PCIS 2021/2022 P42

De Projets Polytech'Lille
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Première partie : Définition du projet

Partie à compléter avant le 15 septembre

Généralités

2021 P42 equipe.png

Nom du produit : Electro-FIT

Nom du groupe : Electro-Tech

Membres de l'équipe

  • REVILLON Alexandre IS3
  • REYNAT Camille GBA3
  • ROUX Emma MECA3
  • RIDREMONT Tanguy SE3
  • SAGUER Yacine GC3
  • THOMAS Gabriel SE3
  • YVERNEAU Lohan MECA3

Description-résumé (20 lignes max)

De nos jours, la consommation d’énergie mondiale atteint des niveaux insensés et ne cessent de croître. Ceci couplé à l’urgence de la situation climatique globale, fait de la production d’énergie un enjeux central pour le futur. Chaque économie d’énergie n’est pas vaine, nous pouvons grappiller des ressources pour enrailler ce changement.

De nombreuses sources naturelles d’énergie sont inutilisées ou perdues. Quand vous faites du sport, vous pouvez aussi participer à changer les choses. Pourquoi gaspiller son énergie à pousser des poids dans une salle ? C’est dans ce but que le projet Electro-FIT a été initié par l’équipe d’Electro-Tech. L’objectif de ce dispositif est de remplacer les machines de sport des salles de musculation et de transformer l’énergie musculaire en électricité.

Electro-FIT se base sur le principe de la dynamo. En tirant sur une poignée, l’utilisateur entraînerait un mécanisme de rotation afin de transmettre cette énergie à la dynamo qui produirait de l’électricité. Cette dernière pourra ensuite être redirigée pour alimenter divers appareils. La quantité d’énergie produite serait affichée pour rendre compte l’utilisateur de son effort.

Organisation de l'équipe & Rédaction du concept

Répartition des rôles et charte de travail

La composition de l’équipe et fonction

  • Chef de projet : Camille REYNAT
  • Équipe technique : Lohan YVERNEAU et Tanguy RIDREMONT / Alexandre REVILLON
  • Équipe Business Plan : Gabriel THOMAS/ Alexandre REVILLON
  • Équipe communication :Emma ROUX et Yacine SAGUER


Les valeurs de l’équipe sont le respect, la cohésion, le dynamisme, l'efficacité ainsi que l'innovation.

Les modes de fonctionnement/organisation : Travail lors des séances et communication sur Messenger en dehors des heures programmées et pour transmettre les différents documents.

Les droits et devoirs de chaque participant :

  • j’ai le droit d'exprimer mon point de vue
  • je m’engage à mener à bien le projet et respecter les opinions des autres

Auto-évaluation : Je saurai que nous avons bien travaillé ensemble si le projet est mis à bien grâce à la participation de toute l'équipe.

Déposer votre charte au format PDF ici.

Notre charte de travail en équipe

Description détaillée

  • Clients et bénéficiaires

Professionnels et gérants de salle de sport/propriétaire d'une salle de fitness souhaitant ajouter une touche "Green" à leur entreprise pour attirer une nouvelle clientèle ou faire des économies d'énergie pour la salle de sport si le modèle est installé à grande échelle. La salle de sport peut également permettre à ses clients de charger leurs appareils et donc de proposer un service supplémentaire. Possibilité de vendre le modèle à des particuliers (plus petits modèles) pour produire de l'énergie chez soi

  • Modèle économique

La vente s'effectue essentiellement par internet (site web). Vente "mineure" dans une boutique physique bien située servant de vitrine de marque. L'entrepôt de l'entreprise est situé en périphérie de ville.

  • Moyens humains et matériels à réunir pour démarrer

L'entreprise devra bénéficier de locaux afin de stocker les pièces, les produits finis et réparer les équipements déjà vendus. La vente étant effectuée en ligne, un magasin physique n'est pas nécessaire mais il faut assurer les livraisons à l'aide d'un transporteur.

Positionnement par rapport à deux concurrents

  • Analyse du premier concurrent

The green micro gym (États-Unis) : adaptation de vélo pour produire de l'électricité : 2000€ (vélo plus banc) 1200€ pour le banc seul.

