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Dossier cahier des charges canne de randonnée autoéclairante page 1/12
BACCALAUREAT SCIENTIFIQUE OPTION SCIENCES DE L’INGENIEUR
PROJET PLURITECHNIQUE
CANNE DE RANDONNEE ECLAIRANTE
AUTORECHARGEABLE
CAHIER DES CHARGES
Session 2013 / 2014 Lycée Jacques PREVERT
CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL
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1. PRESENTATION GENERALE DU PROJET
Contexte général du produit et énoncé du besoin La randonnée pédestre est une activité de loisir de plus en plus pratiqué, notamment par les retraités. Pour améliorer leur confort lors des randonnées, des cannes de randonnée sont proposées sur le marché, dont certaines équipées d’un système éclairage intégré alimenté par piles, permettant de débuter la randonnée de nuit. Dans le contexte actuel de développement durable, il devient nécessaire de limiter la consommation de piles qui sont des composants fortement polluants et difficiles à recycler. On se propose ici de développer une canne de randonnée éclairante dont la source d’énergie du système d’éclairage se recharge lors de l’utilisation de la canne.
2. L’ENONCE DU BESOIN (UTILISATION DE LA METHODE APTE (NORME AFNOR)
L’objectif de l’analyse du besoin est de valider l’émergence du besoin né d’idées, de perceptions du marché ou d’insatisfactions client, en passant par les phases d’expression et de validation. 2.1. Expression du besoin Dans quel but ?
Créer un point d’appui et éclairer le chemin
A qui (à quoi) le produit rend-il service ? Sur qui (sur quoi) le produit agit-il?
Produit
Dans quel but le produit existe-t-il ?
Randonneur dans des conditions nocturnes
Confort du randonneur
CANNE DE RANDONNEE ECLAIRANTE
Poignée de canne de randonnée avec
système d’éclairage intégré orientable
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2.2. Validation du besoin
Il s’agit d’un questionnaire destiné à valider l’existence du besoin : - en exprimant le but et les raisons qui lui ont donné naissance, - en recherchant les cas d’évolution ou de disparition susceptibles de rendre le besoin obsolète.
- Pour les randonnées de nuit une lampe est nécessaire. La canne éclairante permet d’éclairer le parcours du marcheur.
- Les piles et accumulateurs sont chers et peu écologiques. Une canne autorechargeable s’avère très pratique car aucune énergie autonome de type chimique n’est utilisée.age portatif.
- Pour faciliter la marche du randonneur. - Pour éclairer le parcours du randonneur. -- Pour avoir un produit qui intègre la canne et la lampe. - Pour avoir une canne a énergie autonome qui se recharge seule grâce aux mouvements du randonneur. - Parce qu’il est nécessaire de concevoir des cannes de randonnée high-tech relativement concurrentielles pour équiper le grand public.
- Ce besoin ne peut disparaître pour l’instant car la randonnée est une discipline très pratiquée à l’heure actuelle. Les cannes de randonnée sont très utilisées, et de plus en plus les cannes éclairantes pour les parcours de nuit.
- demandant un recyclage total des produits. - es serrures à clés traditionnelles au profit …
ables d’actualité mais une tendance se profile vers l’utilisation d’énergie propre. ( - Peu probable - Ceci n’est pas d’actualité. - Pas d’évolution a court terme. - Pas de disparition du besoin.es à clés traditionnels. à moyen terme.
- Le besoin est validé à moyen terme.
Pourquoi ce besoin existe-t-il ? (causes, origines, …)
Pour quoi ce besoin existe-t-il ? (dans quel but, finalités, …)
Qu’est ce qui pourrait faire évoluer ou disparaître ce besoin ?
Quelle est la probabilité de l’évolution ou de la disparition du besoin ?
Conclusion sur la validité du besoin ?
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3. EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN
3.1. Identification des fonctions de service Définition de la liste exhaustive des éléments (personnes, équipements, matières, etc) et contraintes
qui constituent l’environnement du produit au cours de sa vie en situation d’agir sur lui ou de subir ses actions.
