Champ Magnétique
Dans le but de réaliser un objet décoratif dont le mouvement est influencé par un champ magnétique, notre équipe à commencé à réaliser des maquettes consistant en un pendule aimanté ayant comme base une potentielle plaque avec plusieurs aimants orientés dans le même sens afin de repousser l’aimant du pendule lorsqu’il se rapproche. Le pendule est simplement constitué d’un aimant accroché au bout d’un fil, et son mouvement lui est donné par la gravité ainsi que par le tapis d’aimant par lequel il est repoussé.
Mouvement Chaotique
Ce qui nous à intéressé dans ce type particulier de mouvement, c’est son coté imprévisible. L’aimant suspendu cherche son point de repos, la situation dans le champ magnétique qui lui demandera le moins d’énergie. Mais l’aimant est en même temps constamment repousser par les aimant placé en dessous de lui, ce qui lui donne un mouvement rapide, tremblotant, incertain et qui change de direction de manière inattendue. Ce mouvement est chaotique dans le sens où il ne semble répondre à aucune logique, on ne peux pas prévoir ce qu’il va se passer. Cela donne l’impression du vivant, d’une danse étrange. Parfois l’aimant semble se coincé dans un schéma répétitif pour quelques seconde avant de repartir dans tous les sens.
Première maquette
Nous avons réaliser un prototype afin de pouvoir observer le comportement du pendule en fonction des différentes dispositions des aimants situés à la base. Pour cela nous avons utilisé du carton, qui était suffisamment rigide que pour maintenir la pendule tout en restant stable. Nous avons fait une base qui permettrai de cacher les aimants disposés en dessous du pendule afin de pouvoir vraiment observer le mouvement produite de manière isolée.
Nous nous somme demandé quelles configurations seraient les plus intéressante en terme de mouvement produit. Nous avons donc essayé plusieurs formes et obtenu des résultats assez différents. Nous avons aussi essayé ces configurations selon deux possibilités. La première était de mettre tous les aimants dans le même sens, afin de repousser le pendule, en ayant les même pôles se faisant face. La deuxième possibilité était d’alterner les position des pôles des aimants à la base produisant ainsi à la fois des force d’attraction et des forces de répulsion. Bien sûre ces forces s’ajoutent à la gravité, qui donne sont mouvement premier au pendule, qui va ensuite être influencé de plus en plus par les aimants, à mesure que le balancement du pendule se calme.
Avec nos différents essais, nous avons réalisé que les mouvement les plus intéressants étaient produits lorsque la disposition des aimants était aléatoire. Le pendule avait alors un mouvement vif qui allait dans tout les sens. Dans D’autre cas, comme celui de la croix ou de la spirale, le pendule avait tendance à se bloquer dans une zone et à faire des aller retour très rapide seulement dans cet espace.
Nous avons également observé que l’agitation et le mouvement du pendule était plus intense dans le cas ou tous les aimants de la base étaient disposés de manière à repousser le pendule. Dans le cas contraire le pendule trouvait beaucoup plus rapidement un point d’équilibre, arrêtant ainsi son mouvement.
Nous avons également essayé une forme de pendule différent, composé de 2 ou 3 branches rigide avec chacune un aimant fixé à l’extrémité. Il était nécessaire d’avoir ces branches rigide pour éviter que les aimants ne s’attirent entre eux jusqu’à se coller. Le mouvement bien qu’intéressant était beaucoup plus réduit au niveau de sont ampleur et beaucoup moins bourdonnant. La rigidité des branche ne permettant plus la même liberté au aimants, le mouvement était plus entre la rotation rythmée et le balancement, un peut comme une valse.
Exemples des différents mouvements:
Le problème de la durée du mouvement
Notre question à partir de là à été de savoir comment prolonger le mouvement du pendule. Nous avions envie de créer un objet décoratif autour de ce mouvement si spécifique et intriguant. Nous savions déjà que certaines disposition permettaient un mouvement plus ample et que mettre tous les aimants de la base dans une position de répulsion faisait durer le mouvement plus longtemps.
Nous avons ensuite pensé qu’en ajoutant un mouvement au niveau de l’attache du pendule, comme un ressort, ou une sorte de mobile, nous pourrions faire perdurer le mouvement. Mais tout ça n’aurait été que très relatif et nous vouions créer un objet autour de ce mouvement. Nous avons donc décider de faire bouger les aimants de la base, afin de perturber encore plus le comportement du pendule.
Un moteur et une base tournante
Nous avons donc décider de créer un objet qui permettrait de faire bouger les aimants qui allaient repousser le pendule. Pour cela nous avons commencer à conceptualiser un objet qui permettrait de faire tourner une surface qui accueillerai les aimants. Cette plaque ou boite serait mise en rotation par un moteur qui pourrait être allumé et éteins facilement. Pour le moteur nous nous somme d’abord renseigner sur un moteur qui serait contrôlable grâce à Arduino. Arduino est un microcontrôleur qui nous aurait permit de créer un code afin de contrôler le moteur exactement comme nous le voulions. Même si cette option semblait très intéressante et nous aurait permis d’avoir plus de contrôle sur nos expériences et sur l’objet final, nous avons décider de renoncer à cette option car aucun de nous n’avait de connaissance sur le sujet.
Modélisation
Une fois que nous avions décider du mécanisme principal, un base qui serait mise en rotation par un moteur, nouus avons commencé à définir un peu plus précisément notre objet. Nous avons commencé par faire des dessins technique et puis à apprendre le logiciel de conception 3D Rhino afin de faire des modélisations de l’objet.
Même si nous étions tentés en premier lieu d’utiliser du bois pour la conception de notre objet nous nous somme finalement tourné vers l’impression 3D. En effet cela nous offrait plus de liberté quant au formes que nous allions créer ainsi qu’une plus grande rapidité de réalisation.
Moteur Arduino 
Plan technique base 
Recherches techniques 
Recherches techniques 
Recherches techniques
Après plusieurs essais, la forme de l’objet à commencé à être fixée. Il est composé de plusieurs parties qui permettent de produire le mouvement de rotation des objets: une base, dans laquelle sera cachée le moteur, un petit boîtier circulaire dans lequel seront placés les aimants. Un système pour attacher des roues, afin de permettre au boîtier une rotation fluide. Un couvercle qui viendrait cacher les aimants, et un bras pour tenir le pendule.
Au fur et à mesure de nos correction, la forme de l’objet à évolué, et nous avons ajouter des systèmes pour accrocher d’autres bras afin de pouvoir expérimenter d’autre configuration de pendule, ou des plus petits bras permettant de fixer des lampes.
Voici quelques photos des différentes parties imprimées et assemblées.
Esthétique
Pour l’aspect esthétique nous avons penser qu’une manière d’accentuer encore l’effet du mouvement était d’utiliser de la lumière afin de créer des jeux de reflets. Nous avons produit des éléments décoratif qui viendraient prendre place sur le pendule et sur le couvercle du boîtier, aux formes géométriques qui produiraient des reflets dans différentes directions.
Nous avons finalement assemblé tous les éléments disponibles et certaines pièces reproduite en carton, en attendant les dernières impressions 3D, et nous avons pu avoir ainsi un aperçu de l’objet et du mouvement du pendule.
