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TPE : La Poubelle Automatique

Publié le 04/03/2012

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Choix du sujet :

Au début du projet, j’étais plus orientée vers le thème de l’environnement et de la pollution que vers les thèmes de la mesure et des avancées scientifiques et réalisations technologiques, donc je n’avais guère d’idées pour les autres thèmes. Pour ce qui est du thème de l’environnement et de la pollution, certaines idées furent de rajouter des systèmes éolien, solaire ou encore hydraulique sur des systèmes déjà existants, cependant un groupe avait déjà pris cette idée et cela semblait trop basique. Ensuite, j’ai proposé de trouver un système marchant comme pour une maison économe, afin d’économiser de l’énergie. Toutefois, ce projet était trop vague et plutôt difficile à réaliser.  Après de nombreuses propositions de mes camarades de projet, nous avons décidé de prendre le sujet où nous allions essayer de mettre en œuvre un système pouvant trier certains déchets, tout cela dans un seul contenant. Cette idée semblait intéressante et permettait d’utiliser les deux matières imposées pour les TPE, c’est-à-dire, les Sciences physiques et les Sciences de l’Ingénieur.

Problématique : Au cours d'un évènement sportif ou musical, comment trier automatiquement les canettes, les bouteilles et les gobelets, qui sont jetés vides, en fonction de leur matière (verre, plastique, acier ou aluminium) ou de leurs caractéristiques physiques (poids, transparence ou non...etc.) grâce à une unique poubelle comportant trois bacs séparés, mise à la disposition du public ? 

« Plus tard, j’ai fait des croquis pour réfléchir sur l’emplacement des capteurs inductif et capacitif.

J’ai tout d’abord rencontré un problème, celui des capteurs, qui ne pourraient détecter le passage très furtif des déchets.

Alors, j’ai cherché un moyen pour que les capteurs soient placés juste à l’endroit où le récipient est arrêté pour qu’il soit correctement trié.

Mais je n’étais pas sûr que l’objet soit détecté puisque les capteurs ont une faible portée de détection.

Donc, il fallait que le récipient soit en contact du capteur pour être sûr qu’il soit détecté. Par conséquent, il fallait trouver un moyen pour ralentir la chute de l’objet et permettre la détection de l’objet.

Alors, parmi mes deux idées, l’une, où l’objet passe par un tube incliné de quelques degrés, d’un diamètre un peu plus supérieur à celui du plus grand récipient et que les capteurs soient placés de façon que l’objet rentre en contact avec eux.

Ou alors, qu’une plaque se déplie, stoppe la chute du déchet, que les capteurs détectent l’objet et qu’enfin la plaque se replie pour le laisser passer.

De ces deux options, la première était la meilleure du fait de sa simplicité.

J’ai aussi réfléchi sur l’alimentation des capteurs, qui fonctionnent tous sur du 24V et de la dimension des différents bacs mais j’ai laissé tomber cette réflexion car le fabricant peut très bien adapter le système aux dimensions des bacs qu’il veut. Les objets tombent donc, dans un tuyau pour arriver à leur point d’aiguillage mais entre temps, ils doivent être détectés par les capteurs.

Donc, grâce à des coudes de 45°, pouvant guider les récipients, l’objet arrive à destination.

Cependant, à l’arrivée, un problème s’est présenté, l’objet arrive mais pas correctement et en rebondissant, alors après avoir cherché différentes façons de les guider gentiment jusqu’à la plaque, j’ai compris qu’il ne fallait pas perdre son temps dessus, mais proposer quelques solutions (par exemple, la tuyauterie pouvant translater de haut en bas, ou la plaque elle-même…).

Et aussi, une certaine réflexion a été faite sur l’endroit où placer les trous pour fixer les capteurs. Réalisation du prototype : Les séances d’après ont été plus orientées sur la réalisation d’un prototype que sur la recherche de solutions.

Donc, pour notre prototype, il fallait un socle pour présenter le tuyau d’acheminement du déchet.

Ensuite, je devais mettre en place les capteurs et tester les capteurs en situation réelle, ce qui marcha assez bien.

J’ai rencontré quelques soucis, lors de la mise en place des capteurs, car je m’étais trompée sur le diamètre d’un capteur, donc un trou était beaucoup plus grand qu’il le fallait.

Mais, j’ai pu y remédier pour placer correctement le capteur. Réponse à la problématique : Finalement, grâce au travail de groupe, nous avons pu proposer un système pouvant trier des canettes, des bouteilles en verre et des gobelets utilisés lors d’évènements sportif ou musical, tout cela dans une seule poubelle.

Le système est composé d’un tuyau principal qui achemine les déchets jusqu'à leur point d’aiguillage, qui permet aussi de détecter la nature de l’objet jeté.

Ce système sera alimenté en 24 V (batterie/ secteur) et fonctionnera grâce à un automate programmable qui se lancera à chaque ouverture de la poubelle.

L’état du couvercle de la poubelle sera défini par le capteur de position. Choix du support : Nous pensions rendre une animation 3D faite au préalable sur Solidworks, mais cela ne semblait pas très représentatif du sujet et ne nous permettait pas de faire face à certains problèmes de réalisation.

Je pense que notre projet de base n’est pas très compliqué et qu’il n’y a pas besoin de beaucoup d’explications afin de comprendre le but notre TPE, donc un simple diaporama et un prototype sont largement suffisants. Bilan personnel : Ce TPE m’a permis de devenir plus autonome vis-à-vis de mon groupe, ce qui est assez difficile au début.

Je pense que ce qui nous a le plus posé de problèmes, c’était l’organisation au sein du groupe puisque au début, nous étions tous sur un même problème, au lieu de s’être réparti les tâches individuelles.

De plus, cela m’a montré que lorsque l’on fait quelque chose, cela ne marche pas du premier coup et que tout n’est pas parfait mais que nous rencontrons souvent des problèmes et qu’il faut savoir s’adapter du mieux que l’on peut.

Mais ce que ce TPE m’a le plus apporté, c’est que malgré le fait que nous travaillons chacun de notre côté, nous résolvons une partie d’un « puzzle » et que lorsque nous nous rassemblons, le « puzzle » commence petit à petit à prendre forme. En terme de connaissances et d’acquis, j’ai pu apprendre à faire des recherches et en extraire des données fiables, mieux comprendre la démarche scientifique, qui est de, rencontrer un problème, proposer plusieurs solutions, en choisir une et expliquer pourquoi ce choix, au lieu de choisir la première qui vient en tête.

Et maintenant, je connais mieux le monde des capteurs qui m’était presque inconnu à ce jour et j’ai rencontré un nouveau moyen de croiser deux disciplines n’ayant pas forcément de liens.. »

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