I*snow, une idée qui n’est pas faite pour être pensée mais pour être vécue !

Idée originale proposée par les élèves PAPADOPOULOS Marius et VOISIN Loïc.

Développement réalisé par les élèves: MAILLET Bryan, PAPADOPOULOS Marius, PIATON Émeric, PIATON Geoffrey et VOISIN Loïc

Enseignant coordonnateur du projet : M. ZERAIBI Azzeddine

Enseignant associé: M. Emmanuel DUCHIER (Professeur d’anglais)

Partenariat « école -entreprise »: M. PLY, Services des espaces verts de la ville de Chambéry.

Licence : Documents placés sous licence Creative Commons : BY-NC-SA

photo de groupe

Notre classe de seconde professionnelle en maintenance des équipements industriels du LP Germain SOMMEILLER à Annecy a souhaité répondre au défi des Bernardins en proposant un service qui soit à la fois innovant et qui puisse répondre à l’intérêt commun. Au cœur des alpes, il n’a pas fallu longtemps pour trouver une problématique dont on pouvait s’emparer….

Regardez plutôt

Source: Journal de 20h France 2

NAISSANCE D’UNE IDÉE :

Cette idée a été finaliste du concours régional (Rhône-Alpes-Auvergne) à Lyon. Cette participation s’est accompagnée d’une proposition par le medef Rhône-Alpes, celle de protéger l’idée de nos élèves par une enveloppe « soleau » déposée à l’Institut National de la Propriété Intellectuelle (INPI).

L’idée consiste à proposer un système intelligent, autonome et déclenchable à distance. Il permet le déneigement préventif et/ou curatif des autoroutes, mais peut être élargi à la voirie en général  ou aux tarmacs d’aéroports (en appui ou non à des engins prévus à cet effet).Ce système connecté se veut composé d’un réseau de buses d’arrosages rotatives diffusant une saumure (eau à base de chlorure de sodium).

Des effecteurs (arroseurs) indépendants du flux et des conditions de circulation, c’est là, toute la différence quant à l’efficacité du process !

Un dispositif « éco-raisonnable », capable de relever et de fournir des mesures physiques ainsi que des paramètres météorologiques du milieu ambiant (pression atmosphérique,température, vitesse et direction du vent, l’hygrométrie, l’intensité des précipitation). L’analyse de ces mesures permettrait de déclencher le dispositif i*Snow uniquement sur les portions de routes concernées par le déneigement et non plus sur l’intégralité du réseau comme cela se fait actuellement avec les engins de déneigement.

Aujourd’hui, nous souhaitons aller plus loin avec les « savanturiers du numérique ». Nous avons souhaité passé de l’idée à la maquette. Dans un premier temps, nous vous proposerons une description du dispositif I-Snow tel que nous l’avons imaginé, ensuite nous détaillerons une expérimentation pour vérifier l’hypothèse suivante :  La saumure fait fondre la neige. Enfin, nous animerons une maquette du dispositif dans sa version « Déclenchable à distance ».

Abstract : 

A regional problematic, an innovating solution : Traffic congestion due to heavy snow falls and ice on the roads in winter.

We have thought about a system which would be permanently installed along the roads. This system would be connected to meteorological stations. It would spread on the roads a liquid agent just in time when the snow fall or ice come. This liquid agent would prevent the ice to come or the snow to remain and accumulate on the roads, preventing the congestion of the vehicule traffic.

This system would be more reactive than the existing  procedures based on  heavy vehicules that can be caught in the congestioned traffic. It would also be more ecological.

Arbre à idées :

carte mentale

Source: Marius et Loïc élève SMEI

Nous avons souhaité illustrer notre idée avant de la décrire techniquement.L’illustration se voulait  originale et ludique, ce qui a donné vie à un film d’animation conçu par les élèves avec l’aide d’une association locale pour le montage et l’animation. Puis, il est proposé une description conforme au standard technique industriel mobilisant des méthodes d’analyse fonctionnelle pour la conduite de projet d’innovation.

Source: Groupe B SMEI

Regardez plutôt !

 

Source : Classe SMEI LP Germain SOMMEILLER en partenariat avec l’association aaa

DESCRIPTION TECHNIQUE

  • Analyse fonctionnelle du produit i-Snow (Décrire le rôle et le fonctionnement du produit) :

Screenshot - 18_03_2016 , 21_01_27

Source : Loïc, Marius,Geoffrey, Emeric et Brian

NOUS RÉPONDRONS A  3 QUESTIONS FONDAMENTALES :

  1. Pourquoi et pour qui le produit a-t-il été inventé ?
  2. Quels sont les liens entre le produit et  son environnement ?
  3. Quelles solutions techniques ont été retenues pour réaliser le produit ?

