La prise en compte d’un environnement iconique

Dans la première étape de gestion d’un projet technologique, la collecte des besoins du client passe par la prise en compte de son environnement. Dans le cadre du projet BATLab112, la grotte qui abrite la Batcave ainsi que les chauves-souris l’occupant, constituent un environnement naturel important, associé au mythe du personnage de Batman.


Introduction

A partir de 1948, la Batcave est décrite comme une grotte naturelle occupée par une colonie de chauves-souris. C’est un soir dans le manoir, que Bruce Wayne voyant une de ces chauves-souris entrer, décide d’en faire son emblème.

Source : https://dccomics.warnerbros.fr/articles/batman/batverse-visite-batcave

Mais au-delà du symbole qu’elles représentent, la présence de chauves-souris dans la Batcave est d’autant plus importante pour Batman qu’elles sont aussi des alliées très utiles, mobilisables grâce à un émetteur, dans des situations difficiles. L’effet de surprise et de peur, qui suivent leurs apparitions, crée une diversion qui permet à Batman de s’éclipser furtivement.

Batcave et Chauves-souris

Si en 1948, les activités de Batman dans ce milieu naturel ne suscitait pas de question, dans l’approche contemporaine et plus réaliste imposée par la méthode de gestion du projet BATLab112, cet environnement est un élément déterminant. Ainsi, les impacts d’une activité humaine dans la Batcave sont à prendre en compte pour préserver la présence de ces chiroptères faisant partie intégrante du mythe de Batman. Car si les chauves-souris ne sont pas dérangées par la seule présence de l’homme, elles le sont par les conséquences de son activité.

La lumière

Pour que Bruce Wayne et Alfred puisse occuper la Batcave, il est indispensable que l’éclairage soit installé.

Si les chauves-souris ne sont pas aveugles, l’éclairage artificiel perturbe le sché­ma normal de l’alternance du jour et de la nuit ce qui est susceptible d’af­fecter le comportement naturel des chauves-souris. Une lumière vive peut réduire l’activité sociale et faire qu’elles s’éloignent de la zone éclai­rées. Des études montent aussi que les chiroptères évitent les zones éclairées et ce quel que soit la couleur de l’éclairage même si, quand ils sont forcés de choisir entre deux zones éclairées ils montrent une légère préférence pour les éclairages rouges et ambrés par rapport aux blancs. L’éclairage de la Batcave du projet BATLab112 doit être compatible avec les besoins humains tout en limitant la pollution lumineuse pour les chauves souris. Cet objectif sera atteint en ciblant les espaces devant être éclairés en interdisant les éclairages architecturaux à diffusion large, tout en privilégiant les éclairages indirectes.

Sources


Le bruit

Les activités de Bruce Wayne et Alfred Pennyworth dans la Batcave, génèrent immanquablement des émissions sonores. Ils ont besoin de se parler, mais aussi d’utiliser des outils mécaniques ou motorisés, des équipements automatiques, de s’entrainer. Autant d’activités sources de bruits, auxquelles il faut ajouter les émissions sonores d’une turbine telle que celle équipant la Batmobile.

Comme tout animal sauvage la chauves-souris fuit lors d’une émission sonore trop forte et soudaine. Si on peut considérer que leurs conversations correspondent à des émissions sonores de niveaux faibles et régulier, elles peuvent être acceptables pour les chauves-souris. Mais ces émissions sonores ainsi que des vibrations qui sajouteraient à d’autres contraintes créent des conditions de nuisance pouvant conduire au déplacement de la population.

L’aménagement de la Batcave du projet BATLab112 doit proposer une architecture assurant la pérennité de la colonie de Chauves-souris dans la Batcave. Cette architecture doit notamment permettre de contenir les émissions sonores issues des activités de Bruce Wayne et Alfred Pennyworth et autoriser l’utilisation d’éclairage. Ces contraintes imposent donc une architecture conçues à base d’espaces clos mais sans pour autant nuire à la libre circulation des chiroptères.  

Sources

Batmobile et Grotte naturelle

Une turbine de propulsion

Une des particularités de la Batmobile inscrite depuis 1966, est que ce véhicule comporte de nombreux équipements et gadgets. Parmi ces équipements, il en est un qui s’est imposé au fil du temps, comme une marque de référence : son réacteur arrière qui propulse le véhicule à grande vitesse. Si cet équipement est un atout dans le cadre de déplacements sur des longues distances ou de courses poursuites, permettant à la Batmobile d’atteindre des vitesses de pointe élevées, malgré son poids, conséquences de la présence de blindage et de nombreux équipements, l’utilisation de ce type de propulsion pour rentrer et sortir de la Batcave apparaît inapproprié.

Emission sonore

La turbine d’un réacteur émet un son de forte intensité, dont le niveau est de l’ordre de 150dB. Emettre des ondes sonores de forte intensité dans une grotte telle que la Batcave, produirait des phénomènes acoustiques d’échos et de raisonnance qui seraient nuisibles à la colonie de chauves-souris présente dans la Batcave, mais pourrait aussi, à terme, fragiliser la structure même de la Batcave.

Emission de chaleur

D’autre part, un dégagement de chaleur aussi puissant pourrait s’avérer dangereux au contact d’éléments organiques ; végétation, chauves-souris, Alfred … Mais une telle dissipation d’énergie thermique, de manière régulière et aussi fréquente que les entrées et sorties de la Batmobile, dans une grotte, augmenterait considérablement la température moyenne de la grotte. Ce phénomène entrainerait alors un déséquilibre chimique radical de l’environnement de la grotte. 

