rapport de stage _ne pas imprimer les 4 premières

I UP
LORIENT
Anthony BREZILLON
Modélisation numérique et conception de compas magnétiques
Professeur tuteur : Mme Sandrine thuillier
Maître de stage : M Daniel Guyot
Années 2006/2007
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Remerciements
Je tiens à remercier l’ensemble des membres de la société Plastimo qui m’ont
permis d’intégrer cette entreprise et de participer à son quotidien pendant dix
semaines.
Je tiens à remercier en particulier,
M. Bernard GENEAU (responsable du BEM) pour avoir répondu positivement à ma
candidature.
M Daniel Guyot (maître de stage) pour avoir encadré et participé au bon
déroulement de mon stage.
Je remercie également,
M. André BOURLINGUEZ, M. Moïse ARRIBARD, M. Alain CONDROYER, M. Vincent
PELLEN, M. Jean François GAYON, M. Marc DE SHRYVER, M. Arnaud QUEMENER, M.
Erwan LE MEUR et M. Nicolas AURY, (membres du BEM)
Pour m’avoir intégré à la vie de leur bureau d’étude et fait visiter les différents ateliers de
production.
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Sommaire
Introduction
I)
Présentation de l’entreprise
1) Découverte
2) Historique
3) Organisation interne
p6à7
p8
p9
II) Présentation du CONTEST 130
1) Qu’est-ce qu’un compas magnétique ?
2) Le contest 130 en détail
p 10
p 11 à 15
III) Modélisation sur CATIA V5 des plans du compas CONTEST 130
1) Les sources utilisées
2) Les documents produits
3) Les nouveaux outils de DAO approchés
3.1 Le module surfacique
3.2 Comment mapper une image sur un volume ?
p 16
p 16 à 18
p19 à 21
IV) Etude des nouveaux compas OFFSHORE 115 et OLYMPIC 115
1) Etude de la concurrence
1.1 Choix des compas concurrents
1.2 Prise de côte et renseignements techniques
1.3 Validation des cotes du compas
p 24
p24 à 25
p 26
2) Conception du compas
2.1 Point de départ : le dôme
2.2 Du dôme à la rose
2.3 Les satellites de la rose
2.4 La cuve
2.5 Les pièces satellites de la cuve
2.6 La liaison cuve/rose
2.7Ce qu’il reste à faire
p 27
p 28
p 29
p 29
p 29
p 30 à 34
p35
Conclusion
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Introduction
Pendant les dix semaines du stage qui contribue à la validation du dernier semestre de
licence Génie Mécanique, j’ai intégré l’équipe du bureau d’étude et méthodes de Plastimo à
Lorient.
L’ensemble des travaux que j’ai réalisés concerne les compas magnétiques.
Dans un premier temps, j’ai modélisé les pièces d’un compas pour voilier afin de
comprendre le produit sur lequel j’allais travailler par la suite.
La seconde partie de ce stage porte sur le lancement et la conception d’un nouveau
compas servant à rajeunir une ou plusieurs gammes déjà existantes.
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I)
Présentation de l’entreprise
1) Découverte de l’entreprise
Crée en 1963, PLASTIMO conçoit, fabrique et distribue des équipements destinés
aux bateaux de plaisance à voile ou à moteur.
Lors de sa création, sa particularité était de se lancer dans la mise en œuvre des
plastiques et matériaux de synthèse. En effet, ces matériaux récents offraient une
légèreté et une résistance à la corrosion supérieure tout en conservant de bonnes
caractéristiques mécaniques.
Aujourd’hui Plastimo propose une gamme de 7500 produits dont environ 60%
sortent de ses ateliers. Ces produits sont répartis en quatre familles.
Le matériel de sécurité :
La première
vocation de Plastimo est
de proposer du matériel
de sécurité. Aujourd’hui,
les radeaux sont garantis
12 ans et répondent à la
norme ISO 9001.
fig 2 Radeau de survie
12 places
fig 1 gilet de sauvetage
automatique
Le matériel de mouillage de bateau :
Le matériel servant lors de
l’immobilisation du bateau
principal est considéré
également comme assurant la
sécurité de ses occupants
fig 4 annexe gonflable
fig 3 ancres de mouillage
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Les compas et l’électronique de navigation
fig 5 Compas magnétique
CONTEST 101
Les compas magnétiques
sont les figures de proues de
l’entreprise. Ils sont conçus
et montés à Lorient. En ce qui
concerne l’électronique de
navigation, Plastimo est sous
contrat avec Navman, société
dont elle distribue les
produits.
fig 6 Traceur de la marque
Navman
Accastillage : Enrouleur de foc, équipement de pont, poulies
En élargissant sa gamme de produits,
Plastimo s’est tourné vers l’accastillage de pont
et développe dans son bureau d’étude des
enrouleurs de foc ou génois
Fig 7 Enrouleur de voile d’avant
L’ensemble de ces équipements est distribué à l’échelle de l’Europe notamment dans
les pays où la plaisance est fortement développée (Royaume-Uni, Suède, Pays-Bas)
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2) L’historique de l’entreprise
Les données concernant cette partie sont issues du document [i]
1963-1978 : Origine et développement
Plastimo se développe, élargie sa gamme de produits et rentre sur plusieurs
marchés étrangés.
