Projet : Régulation de la température et du débit d'une cafetière

UE MU5CI823 - Optimisation, contrôle et digitalisation des procédés

Groupe 5

Composition du groupe :

Steven Cossou
Stéphane Hervé
Saineyta Joof
Sofian Pronnier

Date de début : Octobre 2025

Date de fin :

Introduction :

Dans le cadre de l’UE 5CI823, nous devons réaliser un projet expérimental portant sur la conception d’un prototype de régulation ou d’automatisation appliqué aux procédés chimiques. Le journal de bord ci-dessous retrace l’ensemble des étapes de notre travail, depuis le choix du sujet et des composants jusqu’au développement du prototype. Notre projet portera sur la régulation de la température et du débit d’une machine à café à l’aide de capteurs et d’actionneurs pilotés par une carte Arduino, afin d’assurer un fonctionnement automatisé et stable.

Objectif:

Le système devra :

Mesurer en temps réel la température de l’eau et le débit d’écoulement,
Comparer les valeurs mesurées aux valeurs de consigne,
Ajuster automatiquement la puissance de chauffe et le débit afin d’assurer une extraction stable et contrôlée,
Assurer la sécurité (surchauffe, manque d’eau, débit anormal…).

Composants :

Capteurs : 1 sonde de température, 1 capteur de niveau, 1 thermistance

Actionneurs : 1 Pompe 12V, 1 résistance chauffante 12V

Modules complémentaires : 2 MOSFET, 1 bouton poussoir, 1 écran

Éléments de câblage : Fils dupont, 1 breadboard

Carte de contrôle : Arduino Uno

Déroulement de projet :

Semaine 17 au 24 octobre : Après discussion au sein du groupe, nous avons choisi de consacrer notre projet à la conception et au contrôle de la température et du débit d’une machine à café. Ce sujet nous a semblé pertinent car il combine des aspects thermiques, électroniques et de régulation, tout en permettant l’intégration de capteurs, d’actionneurs et d’une commande Arduino. Il offre également un cadre clair pour tester des stratégies de contrôle et développer un prototype fonctionnel.

Les différents capteurs, actionneurs et autres composants électroniques ont été sélectionnés pour le projet.

17 novembre : Les composants nous ont été remis en main propre, puis nous les avons transportés au Fablab où ils ont été rangés dans une boîte à notre nom pour être conservés et utilisés pendant le projet.

27 novembre: Aujourd’hui, nous avons réalisé le schéma de branchement sur TinkerCAD, en représentant tous les capteurs, actionneurs et connexions à l’Arduino, afin de préparer le montage physique du prototype. Nous avons également réalisé une simulation du système sur Simulink afin d’étudier le comportement de la cafetière et de déterminer le type de régulation le plus adapté. Cette simulation nous a permis de comparer les résultats d’un contrôle ON/OFF simple avec ceux d’un contrôle PID, en observant la stabilité de la température, la rapidité de réponse et la précision du système. Grâce à ces essais virtuels, nous avons pu prendre une décision éclairée sur la stratégie de régulation à mettre en œuvre sur le prototype réel.