1) Pourquoi et pour qui le produit a-t-il été inventé ?

Cette première question va nous permettre de trouver :

  • La fonction globale : Pourquoi le système a-t-il été inventé ?
  • La matière d’œuvre du système : Sur quoi le système agit il ?
  • L’utilisateur privilégié du système: A qui le système rend t-il service ?

On présente les réponses à ces 3 questions sous formes d’un diagramme nommé « BÊTE A CORNES »

Outil d’analyse fonctionnelle

La bête à corne est un outil d’analyse fonctionnelle du besoin. En matière d’innovation, il est tout d’abord nécessaire de formuler le besoin sous forme de fonctions simples (dans le sens de « fonctions de bases »)  que devra remplir le produit ou le service innovant.  Source :http://www.actinnovation.com/innobox/outils-innovation/bete-a-cornes

bete a corne

Source : Brian

 Actigramme A-0

A-0 ISNOW

Source : Loïc, Marius,Geoffrey, Émeric et Brian

2) Quels sont les liens entre le produit et son environnement ?

Cette deuxième question va nous permettre de trouver :

  • Les fonctions de service du produit (Fonction attendues du produit) Pour répondre à cette question : Quelle tâche le produit doit-il effectuer pour répondre au besoin ?
  • Les différents éléments présents dans l’environnement du produit

« DIAGRAMME PIEUVRE »

DIAGRAMME PIEUVRE

3) Quelles solutions techniques ont été retenues pour réaliser le produit ?

Enfin, cette troisième question va nous permettre de :

trouver pour chaque fonction de service les solutions techniques retenues qui permettent de réaliser les fonctions de services. Pour répondre à cette question, nous utiliserons le diagramme fast qui permet de relier la fonction de service et les solutions techniques retenues.

Nous détaillerons ici non pas l’intégralité des fonctions de service, mais les plus caractéristiques du dispositif.

FAST SCREEN 1

Image1

FAST SCREEN 3

4) Matérialiser l’idée en proposant un prototype 

 « PROTOTYPE »

Enfin, grâce aux savanturiers du numérique nous sommes bien passés de l’idée au prototype !

Nous souhaitions remercier ici notre partenaire « école-entreprise », le service des espaces verts de la ville de Chambéry en Savoie, pour leur soutien et la mise à disposition gracieuse du Matériel d’arrosage.

5) Article Wikipédia 

Modification d’un article wikipédia : Technique innovante pour le déneigement

EXPERIMENTATION:

I-Snow projette une solution à base d’eau (H²O) et de chlorure de sodium (NaCl) qui devrait permettre la transformation de la neige en eau.

Le but est d’ajouter un élément à l’eau (chlorure de sodium) afin de faire baisser la température de fusion de l’eau.

HYPOTHÈSE

Le chlorure de sodium fait baisser la température de fusion de l’eau.

Vérifions cette hypothèse:

Pour cela, nous effectuerons 2 expérimentations dans le but de répondre aux questions suivantes:

1.A quelle température l’eau pure se solidifie ?

2.Si nous ajoutons 10% de chlorure de sodium, l’eau se solidifie t-elle à la même température que précédemment ?

Si la température de fusion diminue, alors le procédé pour un déneigement des routes est validé.

MATÉRIEL UTILISE POUR L’EXPÉRIMENTATION :

  • Béchers, éprouvette graduée, sonde reliée à un logiciel de mesure sur PC, eau pure, sel de cuisine, agitateur magnétique, balance de précision, tube à essai et thermomètre numérique.

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EXPÉRIENCE 1 AVEC DE L’EAU PURE

  • L’eau pure a été versée dans un tube à essai puis celui ci a été plongé dans un récipient rempli de glaçons.
  • Une sonde de température a été plongée dans le tube à essai. Les données ont été numérisées à l’aide d’un logiciel et  une courbe a été générée puis interprétée.

Graphique illustrant l’influence de la température à 0°C sur de l’eau pure :

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Sur cette courbe, on peut remarquer que la température de l’eau est descendue jusqu’à -3°C  impliquant un changement d’état de l’eau (eau /glace ).