1978-1997 : Partenariat avec JWA
Le groupe Johnson Wax Associates, inc devient actionnaire et prend le
contrôle de la société.
De 1980 à 1986, le groupe connaît une phase de crise pendant laquelle son
effectif passe de 427 à 206. En 1989, la société retrouve son dynamisme et change
de PDG.
1997 : Rachat de Plastimo par les dirigeants
L’entreprise redevient européenne lorsque JWA décide de la revendre. Les
années suivantes sont consacrées à une implantation géographique soutenue en
Europe.
1999-2003 : Croissance externe du groupe Plastimo/ rachat de sociétés :
Les sociétés rachetées sont :
• Amiot (ST-Malo)
•
Moine (Bordeaux)
• Nuova Rade (Gêne, Italie)
•
XM-Yachting
• Accastillage Bernard
•
Max Power (Mandelieu)
•
Goïot (Nantes)
(Mandelieu)
2003 : Plastimo International devient Navimo
Au terme de la saison 2005, le groupe Navimo enregistre un chiffre d’affaire
de 123 millions d’euros, pour 700 salariés en Europe.
Plastimo dispose d’une surface totale de 22 400 m² dont 7 400 m²au siège
de la société situé rue Ingénieur Verrière à LORIENT.
Les entrepôts et le service expéditions occupent une surface de 15 000m²et
sont situés à l’ancienne base des sous-marins.
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3) L’organisation interne
Un organigramme général de la société est disponible en annexe 1 p 1.
La production, en partie basée à Lorient, est assurée par 6 unités :
Ateliers
Couture
Produits fabriqués
Vêtements, gilets et brassières de sécurité, etc
Navigation
Compas magnétique, compas de relèvement
Electronique
Pilote automatique pour barre à roue, barre franche,etc
Radeaux de survie
Moulage
Radeau de survie.
Pièces d’accastillage en plastique ou de sous-ensembles
de pièces montées dans d’autres ateliers.
Montage
Assemblage de toutes les pièces simple ou à caractère
mécanique.
Le département recherche et développement
2% du chiffre d’affaire est consacré à la recherche et au développement du
groupe. Le bureau d’étude compte 10 personnes.
Le bureau d’étude travaille sur l’amélioration de produits existants et sur la
conception de nouveaux produits
L’organigramme du Bureau d’étude et méthodes est présent en annexe 2 p 2.
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II)
Présentation du CONTEST 130
Cette partie du rapport a pour but de décrire la mission qui m’a été proposée
en début de stage. Elle permet également de comprendre la suite car elle présente
en détail la structure et le fonctionnement d’un compas magnétique grâce à un
exemple concret et de nombreuses vues éclatées de l’assemblage.
La seconde partie du stage traitant de la conception d’un nouveau compas, il
semble important de présenter le principe de fonctionnement général de cet outil
de navigation.
1) Qu’est-ce qu’un compas magnétique ?
Définition.
Un compas magnétique est utilisé essentiellement dans le secteur de la
plaisance. C’est un des outils principaux du navigateur, plus particulièrement du
barreur, si bien qu’il a même été rendu obligatoire sur une embarcation
homologuée et est soumis à des normes ISO.
Sa fonction est de donner le cap magnétique suivit par le navire sur lequel il
est installé. Sa rose est graduée de 0 à 359°, de manière circulaire, avec pour
origine le Nord magnétique
Composition
De manière générale, un compas magnétique est composé des sous-ensembles
suivants :
• Un équipage magnétique comprenant une rose graduée soumise à un
couple magnétique grâce à la présence de barreaux métalliques
installés sur sa partie inférieure.
• Un système fixe ou mobile d’une ou plusieurs alidades qui sont les
« marqueurs » du cap à lire sur la rose.
• Une cellule magnétique qui créer une enceinte remplie de liquide dans
laquelle évolue l’équipage.
• Un ensemble de carters et une collerette assurant le montage et la
protection du compas dans son milieu d’utilisation
• De manière optionnelle, pourront être rajoutés des fûts ou des étriers
de montage ainsi que des capots de protection en fonction de la
version du modèle.
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2) Le CONTEST 130 en détail
1. L’équipage magnétique
Le pivot assure la liaison entre l’équipage
magnétique
Et le reste du compas. Il doit permettre
une rotation de la rose avec des
paramètres de frottement proches de
Zéro.