FP1 : Permettre à l’utilisateur de prendre un appui supplémentaire
FP2 : Eclairer le chemin de randonnée
Fonctions principales
FC1 : Etre ergonomique dans son utilisation FC2 : Etre autonome en énergie FC3 : Résister au milieu ambiant FC4 : Résister à une chute sur le sol FC5 : Respecter les normes et réglementations
FC6 : Etre esthétique
Fonctions complémentaires et contraintes
Graphe des interactions (APTE®) : Phase d’utilisation
Canne de randonnée
Sol
Normes et réglementations
Milieu ambiant
FP1 FC1
FC5
FC6
FC3
FC2
FC4
Chemin de randonnée
Randonneur
FP2
Obscurité
Energie Etre esthétique
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3.2. Phases de fin de vie et d’élimination du produit
FC8 : Faciliter le démontage des pièces FC9 : Faciliter le tri des pièces
FC10 : Etre recyclable
Fonctions complémentaires et contraintes
Triage
Démontage Recyclage
FC8
FC9 FC10
Graphe des interactions (APTE®) :
Phases de fin de vie et d’élimination
Canne de randonnée
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4. CARACTERISATION DES FONCTIONS DE SERVICE
Ci-dessous est présentée sous forme de tableau la caractérisation des fonctions de services : critères, niveaux et flexibilité, restreint aux composantes de limite d’acceptation et classe de flexibilité (taux d’échange non présenté).
Fonctions de service
Critères Niveaux
Flexibilité
Limite d’acceptation
Classe
FP1 : Permettre à
l’utilisateur de prendre un appui supplémentaire
Effort 500N mini f3
FP2 : Eclairer le chemin de
randonnée
Intensité lumineuse 8000 mca f3
Orientation du faisceau Réglable f0
Plage de réglage De 0° à -90° +/-5° f3
FC1 : Etre ergonomique
dans son utilisation
poids 500g maxi f3
Hauteur réglable : - Hauteur minimale : - Hauteur maximale :
0,65 mètre 1,35 mètre
maxi mini
f0 f0
FC2 : Etre autonome en
énergie
Nature de la source d’énergie Rechargeable f0
Rechargement de la source d’énergie
Lors de l’utilisation de la canne (marche)
f0
Autonomie hors utilisation (hors marche)
2 heures mini f3
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Fonctions de service
Critères Niveaux
Flexibilité
Limite d’acceptation
Classe
FC3 : Résister au milieu
ambiant
Rayonnement UV Moyen maxi f0
Luminosité 1500 lux mini f0
Taux hygrométrique 100% mini f0
Température de -20° à +60° mini f1
Taux de poussière Faible f0
Indice de protection IP57 f0
FC4 : Résister à une chute sur le sol
Hauteur de chute 1 m mini f1
Matière sol Béton f1
FC5 : Respecter les
normes et réglementations
f0
f0
FC6 : Etre esthétique
Formes f3
Coloris f3
FC7 : Faciliter le
démontage des pièces
Démontage Manuel sans ou avec outillage standard
f1
FC8 : Faciliter le tri des
pièces
Identification des matériaux utilisés
visuel f0
FC9 : Etre recyclable
Taux de recyclage maximal f0
Critères économiques Ci-dessous sont présentés les critères économiques relatifs à la canne de randonnée à développer :
- Prix de vente envisagé : 45 € - Série : 10000/an sur 3 ans
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5. ARCHITECTURE FONCTIONNELLE DE LA CANNE DE RANDONNEE
Ce schéma bloc fonctionnel présente la structure de la chaîne d’action retenue la canne de randonnée qui se limite à une chaîne d’énergie.
Critères d’appréciations : caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une contrainte respectée Niveaux d’appréciations : grandeur repérée sur une échelle adoptée pour un critère d'appréciation d'une fonction Flexibilité : ensemble d'indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de moduler le niveau recherché pour un critère d'appréciation ; Classe de flexibilité : indication littérale placée auprès d'un niveau d'un critère d'appréciation, permettant de préciser son degré de négociabilité ou d'impérativité ; Limites d'acceptation : niveau de critère d'appréciation au-delà duquel le besoin est jugé non satisfait.