  • Analyse du second concurrent

Athlex (France) : propose une gamme d'équipement de sport, ECO-POWR : Tapis, vélos auto-alimentés (possibilité de brancher les équipements à une prise de courant pour renvoyer le surplus d'énergie).

  • Notre différenciation

Ce qui nous différencie des concurrents est notre produit. Nous proposons des "rameurs" permettant de produire de l'énergie contrairement aux autres entreprises qui ne fabriquent pas ce type de machine.

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

  • Description de l'utilisateur type

L'utilisateur type est un adhérent d'une salle de sport désirant charger un appareil (téléphone) tout en faisant du sport.

  • Scénario d'utilisation du produit

L'utilisateur utilise une machine de type rameur, il tire la poignée qui est ramenée à l'aide d'un ressort, l'énergie mécanique est alors transférée, par l'intermédiaire d'une roue dentée, à une dynamo pour produire de l'électricité. L'utilisateur a la possibilité de modifier la force du module afin de produire plus d'électricité (réduction de couple). La personne effectue ainsi son sport comme avec une machine standard mais produit de l'électricité.

  • Service après-vente

Garantie constructeur durant 2 ans. Possibilité de réparation hors garantie par notre SAV. Possibilité de prêt de matériel de remplacement lors d'une réparation.

Analyse du projet

Réponse à la question difficile

  • Qu'est-ce que le rameur peut alimenter?

Le rameur peut servir à alimenter un téléphone portable, une batterie externe ou tout autre petit objet électronique. Il pourrait même éventuellement, à l'échelle d'une salle de sport, servir à fournir une partie l'électricité nécessaire à l'éclairage.

  • En combien de temps le rameur est-il rentabilisé grâce à la production d'énergie ?

En théorie, si le prix de vente est de 100€, le rameur se rentabilise au bout de 3 mois d'utilisation de la machine en non-stop.

  • Clientèle visée (petite salle de sport ou grande chaine) ?

La clientèle visée sera, dans un premier temps, les grandes chaines de salle de sport. Cela permettrait d'avoir une implantation bien plus importante si une des grandes chaines souhaite s'équiper de nos rameurs.

  • Démarcation avec les concurrents ?

La démarcation principale de notre projet par rapport à nos concurrents est l'appareil de sport sur lequel nous souhaitons réaliser ce système de récupération d'énergie. En effet, pour l'instant, seuls les vélos, tapis de course et steppers utilisent un système similaire.

Choix du POC

Le POC que nous avons décidé de produire est un prototype de rameur. Le dispositif sera composé de plusieurs parties :

  • La partie mécanique, qui sera composée d'une poignée reliée par une chaine à une roue arrière de vélo. L'autre extrémité de la chaine sera fixée à un tenseur permettant à la poignée de revenir après avoir fourni un effort.
  • La partie électrique est assignée à la récupération de l'énergie mécanique en énergie électrique. Elle sera composée d'une dynamo entrainée par la roue de vélo à l'aide d'une courroie. L'énergie produite sera mesurée par une Arduino pour permettre à l'utilisateur de voir la quantité d'énergie produite.

Préparation du POC

Pour la réalisation de notre POC, nous allons avoir besoin des matériaux suivant :

Seconde partie : Réalisations

Dossier technique de la preuve de concept

Compte-rendu de la réalisation du POC

Présentation du POC

Le POC du projet Electrofit est un prototype de rameur récupérant l’énergie mécanique dépensée lors de l’activité sportive en la transformant en énergie électrique.

En se servant du rameur, l’utilisateur tire la poignée qui, par l’intermédiaire d’une chaîne, entraîne la rotation d’une roue de vélo. Si l’utilisateur lâche la poignée, elle est ramenée à sa position d’origine avec un tendeur (Sandow). Le mouvement de rotation de la roue est ensuite transmis à une dynamo produisant à son tour de l’électricité. Afin de mesurer la puissance générée, nous relions la dynamo à une LED ainsi qu’à un diviseur de tension. Ce diviseur de tension permet de mesurer le voltage sortant grâce à la carte Arduino sans excéder 5 volts. La tension mesurée est ensuite traitée par la carte puis les données sont envoyées à un programme Python affichant le voltage et la puissance.