Le support pivot assure la liaison entre la
rose et le pivot
La rose graduée informe le barreur du cap
qu’il suit. Hier fabriquée en aluminium
embouti, elle est amenée à être remplacée
par une rose en plastique injecté qui
remplira à la fois les fonctions de la rose,
du support pivot et du support barreaux.
Le support barreaux assure la liaison entre
les aimants et la rose.
Fig 8 éclaté de l’équipage magnétique
Les aimants sont la clé du système de
compas magnétique : c’est eux qui sont
soumis au couple du champs magnétique
terrestre et qui ramènent perpétuellement
la rose dans l’axe Nord-Sud terrestre.
L’équipage magnétique est le cœur même du compas. C’est ce
sous-ensemble qui permet de renseigner le cap suivi par le
barreur par rapport au Nord magnétique terrestre.
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2. L’ensemble cuve
La cuve reçoit toutes les
autres pièces de
l’ensemble.
Le dôme est injecté en
polycarbonate. Il est très
résistant aux chocs et aux
rayures.
La vis de remplissage permet de fermer le
trou qui a permis de remplir la cuve de
pétrole modifié. Le trou de remplissage
était autrefois repris en taraudage.
Maintenant la vis est rentrée en force.
L’étanchéité est assurée par un joint
thorique.
Fig 9 Eclaté de la cuve
La bride de fixation
membrane assure la
fixation de la membrane
sur la cuve grâce à huit vis
La crapaudine est
une pierre0. Son
point de contact avec
le pivot doit être le
plus petit possible
pour éviter les
frottements
Le support pierre
assure la liaison entre
la cuve et le pivot de
l’équipage magnétique
par l’intermédiaire de
la crapaudine
La membrane en caoutchouc
prévient les fluctuations de
volume du pétrole et évite
la formation de bulle d’air
sous le dôme.
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3. L’ensemble ½ rotules allidades
La demi rotule assure,
avec la demi rotule
port index la liaison
pivot avec le support
pierre.
La demi rotule porte index
accueille la ligne de foi et
les alidades
La ligne foi indique le cap à
lire sur la rose. Elle est
encastrée sur la demi rotule
porte index
Fig 10 éclaté de l’ensemble ½ rotule
alidades
Les index sont inclinés à
45° par rapport à la ligne
foi. Installés sur les
modèles pour voilier, ils
permettent la bonne
lecture du compas lorsque
le barreur est assis au
vent.
4. Le boîtier de compensation
Le couvercle
Les pignons portes aimants
peuvent être orientés de
manière à compenser les
perturbations magnétiques
aux alentours du compas.
La cale permet de
séparer les pignons
La boîte
Fig 11 éclaté du boîtier de compensation
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5. L’assemblage complet
La collerette termine
l’aspect extérieur du
compas et lui permet
de se monter sur une
cloison.
Le joint de
collerette
assure
l’étanchéité
entre la cloison
et le compas
Le cache arrière
fini l’aspect
extérieur du
compas et le
protège des chocs
auxquels ils
pourrait être
soumis depuis
l’intérieur du
bateau.
Fig 12 assemblage complet d’un
compas
L’étrier est présent sur la
version « étrier » du
compas. Il lui permet d’être
fixé soit directement sur
une surface sans la percer,
soit au plafond.
La cellule magnétique
regroupe l’ensemble
rotule/alidades,
l’ensemble cuve et
l’équipage
magnétique.
Le boîtier de
compensation
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6. Les différentes versions du CONTEST 130
La version cloison verticale
s’installe le plus souvent à
l’intérieur du cockpit.
Fig 13 version cloison verticale
La version cloison inclinée
s’encastre dans une cloison dont
l’inclinaison peut aller jusqu’à
15°. Les performances du
compas ne s’en voient pas
altérées grâce à la géométrie
spécifique du support pierre.
Fig 14 version cloison inclinée
La version étrier permet au compas
d’être installé sans percer de trou
d’encastrement et de se monter même
sur un plafond. Sa patte de fixation lui
permet d’être retiré après chaque
sortie en mer ce qui limite le risque de
vol.
Fig 15 version étrier
Chacune de ces versions est également
disponible en noir. Il existe également
un dispositif permettant au compas
d’être installé sur le mât du bateau. Il
est également livré avec un capot de
protection.
Fig 16 capot de protection
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III) Modélisation sur CATIA V5 des plans du compas
CONTEST 130
Avec l’évolution du dessin technique, la société choisit de convertir ses
planches 2D en fichiers numériques à l’aide du modeleur médusa 3D. Il y a
environ 7ans, elle choisit l’utilisation de CATIA. Suite à cette évolution, une
bibliothèque de composants standard est créée dans le but de rassembler la
plupart des pièces conçues (ou utiles à la conception) dans le bureau d’étude.
Ces fichiers servent à la communication de Plastimo avec ses chantiers
notamment lorsqu’ils souhaitent réaliser une maquette numérique de bateau.