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EXPÉRIENCE 2 EAU PURE + 10 Grammes de sel

Dans un second temps, nous avons pesé 10g de chlorure de sodium (à l’aide d’une balance de précision) que l’on a ensuite immergé dans 100 ml d’eau pure puis mélangé le tout à l’aide d’un agitateur magnétique. Une fois le sel complètement dissous dans l’eau, nous avons transférée la solution dans un tube à essai équipé d’une sonde de température puis plongé ce tube dans un récipient rempli de glace.

Graphique illustrant l’influence de la température à -8°C sur de l’eau avec 10 g de chlorure de sodium :

Image 10g.png

Sur cette courbe, on remarque que la température de l’eau est descendue jusqu’ à -8°C ce qui signifie que le chlorure de sodium a abaissé la température de fusion de l’eau pure qui gèle normalement dès les 0°C. Ici, l’eau est toujours à l’état liquide, l’eau ne solidifie donc pas à la même température qu’une eau pure.

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CONCLUSION

Après avoir réalisé 2 expériences ( eau pure et eau avec 10g de chlorure de sodium ), nous constatons que le chlorure de sodium abaisse la température de fusion de l’eau, ce qui confirme donc notre hypothèse de départ. 

Ce procédé valide donc l’utilisation de la saumure dans notre dispositif I*Snow.

Limite du dispositif :

L’impact du sel sur la faune et la flore, une limite forte du dispositif !

Ce dispositif se veut plus respectueux de l’environnement que les dispositifs actuels en ces points :

  • Utilisation d’eau de pluie pour alimenter le réseau
  • Utilisation de bacs de rétention d’eau chargée et de décantation
  • Réduction des embouteillages
  • Diminution des émissions de CO2 par les usagers de la route
  • Élimination des émissions de CO2 par les engins de salage
  • Diffusion de la saumure uniquement sur les portions de voiries concernées et non plus sur l’intégralité du réseau ( Impact du sel sur les sols limité par « l’intelligence » du dispositif).
  • Pollution visuelle et sonore maîtrisée

Néanmoins, nous avons souhaité aussi faire part, au travers de ce projet, de nos inquiétudes pour l’environnement, en soulignant les effets du sel, par infiltration dans les sols, qui sont néfastes pour les nappes phréatiques.

De plus, la pénétration du sel dans les sols peut réduire leur perméabilité. Pour la flore, le sel est un facteur aggravant de dépérissement des arbres et des plantes confondus… Par extension, la faune est aussi touchée si elle s’abreuve dans les ruissellements d’eau ou si elle se nourrit des végétaux à proximité des épandages de sel.

L’entretien des routes conduit à l’utilisation de produits phytosanitaires. Le sel de salage des routes contient des traces de métaux lourds, en quantités infimes mais tout de même répertoriées (brome, additifs…), ce qui cause une pollution saisonnière en hiver. Ces diverses substances polluent et dégradent les milieux et provoquent souvent la disparition d’espèces.  

Source:http://www.encyclo-ecolo.com/Salage_des_routes

Ouvertures :

Nous aimerions, à l’avenir, explorer deux axes d’innovation. Le premier dans la conception d’un dispositif communiquant entre i-Snow et une station météo autonome. Le second axe s’orientera vers la recherche d’une solution écologique pour faire descendre la température de fusion de l’eau sans utilisation de saumure.

Enfin, nous souhaitons continuer à associer le monde de l’entreprise et peut être celui de la recherche. Nous souhaitons nous tourner davantage vers nos collègues des lycées agricoles pour les associer et profiter de leurs connaissances de la faune et de la flore. I*Snow, nous réserve certainement quelques surprises…

Story Board

Bravo à eux et un grand Merci aux savanturiers du numérique pour cette aventure originale !

Article de l'essor

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Un défi, celui des Bernardins, un projet où le numérique serait au service de l’humain !? Il n’en fallait pas plus pour faire réagir les Secondes MEI du lycée professionnel Germain SOMMEILLER d’Annecy !

Un formidable prétexte offert par les savanturiers du numérique pour conjuguer les talents, exercer une liberté sans limite, celle de la créativité et de l’innovation technologique avec la rigueur d’un protocole de recherche.

Une école où l’on cherche, c’est une école où l’on trouve…nous avons réussi à trouver…

Merci aux savanturiers du numérique et aux Bernardins pour cette aventure.

Bryan, Emeric, Geoffrey, Loïc, Marius et Azzeddine.