Evolution du projet et problèmes rencontrés

Notre projet a dû être repensé et adapté afin de pallier aux contraintes que nous avons pu rencontrer. En effet, suite à un problème de livraison de matériaux commandés chez certains fournisseurs, plusieurs pièces manquaient au commencement du projet. Ce fut le cas d’une chaîne de vélo, d’une courroie et d’un tendeur. Nous avons donc remplacé certains éléments par des pièces disponibles à Polytech et en acheter d'autres car indispensables à la réalisation.

La dynamo fournie initialement consistait en un moteur fonctionnant en générateur de courant continu. Cependant, ce dispositif ne permettait pas de tirer pleinement partie du rameur. Nous avons donc décidé de changer ce composant en le remplaçant par une dynamo de vélo produisant du courant alternatif. Le circuit électronique a donc évolué pour s'adapter à ce changement. Le signal alternatif passe à travers un pont redresseur permettant de transformer les tensions négatives en tensions positives. Ensuite, un condensateur branché en parallèle permet de lisser la courbe de tension pour avoir du courant continu (voir schéma électrique).


Schéma réalisés

Brouillon et ébauche:

PCIS gr42 ebauche1.png PCIS gr42 ebauche2.png

Schéma électrique du premier et deuxième circuit:

PCIS gr42 schema electrique.png PCIS g42 Schema electrique v2.png

Modèle 3D :

3dmodel1.PNG 3dmodel2.PNG 3dmodel3.PNG

Résultats et Bilan

Fonctionnement du rameur


Le POC du projet ElectroFit se compose de plusieurs parties distinctes :

- Partie mécanique : Il s'agit d'une planche en bois sur laquelle est posé un support en métal composé de deux assemblages triangulaires. La roue de vélo est en appui sur les supports métalliques permettant un mouvement sans friction. Une chaîne de vélo est reliée par une extrémité à un ancrage en U par l'intermédiaire d'un sandow, et de l'autre à une poignée. Ce système permet à l'utilisateur de tirer la poignée qui sera ramenée à son point de départ à l'aide du tendeur.

POC p42 vue cote.JPG POC p42 vue dessus.JPG POC p42 vue face.JPG


- Partie électronique : L'énergie cinétique de la roue est récupérée par la dynamo de vélo. Cette dernière est branchée en parallèle à un pont redresseur, qui transforme le signal alternatif en signal continu. En passant par ce pont, la partie négative du signal d'entrée sinusoïdal est inversée, permettant ainsi un signal de sortie positif. Le circuit est connecté à un condensateur en parallèle permettant la stabilisation de la tension de sortie. Un ensemble LED/résistance est branché en sortie du système de stabilisation pour prouver qu'il y a génération d'électricité.

PCIS g42 Schema electrique v2.png

- Partie Arduino : Bien qu'une LED ait été allumée, il est intéressant de voir la quantité d'énergie produite. Pour cela, nous avons connecté en parallèle à la sortie, un pont diviseur constitué de deux résistances en série (10 et 100 kOhms). Ce pont permet de ne pas excéder une tension de sortie de 5V afin de ne pas endommager la carte Arduino  connectée en parallèle à la résistance de 10 kOhms. En connaissant les caractéristiques du pont diviseur, on en déduit alors la tension aux bornes du condensateur.

PCIS gr42 circuit arduino v2.jpg


- Partie informatique : La carte Arduino est programmée pour mesurer la tension aux bornes du circuit de stabilisation. Cette tension est calculée grâce aux caractéristiques du pont diviseur. Nous pouvons ensuite en déduire la valeur de la puissance générée. Les données une fois traitées sont envoyées à un ordinateur affichant les valeurs de tension et de puissance générées par le système.

POC p42 python.JPG POC p42 programme selection port.PNG POC p42 programmation interface.jpg POC p42 programmation deconnexion.jpg


Analyse et bilan


PCIS gr42 pocfonction.jpg PCIS gr42 resultats.jpg

En l'état actuel, voici les résultats fournis par le projet Electrofit :

La dynamo produit environ 1W d'énergie. Cette quantité d'énergie est suffisante pour allumer une LED, mais est incapable d'alimenter convenablement un composant plus élaboré. Malheureusement, notre projet n'a pu fournir autant d'énergie que prévu initialement. De par la présence de pertes, la puissance fournie par l'utilisateur ne peut pas être complétement récupérée.