Parmi ces pièces restaient à dessiner celles qui composent le compas pour
voiliers CONTEST 130. Ma première mission consista à numériser en trois
dimensions puis en deux dimensions les pièces et les planches de ce compas.
1) Les sources utilisées
Ce travail nécessite d’avoir l’ancienne planche 2D produite de façon
traditionnelle ainsi que la pièce elle-même étant donné que le compas est déjà
vendu depuis de nombreuses années.
2) Les documents produits
1. Le volume de la pièce et les assemblages 3D
A l’aide, essentiellement, des
modules Part Design et
AssemblyDesign, toutes les pièces
du compas ont été modélisées puis
assemblées entre elles dans le but
de recréer plusieurs versions du
produit. En effet, il existe pour un
même compas des variantes de
couleurs extérieures, de formes de
roses, de couleurs de rose.
fig 17 Une Part Design, la cuve
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Un même modèle de compas peut
être montable soit sur étrier soit
sur cloison verticale ou inclinée.
Catia permet de recréer ces
assemblages sans avoir à redessiner
chaque pièce ce qui représente un
important gain de temps.
Fig 18 Un assembly design, la
cellule magnétique
La première partie du travail consiste donc à mettre à jour la bibliothèque de
composants dans le but d’avoir sous la main le modèle numérique des pièces.
2. Le dessin de définition
Le second but de cette mission est de mettre à jour le classeur de planches
2D concernant ce compas.
A l’aide du module Drafting, toutes les planches en deux dimensions ont été
reproduites en essayant de rester le plus fidèle possible à la réalité. Les plans
vont du format A4 au format A1 et sont visibles dans le classeur d’annexes.
Fig 19 Dessin de définition de l’étrier
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3. Les dessins d’assemblage
En plus des dessins de définition, il existait également des dessins d’assemblage
permettant de visualiser la cellule magnétique, le boîtier de compensation ou le
compas entier monté.
Fig 20 Dessin d’assemblage de la cellule magnétique
La page suivante est une planche qui montre l’ensemble des pièces réalisées.
Leurs échelles varient de l’une à l’autre.
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Les nouveaux outils CATIA approchés
1. Le module surfacique
Le module part Design de Catia permet de générer des volumes simples (des
extrusions ou des révolutions) qui peuvent ensuite être soumis à des poche, des
gorges, des rainures, etc. Dans certains cas cet outil est insuffisant.
Par exemple, dans le cas où on veut créer une demi sphère qui en réalité n’est
pas tout à fait sphérique car son diamètre est variable et sa base n’est pas
cylindrique, il faut utiliser le module surfacique du modeleur 3D. C’est le cas du
cache arrière présenté ci-dessous.
Le cache arrière présente des formes gauches
impossibles à générer en mode volumique.
Fig 21 cache arrière
Comment générer une surface complexe ?
Depuis le module Part Design, dans le menu Démarrer, choisir :
Une fois dans le module surfacique, utiliser l’outil balayage. Il s’ouvre alors une
boîte de dialogue. On peut alors choisir de définir la surface grâce à deux courbes
guides associées à un profil.
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Fig22 boîte dialogue
Courbe guide 2
Une fois ces renseignements
donnés, le logiciel génère une
surface de balayage. A partir de
cette surface et d’une extrusion
simple, on peut créer une coupe qui
nous donnera la forme extérieure de
la pièce voulue.
Profil
Fig 23 surface de balayage
Courbe guide 1
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2 Mapper une image
Cet outil a été utilisé pour la sérigraphie de la rose. Pour la collerette, les
sérigraphies ont été réalisées en extrudant sur une toute petite épaisseur les
différents logos ou lettres. Dans le cas d’une rose conique, cette méthode s’avère
faisable mais très compliquée. Le mappage consiste à « plaquer » une image ou une
photo sur le volume de la pièce.
Fig 24 rose sérigraphiée
Comment générer une sérigraphie sur un volume complexe ?
La première étape consiste à prendre une photo de la pièce réelle en
s’assurant que l’objectif de l’appareil est parfaitement dans l’axe de la rose.
Il faut ensuite détourer le cliché sur un logiciel adéquat comme photo shop
ou CorelphotoPaint. Une fois l’image enregistrée en format JPEG, on peut
commencer à l’exploiter sous CATIA.
Ouvrir la part Design de la rose et passer en mode « rendu réaliste » grâce
à cet icône
Définir un matériau pour la pièce
. La rose du CONTEST 130 est en
aluminium embouti. Lorsqu’on utilise cet outil, il s’ouvre cette boîte de dialogue :
Dans l’onglet texture, choisir
« image » et sélectionner le fichier
correspondant à la photo de la rose prise
précédemment.
Un icône sur la droite de la photo
permet alors de choisir le mode « plaquage
plan ». L’image apparaît alors sur le volume
mais n’est pas bien centrée dessus.
