Réalisation d'une burette automatique (Groupe D)

Réalisation d'une burette automatique par mesure d'intensité optique

Projet MUCI803 : Optimisation et contrôle des procédés (groupe D)

Membres du groupe : 

Selin CENGIZ (selin.cengiz@etu.sorbonne-universite.fr)

Anis BEKHOUKHE (Anis_Rabah.Bekhoukhe@etu.sorbonne-universite.fr)

Thomas SU (Thomas.Su@etu.sorbonne-universite.fr)

Steeve VONGSOUPHY (steeve.vongsouphy@etu.sorbonne-universite.fr)

Formation : M2 Chimie parcours ingénierie chimique

Date : 21/10/2024 à Janvier 2025

Contexte

Les burettes sont utilisées lors de dosages, permettant de connaître la concentration d'une solution. Pour cela, on utilise un réactif (dont la concentration est connue et qui réagit avec l'espèce de concentration inconnue) qu'on met dans la burette, avec en dessous, un bécher ou un erlenmeyer contenant un volume connu de l'espèce dont on cherche la concentration. Pour trouver cela, il faut d'abord trouver l'équivalence, c'est-à-dire le volume de l'espèce de concentration connue à laquelle la réaction commence à se produire, sa détermination dépend du type de dosage appliqué. Après détermination de l'équivalence, il faudra ensuite faire un bilan molaire pour déterminer la concentration.

Le dosage par colorimétrie est un type de dosage dans laquelle on ajoute, un indicateur coloré en plus dans le bécher, et cela avant de commencer le dosage. Le technicien doit ouvrir le robinet jusqu'à l'équivalence qui se manifeste par un changement de couleur important et soudain. Ce procédé nécessite d'être très précis afin de ne pas manquer l'équivalence, en effet un simple manque de réactivité peut avoir des répercussions sur le résultat de la concentration mais il nécessite aussi de faire attention au débit d'écoulement afin que le technicien ait le temps de l'observer et de fermer le robinet à temps.

L'objectif de notre projet sera de réaliser une burette automatique afin de pouvoir éliminer les incertitudes reliées à l'opérateur.

Matériel utilisé 

• Burette de 30 mL
• Servomoteur
• Mesure d'intensité optique
• Carte Arduino
• Breadboard
• Fils de connexion
• Module MOS
• LED
• Colorants alimentaires
• Fond de bouteille en plastique coupé
• Résistance
• Pompe

Machines utilisées

• Imprimante 3D Prusa MK4S

Présentation de la burette automatique

Nous allons réaliser la burette automatique dans le cas d'un dosage par colorimétrie, elle sera équipée d'un modèle 3D (à imprimer) à fixer au robinet : elle jouera le rôle de la main et sera connectée à un servomoteur.

Ce servomoteur sera relié à un système de régulation (comportant une carte Arduino, le module MOS) qui sera relié au capteur optique. La burette sera remplie d'une solution de colorant bleu et le récipient se trouvant en dessous de la burette sera remplie de solution de colorant rouge et comportera une hélice imprimée permettant de mélanger les solutions.

Lorsque le changement de couleur sera détecté : le servomoteur sera activé et fermera donc la burette.

Journal de bord

21/10/24 : 

Nous avons tout d'abord commencé par récupérer le matériel qui nous sera utile lors de ce projet. Ensuite, nous nous sommes installés au FabLab afin de réfléchir au contexte, au but ainsi qu'à l'utilité de la burette automatique. Ensemble, nous avons imaginé quelles fonctions doit remplir la burette automatique, ce qui nous a permis de faire une liste des étapes que doit suivre notre dispositif. Nous avons également commencé à faire les branchements électroniques ainsi qu'à réfléchir aux codes à pour notre Arduino. Nous avons fait une liste du matériel qui nous manquait et transmis à notre tuteur.

25/11/24 :

Nous avons reçu le matériel que nous avions demandé, donc nous avons retrouvé notre tuteur pour le récupérer. Nous avons ensuite débuté les bons branchements électroniques au FabLab avec le bon matériel. Nous avons également modélisé une pièce mélangeur pour notre solution sur un logiciel 3D et avons réussi à l'imprimer. Nous avons aussi commencé la modélisation du dispositif qui permet la connexion entre le robinet de la burette et le servomoteur. Le code Arduino a également été entamé. 

20/12/24

Nous avons poursuivi nos travaux de câblage, nous avons collé l'hélice fabriquée sur le DC moteur, et nous avons aussi poursuivi la modélisation du dispositif permettant de manipuler la burette.

08/01/25

La modélisation du modèle permettant la connexion entre le servomoteur et le robinet de la burette a été réalisée. Cette pièce a été réalisée grâce au logiciel de Blender. Nous l'avons imprimé avec l'imprimante Raise3DPro, cependant les fentes sur la pièce 3d sont trop petites.

15/01/25

La modélisation de l'actionneur a été ajustée et la pièce a été réimprimée. Nous avons réussi à placer la nouvelle pièce sur la burette et le servomoteur. Nous avons commencé la conception de notre palette (placement des différentes pièces, plaquette comportant nos noms, QR code...), ainsi que la calibration du capteur de lumière.

24/01/25

Nous avons poursuivi les branchements et la conception de la palette.