Régulation du niveau d'eau dans une cuve (GROUPE I)

Membres du groupe : 

Cursus : Master 2 Chimie - Parcours ingénierie chimique

Date : 15/10/2024

Contexte :   

          La gestion des ressources en eau est un défi majeur dans les domaines industriel, agricole et domestique. Le contrôle du niveau d'eau dans des réservoirs ou des cuves est une problématique essentielle pour garantir une utilisation optimale et éviter des problèmes tels que le débordement, la pénurie ou les dysfonctionnements des équipements associés. Dans l'industrie, des systèmes similaires sont utilisés pour gérer les fluides dans des procédés critiques, tandis qu'en agriculture, ils permettent une gestion efficace de l'irrigation. Dans les contextes domestiques, ces systèmes servent à automatiser des tâches comme le remplissage des réservoirs d'eau de pluie ou des piscines.

Avec l'évolution des technologies de mesure et de contrôle, des solutions innovantes comme les capteurs ultrasoniques et les microcontrôleurs (par exemple, Arduino) offrent des alternatives fiables, abordables et programmables pour résoudre ces problèmes. Ces dispositifs permettent une automatisation accrue tout en réduisant les coûts énergétiques et les besoins en maintenance.

Objectif :

      Ce projet vise à concevoir et développer un système automatisé de régulation du niveau d’eau dans une cuve. L’objectif principal est de maintenir un niveau d’eau optimal en utilisant un capteur ultrason pour mesurer en temps réel la hauteur du liquide, une pompe pour ajuster le niveau, et une carte Arduino pour gérer les données et commander les équipements.

Les objectifs spécifiques sont les suivants :

  1. Mesurer le niveau de liquide dans la cuve à l’aide d’un capteur ultrasonique.

  2. Réguler le niveau d’eau en activant ou désactivant une pompe pour atteindre et maintenir un niveau défini.

  3. Permettre à l’utilisateur de définir un niveau cible pour le liquide dans la cuve.

  4. Implémenter un circuit de recirculation d’eau pour simuler un système fonctionnel.

  5. Ajouter une LED d’alerte qui s’allume lorsque le niveau d’eau approche un seuil très haut, agissant comme une première alerte contre les débordements.

  6. Afficher des messages d’état sur un écran LCD pour informer en temps réel de la situation, comme "Niveau haut" ou "Niveau bas".

  7. Utiliser un orifice placé au bas de la cuve pour permettre une vidange par gravité, avec un débit proportionnel à la hauteur du liquide.

Matériel utilisé : 

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                                                                         Figure 1 : Ensemble du matériel utilisé

Machines utilisées : 

- Découpeuse Laser Trotec Speedy 360

- Découpeuse Laser Trotec Speedy 100

- Plieuse CRClarke

Construction

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Figure 2 : Schéma structuré de départ

Dans le cadre de ce projet, plusieurs étapes sont fondamentales pour parvenir à la réalisation finale. Voici les différentes phases du processus :

Phase 1 : Mise en place du montage électronique en utilisant une carte Arduino.

Phase 2 : Recherche, adaptation et simulation d’un code Arduino sur la plateforme Tinkercad pour valider le fonctionnement.

Phase 3 : Assemblage d’un système destiné à réguler le niveau d’eau dans une cuve.

Phase 4 : Mise en œuvre finale : remplissage des réservoirs avec de l’eau dans un circuit fermé, suivi de tests approfondis pour valider le système.

Phase 5 : Démonstration finale du projet.

Journal de bord : 

07/10/2024 : Attribution des projets

Intitulé du projet : Régulation du niveau d'eau dans une cuve

15/10/2024 :

21/10/2024 : 

28/10/2024 :

04/11/2024 :

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10/11/2024 :

Figure 4 : Montage Tinkercad final

13/11/2024  :

28/11/2024 :

05/12/2024 :

Réunion de groupe :

Branchements et essais du capteur :

Préparation du support de la cuve d'eau :

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Figure 5 : Avancement du 05/12

11/12/2024 :

Branchements et essais de l'écran LCD :

Préparation de la cuve d'eau :

18/12/2024 :

Finalisation du code :

Réalisation des branchements :

Préparation du support :

Dysfonctionnements identifiés :

ff1eb7d0-705f-47ae-a294-bed160b121f8.jpg            Figure 6 : Réalisation des branchements

20/12/ 2024 :

Réunion de groupe en ligne :

Tests individuels des composants :

Diagnostic et solution :

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                                                                          Figure 7 : Tests individuels des composants

08/01/2025 :

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                                                                                  Figure 8 : Avancement du 08/01

15/01/2024 :

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Figure 9 : Avancement du 15/01

16/01/2024 :

Finalisation, résolution de problèmes et apport de touche finale au montage :

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Figure 10 : Avancement du 16/01

17/01/2024 :

Tentatives de résolution des problèmes de code identifiés lors de la séance précédente en appliquant la méthode de la moyenne glissante.
La régulation est désormais pleinement fonctionnelle.

Nouvelle problématique rencontrée :
Un dysfonctionnement de l'affichage sur l'écran LCD a été identifié, causé par l'utilisation d'une bibliothèque incompatible.

Code final :

21/01/2024 : Date prévue pour la présentation du montage et du code finalisés.

Conclusion

     Au fil des semaines, ce projet nous a confrontés à divers défis, notamment des incompatibilités entre les simulations sur Tinkercad et le matériel physique, des erreurs dans le code nécessitant des ajustements, ainsi que des difficultés liées à l’assemblage et au fonctionnement des composants. Ces obstacles, bien que parfois complexes et exigeants, ont représenté une occasion précieuse de développer nos compétences en résolution de problèmes et d’affiner notre approche méthodique face aux imprévus.

      Travailler en équipe sur ce projet nous a également permis d’améliorer notre coordination et de mieux répartir les responsabilités, tout en apprenant à collaborer de manière efficace et structurée. Chaque étape, de la conception initiale à la démonstration finale, a contribué à enrichir notre compréhension des systèmes automatisés et des outils technologiques accessibles, tels que les microcontrôleurs et les capteurs.

Bien qu’il s’agisse d’une maquette simplifiée dans un cadre pédagogique, ce projet nous a offert un aperçu réaliste des défis que l’on peut rencontrer dans des projets industriels réels. Il a également illustré l’importance de la rigueur, de l’adaptabilité et de la créativité dans la mise en œuvre de solutions techniques.



Revision #26
Created 13 November 2024 14:26:49 by El Naddaf Jean
Updated 18 January 2025 15:17:36 by Sadmi Laetitia