La dernière étape consiste donc à
recadrer l’image sur le volume de la pièce à
l’aide des molettes situées sur la partie
inférieure de la boîte de dialogue.
Fig 25 boîte de dialogue catia
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Conclusion
Du point de vue de Plastimo, les pièces, et leurs plans que j’ai produits, viendront
compléter la bibliothèque de composants s’ils sont jugés suffisamment réalistes et
conformes aux planches 2D dessinées traditionnellement.
D’un point de vue personnel, le dessin de l’ensemble des pièces du CONTEST 130
m’a permis de progresser sur le logiciel et surtout de faire un effort de précision,
notamment lors de la phase de création des planches 2D qui restent l’outils de
communication entre le bureau d’étude et les autres départements.
D’autre part, j’ai pu analyser de très près toutes les pièces qui forment un
compas magnétique. C’est un point que je juge important car la deuxième partie de
mon stage consiste à donner des éléments de conception pour un futur compas. Le
fait de connaître les principes de fonctionnement des précédents représente un
avantage certain.
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IV) Etude des compas offshore et Olympic 115
Olympic 100
Offshore 105
Plastimo veut lancer un nouveau compas susceptible de rajeunir la gamme Offshore
et Olympic, respectivement un compas pour bateau à moteur et un pour voilier.
Ce projet commence par une étude des compas concurrents déjà sur le marché.
1) Etude de la concurrence
1. Choix des compas concurrents
Plastimo n’est pas la seule entreprise sur le marché du compas magnétique et
doit donc faire face à une concurrence essentiellement américaine, italienne et
scandinave. Les compas appartenant à une gamme voisine de celle du futur
offshore 115 ont donc été sélectionnés par mon maître de stage dans le but de les
étudier et de faire du produit de Plastimo un rival de taille. La liste des compas
retenue est la suivante :
•
•
•
•
•
Olympic 100 – Plastimo
Offshore 105 - Plastimo
Corsaire IV – Danforth
Saturn A141 – Danforth
Constellation - Danforth
•
•
•
•
SuperSport 1000 - Ritchie
SuperSport 2000 – Ritchie
102 B/H – Silva.
F116 - Suunto
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2. Prises de côtes et renseignements techniques
Pour étudier ces neuf produits, soit ils étaient présents dans le bureau d’étude,
soit les informations recherchées étaient prises sur le catalogue ou le catalogue
en ligne du concurrent. (Voir bibliographie [1] à [6] et [c] à [h]).
Plusieurs documents ont été créés à la suite de cette étude à savoir :
•
Un tableau Excel regroupant le prix de vente du compas,
son type de montage,sa géométrie, des informations sur sa rose,
sur les perçage d’installation et les accessoires livrés à sa vente.
Ce document est destiné au département Marketing car c’est à
lui que revient la validation de certaines lignes du produit. (voir
annexe 4 p 21)
•
A ce document viens s’ajouter un tableau qui récapitule
la géométrie des produits et établie un classement.
•
Un document Word qui reprend chaque compas en détail
à travers une fiche technique détaillée. On y trouve également
un plan de rétrofit qui consiste à réaliser un gabarit
d’installation soigneusement côté pour chaque compas. (voir
annexe 3 p 3 à 20 )
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Que cherche-t-on à savoir grâce à cette étude ?
A propos du diamètre d’encastrement :
Le compas 115 propose une version encastrée, c’est-à-dire qu’on doit
pratiquer un trou dans la cloison pour y loger sa cellule. Si une personne veut
changer de compas, elle pourra choisir un compas dont le trou d’encastrement a un
diamètre supérieur à son précédent. Dans ce cas, elle peut agrandir le diamètre
du logement. Par contre, si ce dernier est déjà supérieur à celui requis il risque
d’empêcher le perçage des trous de vis qui se retrouveront dans le vide. Le
nouveau compas ne pourra donc pas être monté.
Le but est donc de déterminer un diamètre d’encastrement supérieur à
celui des concurrents sans sortir de la gamme visée.
A propos du diamètre du dôme
L’étude du dôme consiste simplement à créer une moyenne des diamètres
de dôme concurrents et de s’en rapprocher le plus en visant les rivaux les plus
directs. Dans notre cas, nous avons choisit de réutiliser un dôme déjà produit
pour les compas précédents notamment le offshore 105. Son diamètre est de
101mm.
A propos du diamètre extérieur de la collerette
Les collerettes des compas installés précédemment ont pu laisser des
traces (joint de silicone, différence d’usure de la cloison, etc). Le fait de prévoir
une collerette de diamètre supérieur à celui des concurrents va permettre de
masquer ces imperfections et éventuellement de cacher les trous de perçage.