Alimenter en
énergie électrique
Accumulateur Interrupteur Diode
électroluminescente
Distribuer l’énergie
électrique
Convertir l’énergie électrique en
énergie lumineuse
Ordre utilisateur Chemin sombre
Eclairer le chemin devant l’utilisateur
Chemin éclairé
Chaîne d’énergie
Convertir l’énergie mécanique en
énergie électrique
Génératrice de courant continu
Energie
mécanique
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6. DESCRIPTION DU PRODUIT – DIAGRAMMA FAST
Organisation fonctionnelle du produit
FAST de description du produit à compléter
FP1 Permettre à l’utilisateur de prendre la canne en main pour prendre appui
FT1 Mettre en contact la main de l’utilisateur avec la canne
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
FC1 Etre ergonomique dans son utilisation
FT5 Limiter le poids de la canne de randonnée
FT6 Adapter la hauteur de la canne à l’utilisateur
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
FP2 Eclairer le chemin de randonnée
FT2 Alimenter en énergie électrique
FT3 Distribuer l’énergie électrique
FT4 Convertir l’énergie électrique en énergie lumineuse
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
Elève 1
Elève 3
Elève 4
Elève 2
Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (accumulateur, super condensateur…)
Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (interrupteur, bouton poussoir…)
Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (Leds, ampoules… )
FC2 Etre autonome en énergie
FT7 Utiliser une source d’énergie rechargeable
FT8 Recharger la source d’énergie
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
Note : Déterminer la géométrie de la poignée et les matériaux la composant…
Note : La canne vendue dans le commerce a une hauteur réglable.
Note : Déterminer le type de composant et ses caractéristiques (accumulateur, super condensateur…)
Note : Déterminer la génératrice courant continu qui rechargera la source d’énergie. Mettre en place un protocole d’essais.
Note : Déterminer la solution permettant la réalisation de la poignée et la liaison de cette poignée éclairante au bâton.
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FC3 Résister au milieu ambiant
FT9 Assurer l’étanchéité
FT10 Résister à la température
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
FC3 Résister a une chute sur le sol
FT5 Garantir l’intégrité des éléments en cas de choc.
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
FT11 Résister au rayonnement UV
Elève 1
Elève 2
Elève 3
Elève 4
Note : Déterminer la forme du boîtier de la poignée et les solutions techniques adaptées pour qu’il soit étanche.
Note : Déterminer les matériaux et les composants pour que la poignée supporte les critères imposés par cette fonction.
Note : Déterminer les matériaux pour que la poignée résiste au rayonnement UV.
Note : Déterminer des assemblages adaptés pour que la poignée résiste à une chute sur le sol.
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7. INDICE DE PROTECTION
Indice de protection (degré de protection), c’est le degré de protection qui caractérise l’aptitude d’un matériel à supporter les deux influence externes suivantes :
pénétration de corps solides et protection des personnes pénétration de l’eau
L’IP comporte 2 chiffres relatifs respectivement à ces deux influences externes. Il est attribué au matériel à la suite d’une série d’essais définis par la norme NF EN 60.529. Le degré de protection IP doit toujours être lu et compris chiffre par chiffre et non globalement. Au plan français, un troisième chiffre, facultatif, peut être mentionné par le fabricant (Norme NF C 20-010.) Une lettre optionnelle peut compléter les deux chiffres de l’IP. Elle indique l’aptitude de l’enveloppe à protéger les personnes contre l’accès aux parties dangereuses.
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8. NORMES ELECTRIQUES
Les matériels ou appareils électriques doivent être conformes à la Norme internationale IEC international standard et aux normes particulières qui les concernent. Il est rappelé que les marques ou certificats de conformité constituent des présomptions de conformité à la réglementation.
la Norme internationale IEC ( CEI ) international standard Le système IEC est constitué d’une norme générique et de normes filles par secteur d’activité.
Exemples extraits de la norme : IEC 60598-2-10 : Luminaires portatifs pour enfants
IEC 61 215 : Modules photovoltaïques pour application terrestre IEC 60 840 : Câbles d'énergie à isolation extrudée IEC 60 601 : Matériel équipement électrique IEC 60603-7-7: Connecteurs
Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission
Lettre supplémentaire (option) information spécifique.
Lettre additionnelle, (option) protection des personnes contre les accès aux parties dangereuses.
Code IK : protection contre les chocs mécaniques (NF EN 50-102)