Bouquet mécanique

Présentation du projet

Le Bouquet mécanique est un projet de S2 réalisé en binôme avec Julia Soares, sous la direction de M. Ferrari, à l’IUT de Cachan (BUT GMP) sur une durée de 15 semaines (mars–mai 2026).

L’objectif : concevoir et fabriquer un bouquet de fleurs articulées dont les pétales s’ouvrent et se referment grâce à un mécanisme mécanique entièrement imprimé en 3D. Le sujet proposé portait initialement sur une seule fleur mécanique ; nous avons choisi d’en complexifier l’enjeu en réalisant un bouquet complet de 5 fleurs, actionnées par un unique système central.

Ce projet a été l’occasion d’appliquer nos connaissances en CAO volumique (SolidWorks), prototypage rapide par impression 3D, et cinématique des mécanismes, tout en gérant un vrai cycle de développement en autonomie.

Fonctionnement du mécanisme

Le système repose sur trois sous-ensembles :

1. Le mécanisme bielle-manivelle (Piston)

• Une manivelle entraîne un vilebrequin en rotation.
• Une bielle convertit ce mouvement de rotation en translation verticale — débattement de 20 mm.
• La descente du piston met en tension les câbles de traction reliés à la “pieuvre” de chaque fleur.
• La remontée du piston relâche les câbles : les pétales s’ouvrent par retour élastique.

2. Les fleurs articulées

Chaque fleur est composée de 6 pétales montés sur bras articulés, reliés à une plateforme mobile centrale (la “pieuvre”). La fermeture est commandée par câble ; l’ouverture est assistée par un ressort de rappel.

3. Le vase

Le vase cylindrique côtelé remplit deux fonctions :

• La partie haute (bleue) supporte le poids des 5 fleurs.
• La partie basse (noire) constitue le bâti fixe du mécanisme bielle-manivelle.

Évolution de la CAO

La phase de conception a été la plus longue du projet. Plusieurs générations de modèles ont été réalisées :

Conception préliminaire : fleur unique avec 2 rangées de pétales articulées. Les rangées entraient systématiquement en collision cinématique lors de la fermeture → abandon de la double rangée.

Optimisation de la fleur : passage à une rangée unique, modélisation volumique des pétales (courbés), amélioration du guidage et de la coaxialité.

Passage au bouquet : adaptation du mécanisme d’une fleur à un ensemble de 5. Intégration de tiges courbées, conception d’un vase cylindrique, nouveau système de transmission par câbles.

Version finale : vase cylindrique côtelé, 5 fleurs à tiges courbées actionnées par un piston central unique, poignée de manivelle latérale.

Prototypage

Deux cycles de prototypage ont été réalisés avant la production finale :

Prototype 1 — Fleur individuelle en PLA rouge (imprimante de l’IUT). Validation du mécanisme cinématique, identification des erreurs de dimensionnement (jeux fonctionnels insuffisants). Mécanisme fonctionnel en mode nominal.

Prototype 2 — Correction des jeux, test d’un ressort de rappel pour assister l’ouverture. Validation complète avant lancement de la production en série.

Production et assemblage

Fabrication

La production a représenté un effort considérable :

Les 30 pétales (géométrie courbée complexe) ont posé les plus grandes difficultés d’impression : adhérence au plateau insuffisante, supports internes nécessaires, fenêtres d’impression de 30 min à 22 h par composant. Les imprimantes ont tourné en continu, jour et nuit.

Les pièces du système bielle-manivelle ont été réalisées en PETG-CF (Polyéthylène Téréphtalate Glycol - Fibre de Carbone) pour résister aux contraintes mécaniques dynamiques. Le bâti, moins sollicité, a été imprimé en PLA.

Assemblage

L’assemblage a été réalisé en deux temps :

1. Assemblage des fleurs : montage de chaque fleur (bras, pieuvre, pétales, câbles), visserie M2 et M3 collée à la colle forte pour éviter le dévissage.
2. Assemblage du piston : étape la plus complexe — moindre erreur d’alignement d’axe ou de hauteur contraignait à tout recommencer. Câbles étamés à la soudure à l’étain, ensemble graissé et lubrifié.

Résultats

Le mécanisme final fonctionne : les 5 fleurs s’ouvrent et se ferment de manière synchronisée grâce à l’actionnement de la manivelle. Le défi de concevoir et fabriquer un bouquet articulé entièrement imprimé en 3D a été relevé.

Difficultés surmontées :

• Collisions cinématiques entre rangées de pétales → adoption d’une rangée unique
• Pièces piston sous-dimensionnées en PLA → passage au PETG-CF
• Problèmes d’adhérence plateau pour les pétales → ajout de supports internes
• Visserie qui se desserre → colle forte sur chaque pas de vis
• Ajustement des tolérances CAO/impression 3D → 2 cycles de prototypage

Perspectives : automatisation motorisée du système de piston.

Technologies utilisées