A propos du diamètre de position des trous de perçage
La collerette est conçue pour accueillir des vis à des diamètres
différents. La première position correspond parfaitement au diamètre des
perçages de l’offshore précédent pour qu’il puisse le remplacer sans
modifications. La deuxième position devrait correspondre au diamètre de perçage
de son concurrent le plus direct. Ce dernier choix est laissé au département du
marketing.
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3. Validation des côtes du compas
L’étude de la concurrence permet donc de valider plusieurs côtes du compas
dont voici les principales
•
•
•
•
•
•
Diamètre ext collerette :
Diam du dôme :
Position des perçages 1 :
Position des perçages 2 :
concurrent direct)
Diamètre d’encastrement :
Diamètre de la rose :
conique)
153mm
101mm
122mm
(en fonction du
111.6mm
64 mm (plate ou
A partir de ces conclusions, on peut déjà commencer une ébauche de conception
de la cellule magnétique. Chacune des pièces de cette cellule résultera de choix
techniques développés dans la partie suivante de ce rapport.
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2)
Conception du compas
Cette partie du rapport ne prétend pas donner la liste exhaustive des choix
techniques nécessaires à la construction d’un nouveau compas. Le temps consacré à la
partie conception durant ce stage m’a permis d’apprendre comment est prévue la
construction d’un compas et quelles sont les contraintes qui influent sur chaque point
technique.
Après avoir assimilé plusieurs de ces points techniques de production ou
d’assemblage j’ai pu prévoir d’une manière générale les grandes lignes de la cellule
magnétiques.
En suivant le cahier des charges présentées en annexe, j’ai également travaillé
sur l’amélioration de certaines pièces, notamment la liaison cuve/rose.
1. point de départ : le dôme
Le dôme :
Fig 27 dôme de Ø 101mm
Il a été dit précédemment que le dôme de diamètre 101 serait repris. Par
contre, son mode de fixation sur la cuve sera amené à être modifié : actuellement il
est collé à la cuve grâce à un solvant qui entraîne une dissolution des deux matériaux
puis leur soudure. Ce procédé peut présenter des risques pour les opératrices à
cause de l’inhalation du solvant. Sur le point de vu technique, ce collage nécessite un
temps d’immobilisation du compas avant son remplissage de pétrole pour attendre que
le solvant « sèche », ce qui retarde sa production
Afin de palier à ces problèmes, le bureau d’étude opte pour la soudure à
ultrasons.
Principe de soudage aux ultrasons
En ce qui concerne ce procédé de montage, Plastimo travail avec Mécasonic.
Cette entreprise conseil le BE sur les paramètres de réglage de la machine
(fréquence des ultrasons, pressions appliquées sur les surfaces à souder) et sur la
géométrie des pièces à l’endroit de leur point de fusion.
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2. Du dôme à la rose
Fig 28 rose plate et équipage
Une fois que le diamètre du dôme est validé, c’est sur la rose qu’il va falloir
faire des choix car c’est de ces choix que vont résulter ceux des autres composants.
Récemment, la rose a été au centre d’évolutions techniques importantes : hier
emboutie à partir d’une feuille d’aluminium, elle sont aujourd’hui obtenues grâce à un
procédé d’injection plastique. Cette méthode permet de rassembler en une seule
pièce la rose, le support pivot et le support barreaux. Seul petit inconvénient, la
sérigraphie est de qualité inférieure.
Le diamètre de la rose a été choisi au préalable mais plusieurs paramètres
restent encore à déterminer.
NB : il existe un modèle intermédiaire ente la rose en aluminium et la rose
injectée décrite précédemment. C’est également une rose injectée mais elle ne
remplace pas le support pivot qui lui vient se cliper dessus. Cela permet au support
pierre de venir s’assembler par le dessus de la rose. Le protocole d’assemblage de
l’équipage magnétique avec une nouvelle rose doit encore faire ses preuves.
Les choix sont donc les suivants :
• Une rose conique+une rose plate
• Un diamètre de 64mm
• Réalisée en plastique injecté
• Remplace la rose en aluminium, le support pivot et le support barreaux
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3. Les pièces satellites de la rose
Les barreaux
Compte tenu de la taille de la rose, il faut prévoir des barreaux (aimants)
de3*25 mm en Alnico
Le pivot
Etant donné que la rose reprend la structure centrale de celle dont le
diamètre est de 57.5mm, on reprend le même pivot qui est le n°1.
Le porte-index
C’est le porte index de l’Olympic 100 qui a été conservé mais cette décision est
tout à fait arbitraire. Elle pourrait être soumise à des modifications.
Les alidades
Les alidades de l’olympic 100 sont trop petites pour être montées avec une
rose de diamètre 64mm. Elles ont donc été modifiées toutes en leur laissant la
possibilité d’être compatible avec le porte index de ce compas.
