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Déc
16

10 mètres et pas un millimètre de plus

Réaliser un véhicule autonome s’approchant le plus possible de la ligne d’arrivée située à 10 mètres sans la dépasser, et cela le plus vite possible :  c’est le défi qu’ont relevé 10 équipes  d’étudiants en troisième année de la licence de physique de l’UPMC et leurs enseignants dans le cadre d’un projet expérimental. La performance de la meilleure équipe est impressionnante : la distance a été parcourue en 7 seconde et le véhicule s’est arrêté à moins de 2 centimètres de la ligne d’arrivée.

Le règlement du défi était le suivant : avec un véhicule totalement autonome pesant moins de 2 kilogrammes, parcourir le plus précisément et le plus rapidement la distance de 10 mètres. 3 essais étaient autorisés.  Tout dépassement de la ligne d’arrivée invalidait l’essai. Etait déclarée vainqueur l’équipe pour laquelle la somme du nombre de centimètre qu’il restait à parcourir et du temps de parcours en seconde était le plus petit.

L’équipe des FlashMacFly  a remporté la compétition avec 2 centimètres et 7 secondes tandisque les enseignants arrivaient 4ieme ; leur véhicule extrêmement précis (arrivé à 2 centimètres de la ligne) mais était bien trop lent ( 19 secondes).

Ce projet d’une durée de deux mois était réalisé en parallèle de travaux pratiques plus classiques et visait à mettre en pratique les méthodes acquises dans le module. Les étudiants étaient invités à se regrouper en équipe et à travailler en partie sur leur temps libre, en partie durant les séances de travaux pratiques. Ils pouvaient solliciter l’aide de leurs enseignants lors des séances hebdomadaires de travaux pratiques, ceux ci répondaient aux question techniques, fournissaient le petit matériel, mais n’aidaient en aucun cas les étudiants dans la conception de leur engin.

Les châssis, moyens de propulsion et  moyens de freinage étaient de « récupération » : Lego technic, Knex, Mecano ou voiture jouet. Plusieurs méthodes ont été mise en œuvre pour s’arrêter avant la ligne

  • se débrouiller pour mesurer la distance parcourue et freiner à temps. (Par exemple en comptant le nombre de tours effectué par une roue)
  • ajuster le temps de propulsion par essai erreur pour s’arrêter à temps
  • laisser trainer un fil sur la piste et arrêter le moteur quand tout était dévidé,
  • enrouler un fil sur l’essieu de sorte qu’il bloque celui ci lorsqu’il est totalement enroulé

C’est cette dernière méthode qui a été choisie par l’équipe gagnante, avec l’avantage d’un système combinant à la fois la mesure de distance et un freinage efficace. Et vous , quel principe physique auriez vous choisi pour stopper votre véhicule au bon endroit ?

Informations complémentaires :

Ce projet était réalisé dans le cadre du module « Physique expérimentale LP338 » du parcours « Physique-Chimie » de la 3ieme année de Licence de physique de l’Université Pierre et Marie Curie

2 commentaires

  1. @gor a dit :

    Je pense que l’idée de compter les tours d’une roue couplé à un algorithme (genre modélisation classique d’un freinage/accélération) permettant d’estimer le moment où freiné est préférable à un système certes efficace mais quand même un peu primitif ^^.
    On peut même envisager de vérifier que la voiture avance droit en acquérant la vitesse de chaque roue et en traitant ces infos correctement.
    Je me place dans l’idée d’une application future à une voiture classique, sinon on peut imaginer utiliser un système à air comprimé (pas à eau hein :D) avec un capteur volumétrique afin de stopper l’arrivée au bon moment, c’est un peu l’idée d’utiliser une seulement la bonne quantité de carburant.
    Voilà pour mes idées peut-être un peu terre à terre 🙂

    1. jmcourty a dit :

      Très bonne suggestion. C’était d’ailleurs le choix de l’équipe des enseignants qui avaient placé une roue codeuse sur l’essieu avant, afin de mesurer précisément le nombre de tours. Ils avaient programmé une phase d’accélération puis de vitesse constante, puis de décélération. Cela a permis d’obtenir une très bonne précision sur la distance de manière reproductible. La voiture etait hélas trop lente.

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