Emission de dioxyde de carbone

Enfin, en terme d’émission de dioxyde de carbone. Un réacteur est un système qui transforme le potentiel d’énergie chimique contenu dans un carburant, généralement du kérosène, associé à un comburant qu’est l’air ambiant, en énergie cinétique permettant de générer une force de propulsion. Or, la combustion du kérosène entraine une émission de CO2 . Ces émissions auraient ainsi des conséquences sur la composition chimique de l’atmosphère de la grotte, pouvant ainsi rendre son air irrespirable pour des humains.

Conclusion

Cette analyse ne remet pas en cause la présence d’un réacteur de propulsion sur la Batmobile. Il s’agit plutôt de souligner ici le fait que cet équipement est généralement le seul moyen de propulsion, tandis qu’il présente des inconvénients majeurs dans certaines situations. Cette analyse montre notamment que ce réacteur ne peut être utilisé pour entrer et sortir de la Batcave. Par conséquent, il est nécessaire de penser un autre mode de propulsion complémentaire, compatible avec les exigences de discrétion, de sécurité et sans aucun rejet.

Aujourd’hui, les constructeurs de poids-lourds présentent des modèles équipés d’un moteur électrique et de batteries, ayant des charges utiles supérieures au poids de la Batmobile (environ 4 tonnes) et affichant des autonomies de plus de 800 km à des vitesses supérieures à 80 km/h. Ainsi, équipée d’un moteur électrique en complément du réacteur de propulsion, la Batmobile conserve sa capacité de déplacement à grande vitesse, tout en étant capable de déplacements silencieux et sans émissions de bruit, de chaleur ou de dioxyde de carbone. 

En conclusion, la présence d’une motorisation électrique sur la Batmobile implique que l’atelier automatique de la Batcave dispose des fonctions nécessaires à cet équipement. Autrement dit, la capacité d’assurer un remplacement des batteries pour éviter d’attendre pendant leurs charge, ainsi que le rechargement de batteries de remplacement.

Voir aussi

Bras robotique – Prototype 1

Cet article présente la réalisation du prototype des bras robotiques qui équipent l’atelier de la Batcave du projet BATLab112. L’objectif de ce prototype est de permettre la validation de la conception du design général ainsi que le choix de fabrication par impression 3D.


Modélisation 3D

Logiciel de CAO 3D

La modélisation 3D des bras robotiques de la Batcave du projet BATLab112 a été réalisé avec le logiciel FreeCad V0.17.

Des bras robotiques à 4 degrés de liberté

Les bras robotiques disposent de 4 degrés de liberté, autrement dit 4 articulations. Un moteur installé dans chaque articulation en assure sa rotation.


Fabrication

Impression 3D des pièces mécaniques

Les impressions 3D des premières pièces de ce prototype sont réalisées par Paul membre de la communauté de soutien du projet BATLab112, avec une imprimante ANET A8.

Motorisation des articulations

Le choix des moteurs équipant les articulations est déterminant en terme de performance pour les bras robotiques en termes de vitesse et de fluidité des mouvements. Les moteurs sélectionnés pour la réalisation de cette première version sont des servomoteurs.

Servomoteurs

Qualification de ce choix

Avantages

Alimentation électrique en courant continu
- Intégration technique facilité
- Compatibilité avec l'électronique de commande (Arduino notamment)
Asservissement en position angulaire
- Commande simplifiée
- Conforme avec la logique mécanique des articulations
Maintien de la position
- Commande simplifiée
Dimensions réduites
- Intégration mécanique facillité
Approvisionnement et coût

Inconvénients

Technologie
Cette technologie n'est pas conforme avec celle des robots industriels. Cet aspect sera pris en compte dans une futur version
Couple
Capacité incertaine à assurer le mouvement

Voir le calcul de masses en fonction du couple

Tests de fonctionnement

Electronique de commande

Ce test de fonctionnement utilise une électronique de commande décrite dans l’article suivant :

Commande du bras robotique .V1

Présentation de la réalisation de la première version de l’électronique de commande des bras robotisés équipant l’atelier de la Batcave du projet BATLab112.

Pour valider cette électronique de commande, une maquette du bras robotique a été réalisée en emballage alimentaire. Le résultat obtenu est plutôt satisfaisant, compte tenu d’un niveau passable de qualité de fabrication, comme le montre la vidéo suivante.

Alimentation électrique

Le circuit d’alimentation électrique utilisé est le même que celui pour valider la commande électronique. Ce circuit est constitué des composants suivants :

Un convertisseur 230VAC / 12VDC – 180 W pour l’alimentation électrique des 2 convertisseurs suivants.

Source : www.amazon.fr

Un convertisseur 12V DC / 5V DC – 50W pour l’alimentation électrique de l’électronique de commande et de la carte Arduino Due.

Source : www.amazon.fr

Un convertisseur 12VDC / 6VDC – 60W pour l’alimentation électrique des 4 servomoteurs.

Source : www.amazon.fr

Test fonctionnel mécanique

Configuration mécanique

Le montage utilisé comprend la tourelle et l’épaule en impression 3D associé uniquement au bras, réalisé en emballage alimentaire.

Résultats

Les résultats des premiers tests sont plutôt décevants. Le bras entre en oscillation très rapidement.
Plusieurs pistes sont à explorer pour résoudre ce problème :
– Le découplage de l’alimentation électrique des servomoteurs.
– La modification de la fréquence des signaux PWM émis par la carte Arduino.
– Le changement du servomoteur de l’épaule.

A suivre !…