4. La cuve
Fig 29 Ebauche de cuve
5. Les pièces satellites de la cuve
Membrane
Bride de membrane
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6. Le support pierre
Le support pierre est une pièce importante. C’est la liaison entre l’équipage
magnétique et la cuve. Le système a cependant évolué car cette liaison est devenue
très différente entre les compas pour bateau à moteur et les compas pour voilier.
C’est notamment sur cette pièce que j’ai essayé d’apporter de nouvelles
solutions, raison pour laquelle cette sous partie est plus longue que les autres.
Quels systèmes trouve-t-on actuellement sur les compas ?
Le SP (Support Pierre) pour
vedettes est le plus simple des deux. La
crapaudine est logée sur sa partie
supérieure. Il garantit un assemblage
fixe qui résiste convenablement aux
vibrations d’un moteur puissant
Fig30 Exemple de support
Sur version motorisée
Fig 31 Exemple de support sur version à
voile
Le SP pour voilier est beaucoup plus compliqué. Ce n’est pas lui qui assure la
liaison cuve/équipage magnétique. Les deux plots sur sa partie supérieure lui
permettent d’être montés en pivot sur des demis rotules qui elles assurent la liaison.
Il accueille, en plus de la crapaudine, les trois alidades. Les pièces dernièrement
citées forment alors un ensemble mobile qui s’adapte à la gîte du bateau et reste par
conséquent dans l’axe de la rose. Cela lui confère un meilleur fonctionnement et une
lecture du cap plus agréable.
Par ailleurs, il faut savoir qu’un modèle de compas peut être soit à rose plate,
soit à rose conique. Or, elle ne se situe pas à la même hauteur dans la cellule. Il faut
donc deux SP pour le même compas. Cela implique un investissement supérieur en
moules d’injection par rapport au cas où on n’aurait besoin que d’un seul SP.
En bilan, pour les versions Olympic et offshore, nous avons quatre supports
pierre différents ainsi que deux cuves respectives aux deux compas.
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Comment améliorer ce système de support ?
On cherche à créer un compas Olympic et un offshore. Il paraît compliqué
d’imaginer un support commun aux deux modèles. En effet, l’un accueille une
crapaudine mobile et l’autre une fixe. Cependant, il serait intéressant de faire en
sorte que la cuve qui les accueille soit la même. Il faut donc, en parallèle, se pencher
sur le pont de fixation de la cuve.
Conception du support pierre 1
Cette pièce doit répondre au cahier des charges suivant :
•
•
•
•
•
Etre démoulable. Géométrie compatible avec le procédé
d’injection plastique.
Etre suffisamment résistante
Montée par clipage
Assurer le bon positionnement des roses conique et plate.
C’est le respect de ce point qui engendrera une
amélioration.
Respecter les normes ISO auxquelles sont soumis les
compas (ne pas gêner le débattement de la rose : 30°
d’inclinaison) Plastimo s’engage à prévoir 40° de liberté.
Résultat de la recherche
Cette pièce respecte le cahier des
charges ci-dessus
Fig 32 Idée de support pierre pour la version
Offshore
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Fig 33 Position basse pour rose plate
fig 34 Position haute pour rose conique
Support pierre dans son environnement
Ce système engendre une conception différente de la cuve par rapport aux
modèles précédents.
• Le pont, qui doit rester démoulable, propose deux étages de fixation.
• Sa géométrie permet de prévoir la présence du porte index de la
version Olympic.
• Le support possède un système de clipage latéral.
• La géométrie de la tige assure une résistance et une possibilité de
débattement pour la rose suffisantes.
• La partie supérieure qui accueille la crapaudine effectue une rotation
de 180° lors du changement de position mais reste coïncidente avec
l’axe de la cuve.
Bilan
Ce système apporte les avantages suivants :
•
•
•
Pas d’utilisation de solvant pour le collage du support. Propreté dans l’atelier+
pas de temps d’immobilisation du compas pour séchage du solvant.
Un seul support pierre pour les deux versions offshore (rose plate, rose
conique)
Une seule cuve entre les modèles Offshore et Olympic
Ce système présente les inconvénients suivants :
•
•
Difficulté d’adapter un support pour Olympic à cause de la rotation à 180°
(la partie supérieure du support est une demi-rotule)
Géométrie compliquée et peut ésthétique.
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A ce moment de la conception, il faut savoir que la pièce développée dans les
pages précédentes est laissée de côté et qu’on entame une nouvelle recherche qui
pourrait satisfaire la cahier des charges de manière plus efficace.
Conception du support pierre 2
Cette pièce doit répondre au cahier des charges suivant :
•
Etre démoulable. Géométrie compatible avec le procédé
d’injection plastique.
•
Etre suffisamment résistante
•
Montée par clipage
•
Assurer le bon positionnement des roses conique et plate. C’est le
respect de ce point qui engendrera une amélioration.
