Le catamaran à hélice

Auteurs : Travail collectif(plus d'infos)
Résumé :
[Témoignage] - Fabrication d'objets techniques. Ce catamaran à hélice aérienne est semblable à certains bateaux qui circulent dans les marais. Sa particularité : l'hélice n'est pas dans l'eau, mais dans l'air !
Objectif :
Objectif de démarche : Réinvestir des connaissances sur l'électricité, dans une construction technologique. Objectifs notionnels : Illustrer la notion de circuit électrique : moteur alimenté par une pile et commandé par un interrupteur
Matériel :

Pour un catamaran :

- Matériel :
a. un moteur et un étrier de fixation
b. une hélice tripale à monter (attention: fragile)
c. un câble de liaison (que l'on coupera)
d. un petit interrupteur
e. du fil fin appelé " fil multibrin " de 25 cm
f. deux plaques de styrodur : (30x6x2cm ou 30x5x2cm) et 3 petits morceaux de 6,5x2x1cm
g. une plaque de contreplaqué 16x14x 0,5 cm et une petite plaquette de 2x2x0,5cm
h. un bloc de contreplaqué 5x3x1cm i- 2 vis de 2,5x16mm
NB : les articles a,b,c,d,e sont vendus en kit à la coopérative scientifique de l'I.U.F.M. (département 22)

Copyright :
Creative Commons France. Certains droits réservés.

 

 

Ce document a été réalisé par l' équipe de Loïc Poullain du site des Côtes d'Armor.


Proposition d'exploitation du document : démarche de conception, à partir de l'objet.

1- Présenter aux enfants un catamaran terminé (et éventuellement le matériel nécessaire, mais ce n'est pas indispensable) et les mettre au défi de rédiger la fiche de fabrication qui permettra d'en réaliser une copie.

2- Les enfants réalisent individuellement un croquis, un schéma, ou une fiche technique du catamaran. Une mise en commun par petits groupes permet d'engager la discussion sur les divergences des représentations, et les points surlesquels ils sont d'accord.

3- Faire la synthèse en faisant ressortir les remarques liées aux trois aspects suivants:

- Flottabilité de la maquette;

- Conception d'un circuit électrique qui fonctionne;

- Fixation du montage électrique sur la maquette.

Les situations problématiques envisagées, ou rencontrées au cours de la réalisation pourront être développés dans des séances spécifiques.

Aides possibles
Permettre aux enfants de démonter le catamaran, présenter le matériel adéquat ou fournir les vignettes de la fiche ci-dessus. (Celles qui précisent les cotes de l'objet) Les enfants réajustent leurs plans en fonction des éléments nouveaux..

4- Construction des maquettes

Consignes pour que l'enseignant fabrique le catamaran à hélice à présenter à la classe :

a) Le flotteur

Chaque flotteur est réalisé dans un bloc de Styrodur de 30x6x2 cm (ou 30x5x2 cm). Au papier de verre, on leur donne une forme aérodynamique en affinant l'avant.
Les deux flotteurs sont réunis par une plaque de contreplaqué de 16x14x0,5 cm que l'on colle à 7 cm de chacune des extrémités (avec de la colle à bois rapide de type vinylique)

Les trois pales d'hélice sont fixées sur le moyeu à l'aide de petites vis fournies ; attention à bien mettre la partie biseautée (située à la base de la pale ) contre le moyeu. Pour réaliser le bloc moteur, on fixe un étrier sur un bloc de contreplaqué de 5x3x1 cm (avec vis de 2,5x16 mm). Engager le moteur dans l'étrier et enfoncer le moyeu de l'hélice sur l'axe du moteur.

Fixer le bloc moteur à 1,5 cm de l'avant du pont du catamaran (avec une vis et de la colle ). Terminer par un petit coffre en Styrodur qui permettra de maintenir la pile sur le pont.

Coller sur le flotteur droit à 12 mm en arrière du pont une petite plaquette de contreplaqué de 2x2x0,5cm. - Fixer l'interrupteur sur le côté des deux plaquettes (voir fig 5) ou sur le dessus, avec deux punaises.

b) Le circuit électrique

Le schéma à gauche permet de voir que ce projet illustre bien la notion de circuit électrique. A droite figure le câblage du circuit électrique (aucune soudure n'est nécessaire; les extrémités des fils sont passées dans les trous des bornes du moteur et de l'interrupteur).

On coupe le câble de liaison pour que les pinces " crocos " puissent s'accrocher facilement aux bornes de la pile. Décoration : Décorer le pont , les flotteurs à la peinture ou avec des gommettes (ou avec du chatterton d'électricien) . Ecrire le nom du catamaran sur l'un des flotteurs . (C'est plus facile à faire avant l'assemblage)

c) Les essais  

Lorsque tout l'ensemble est assemblé et monté, on fait un essai d'équilibrage (une bassine pleine d'eau suffit) : Le catamaran doit être horizontal. Ensuite Faire tourner l'hélice : Le catamaran doit avancer ! Sinon inversez les bornes de la pile.
Attention aux doigts lorsque l'hélice tourne !
Enfin, On ne saurait se passer de l'essai en bassin avec les enfants (des PE2 ont utilisé le lavoir municipal ...) On peut aussi réaliser un bassin artificiel avec une bâche en plastique disposée dans un bac à sable ou sur des madriers qui délimitent le bassin.

Site d'origine : http://www.lamap22.net/Le-catamaran.html

Voir aussi

- Le "Trukiflot" (activité réalisée en C3, prix La main à la pâte 2007)
- Construction d'un petit bateau (C2), conseils de Guy Manneux.

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