avons ainsi conçu un système avec des roues et des roulements, afin de limiter l’effort nécessaire pour le nettoyage, qui s'adapte à la forme du rail et roule sur toute sa longueur. Le système possède deux roues avec des axes horizontaux sur sa partie haute, ce qui le permet d’être maintenu par gravité sur le rail, ainsi qu’une roue avec un axe vertical sur sa partie haute et deux roues avec des axes verticaux sur sa partie basse, ayant pour but de maintenir tout le système contre le tableau.

        FIXATION DE RAIL

Nous avons deux systèmes pour fixer le rails, pour le rail supérieur, nous utilisons un système qui s’accroche au tableau et pour le rail inférieur, le système permet d’utiliser deux serres joints de chaque côté du tableau. Cependant notre premier souhait était d’utiliser un système universel pour tous les tableaux, qui consiste à serrer la fixation sur le côté du tableau à l’aide d’une vis de serrage. Pour cela, il fallait des rails d’une taille similaire au tableau, ce qui était plus difficile à trouver et hors budget pour notre prototype. 

Notons, que nos deux systèmes actuels sont tout de même universel, pour la partie inférieure, on peut plus ou moins serrer en fonction de la largeur du tableau, mais le problème principale de cette solution est qu’on ne peut pas l’utiliser pour les tableaux muraux. Pour la fixation supérieure, on pourrait simplement ajouter une vis de serrage pour s’adapter à la largeur du tableau.

        POIGNEE

Afin de pouvoir faire glisser facilement notre système sur le tableau, nous avons ajouté une poignée. Elle sert aussi à retirer la plaque de nettoyage pour changer ou nettoyer les tissus nettoyants.

PROBLÈMES RENCONTRÉS

Lors de la réalisation de ce projet nous avons rencontré plusieurs problèmes. Tout d’abord dus aux machines du FabLab, en effet les deux imprimantes Ultimaker sont inutilisables depuis le début du projet, il n’y avait donc qu’une seule imprimante 3D disponible pour l’ensemble des groupes. De plus, la seule imprimante utilisable a connu plusieurs dysfonctionnements, en effet celle-ci s'est arrêtée pendant la réalisation de nos pièces, ce qui nous a contraint à relancer une impression, et nous a fait perdre plusieurs jours.

De plus, lors du lancement de de l’impression de certaines pièces, il nous a été indiqué par un professeur d’imprimer celles-ci en faible densité, seulement une partie de ces pièces se sont cassées dans l’assemblage final, nous forçant à démonter le système et réimprimer des pièces. Nous avons également perdu du temps en voulant lancer une impression pendant un weekend. Les bobines de filament étaient vides et les neuves ne sont pas mises à notre disposition pour que nous puissions les changer en autonomie, et vu qu’aucun enseignant n’était sur place, l’imprimante n’a pas pu fonctionner pendant le weekend.

SOLUTION FINALE 

La solution finale est une version à échelle réduite, sagissant seulement d'un prototype nous ne voulions pas utiliser de trop grandes quantités de matières premières. Ainsi notre système permet de nettoyer une hauteur inférieure aux tableaux standards. Nous avons également choisi de séparer la structure en plusieurs parties pour pouvoir adapter sa taille en fonction des tableaux, en ajoutant ou enlevant des parties intermédiaires.

Démonstration de la solution finale :https://youtu.be/ORn-XJpsSic

CONCLUSION

A l’issue de ce semestre nous retenons une note positive de ce projet. En effet, nous avons pu concevoir et fabriquer un objet qui nous semblait utile. Innover et concevoir est l’un des rôles majeurs de l’ingénieur et ce projet nous a donné une courte idée de ce à quoi cela consistait. Nous aurions pu améliorer encore plus notre objet dans une optique future de commercialisation mais nous avons préféré nous concentrer sur l’essentiel afin qu’il soit fonctionnel. Nous aurions par exemple pu intégrer un porte crayon, concevoir notre produit en alliage léger à la place du PLA ou bien encore le rendre plus esthétique. En définitive, ce projet nous a permis de consolider nos connaissances avec la prise en main de différentes machines et de logiciels mais aussi de travailler en équipe avec une répartition du travail pour exploiter au mieux les connaissances de chacun.