Cependant, nous avons pu pleinement tirer partie des composants à notre disposition. L'idée de produire de l'énergie grâce à l'effort physique est donc réalisable.

Business Model Canvas

Le marché

Le marché est composé principalement par les salles de sport souhaitant proposer une alternative écologique à leur usager. Il est aussi possible pour un particulier d'acheter ce produit, en revanche ça ne sera pas le secteur principale visé.

La stratégie commerciale et la communication

La stratégie commerciale repose sur le démarchage des salles de sport, avec présentation du produit à l'aide d'une video explicative. En plus du démarchage, un site internet vitrime permettra d'avoir de la visibilité en ligne. Ce site permettra aussi pour les clients potentiel de passer commande. Il y aura aussi une présence sur les réseaux sociaux avec la création d'un compte instagram de l'entreprise afin de faire connaitre notre produit à un maximum de personne.

Les moyens (équipe, matériel, prestataires et fournisseurs)

Puis vous résumez l'ensemble : Notre Business Model Canvas

Supports de communication

Le site Web

Nous avons créé le site web de notre entreprise. On y retrouve notre projet ELECTRO-FIT avec possibilité de l’acheter en ligne. Il contient également toutes les informations sur le projet ainsi que sur notre entreprise. Nous nous sommes aidés du site webdone pour construire notre site et choisir le design. Lien du site : https://electro-tech7.webnode.fr/

La page Instagram

De plus dans le but de gagner en visibilité au près des gérants des salles de sport nous avons également créé une page instagram sur laquelle on retrouve notre projet. Lien de la page : https://instagram.com/electro_tech.official?utm_medium=copy_link

Le logo

Pour nous créer une identité nous avons imaginé un logo à l’image de notre entreprise et de notre projet. Image du logo :

Déclinaison du logo

Le Pitch

Enfin, nous avons essayé de convaincre nos clients d’acheter notre produit avec le pitch suivant:

Imaginez, vous êtes gérant d’une salle de sport et en balayant votre salle du regard vous voyez tous ces sportifs se dépenser et transpirer. A coté de ça, vous pensez à vos factures d’électricité que vous devez payer chaque mois et qui ne cessent d’augmenter… En regardant ces sportifs ramer, ramer et ramer, il vous vient une idée: et si l’Energie des sportifs vous servait à produire de l’électricité ! Et vous n’êtes pas le seul à avoir eu l’idée car ce concept est déjà sur le marché ! On vous présente Electro-FIT, un rameur qui produit de l’énergie électrique. Le principe est simple : vous ramez, vous produisez de l’électricité : Pour 30min de rameur produisez 75Watts ce qui veut dire que vous pouvez allumer une ampoule de 60W en continue pendant une heure. Non seulement il vous permet de réduire votre facture d’électricité en étant autonome mais il s’inscrit aussi dans une démarche plus écologique en produisant de l’énergie plus verte. Notre but est de vous faire profiter cette green énergie grâce à notre technologie de rameur innovant. Contrairement à nos concurrents qui se concentrent sur les vélos, nous nous sommes axés sur un autre type de machine, le rameur, tout aussi présent dans les salles de sport. C’est un investissement à long terme qui vous ne décevra pas.

Alors si vous voulez baisser votre facture d’électricité en utilisant l’énergie de vos sportifs c’est le moment de se lancer dans l’aventure electro-FIT !

Notre présentation

Compte rendu de votre rencontre avec le référent-école

Notre Compte-rendu Au cours de notre projet de PCIS, nous avons organisé un rendez vous avec notre professeur référent dans le but de voir ou nous en étions et de voir si nous allions dans la bonne direction. Nous avons alors discuté de notre avancement : nous venions de finir la partie mécanique du projet en trouvant des compromis pour avoir tout le matériel nécessaire. A ce moment, nous devions encore trouver par quel moyen fixer le moteur. Nous avons également parlé de l’équipe et de son fonctionnement, en effet, nous avons expliqué à notre professeure que la communication entre les membres de l’équipe était très fluide et que chacun avait son mot à dire dans le dialogue. Elle nous a alors transmit ses conseils et à relevé une bonne cohésion d’équipe, un projet qui évoluait de la bonne manière et nous a invité à continuer de la sorte

Dossier compétence

Notre retour d'expérience