•
Assurer le bon positionnement du porte index et des alidades
montées dessus. (charge supplémentaire par rapport à la version
Offshore)
•
Respecter les normes ISO auxquelles sont soumis les compas (ne
pas gêner le débattement de la rose : 30° d’inclinaison) Plastimo
s’engage à prévoir 40° de liberté.
La recherche en relation avec ce cahier des charges a amené une solution qui
pourrait remplacer efficacement celle proposée dans la partie précédente au sujet
du modèle Offshore.
Résultat de la recherche
Fig 35 Support pour version Offshore
Fig 36 Support pour version Olympic
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Fig 37 Support pour Olympic en position basse
Fig38 Support pour Olympic en position haute
Fig 39 Support pour Offshore en position Basse
Bilan
Ce système apporte les avantages suivants :
•
•
•
•
•
Pas d’utilisation de solvant pour le collage du support
Un seul support pierre pour les deux versions offshore
Un seul support pierre pour les deux versions olympic
Une seule cuve entre les modèles Offshore et Olympic
Débattement important pour la membrane (absence de pont) (étant donné le
nombre de pages limité de ce rapport je choisi de ne pas expliquer ce point)
Ce système présente les interrogations suivantes :
•
Problème de porte-à-faux du support qui pourrait engendrer une mauvaise
tenue aux vibrations sur la version offshore.
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7. Ce qu’il reste à faire
Au sujet de la conception générale
Beaucoup de choix restent encore à déterminer. L’étude d’un compas s’échelonne sur
plusieurs mois. Les études que j’ai réalisées pourront servir de bases de travail pour le
bureau d’étude.
Au sujet de l’étude sur les supports pierre
La deuxième solution semble être la plus prometteuse. Cependant, une des premières
choses à faire serait de réaliser un prototype dans le bon matériau et de le soumettre à
un test sur banc de vibrations.
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Conclusion générale
Cette expérience professionnelle en Bureau d’étude est la première à
m’avoir donné une idée quasiment exacte du genre de métier qui fait le futur d’un
étudiant en Génie Mécanique.
Pour faire le lien entre l’apprentissage scolaire et l’évolution en entreprise,
je n’ai pas utilisé de connaissances ou d’outils précis assimilés en cours pour
remplir mes missions (hormis l’utilisation du modeleur 3D CATIA). J’ai été étonné
que la conception d’une pièce tienne plus d’une logique technique générale ensuite
confirmée ou révoquée par des séries de tests et ne fasse pas appelle à plus
d’outils de calcul, de dimensionnement, etc.
En ce qui concerne la partie modélisation de mon stage, j’ai été sensibilisé
par la rigueur que requiert un plan pour pouvoir être exploité. Etant donné que les
pièces que je devais modéliser étaient plus complexes que celles que j’avais
l’occasion de dessiner, il m’a fallut apprendre comment les réaliser tout en
rendant un travail exploitable par l’entreprise. C’est pourquoi j’ai souvent
effectué des retours en arrière.
A propos de la partie conception, c’est une phase qui m’a permis d’acquérir
de la rigueur et un sens de l’organisation meilleur que celui que j’avais en début de
stage. En effet, étant donné que je n’avais pas de but précis, de finalité, il m’a
fallu cibler des voies de travail pour ne pas survoler chaque point technique du
compas sans jamais tirer de conclusion à leur propos J’ai également été
confronté à la nécessité et la difficulté de communiquer ses idées à son
entourage, d’échanger à plusieurs sur des thèmes techniques complexes et faire
comprendre les sujets à des non-initiés.
Du point de vu de Plastimo, les idées que j’ai présentées en fin de stage
continueront à être étudier et pourront faire l’objet d’évolutions sur les prochains
compas.
Enfin, ce stage m’a permis de confirmer mon projet professionnel. J’espère
pouvoir évoluer dans le monde des sports nautiques au sein d’une petite
entreprise, voire d’une très petite entreprise.
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Bibliographie
Les sites internets
[1] http://www.plastimo.com/fr/ « site de Plastimo »
[2] http://www.rivieragenova.it/ « site de riviera »
[3] http://www.danforthcompass.com/ « site de Danforth »
[4] http://www.ritchienavigation.com/ « site de Ritchie »
[5] http://www.suunto.com/ « site de Suunto »
[6] http://www.silva.se/ « site de Silva »
Les documents papier
[a] AFNOR, norme ISO 10316, réglementation sur la construction des compas magnétiques
[b] AFNOR, norme ISO 613, réglementation sur la construction des compas magnétiques
[c] Plastimo, Catalogue des produits Plastimo
[d] Riviera, catalogue des produits Riviera
[e] Danforth, catalogue des produits Danforth
[f] Ritchie, catalogue des produits Ritchie
[g] Suunto, marine product catalogue, catalogue des produits Suunto
[h] Catalogue des produits Silva
[i] Plastimo, livret d’accueil
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