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Nous presentons, dans cet article, un projet destine a des etudiants de deuxieme Bachelier Ingenieur dont l'objectif final est la reproduction en laboratoire d'un Levitron® , dispositif comprenant une toupie aimantee en levitation magnetique autonome au dessus d'une base constituee d'aimants permanents, a partir de composants de recuperation (aimants annulaires en ferrite de haut-parleurs). Ce projet, prevu pour une duree de 40 heures a l'horaire, debute par une etude theorique permettant aux etudiants de se familiariser avec les modeles employes pour la description du Levitron® , ainsi qu'avec d'autres concepts avances tels que la simulation par elements finis en electromagnetisme. Ensuite, les etudiants passent par une phase de simulation, debutant par une caracterisation magnetique des differents composants a disposition. Cette etape est menee a bien en comparant mesures experimentales via l'emploi d'un gaussmetre a effet Hall et simulations obtenues a l'aide du logiciel de calcul par elements finis Comsol Multiphysics 3.4 ® . Les modeles obtenus pour chaque aimant sont ensuite assembles et traites via une communication entre les logiciels Comsol 3.4 ® et Matlab 7.1 ® , afin d'obtenir, d'une part, une base aimantee offrant une zone d'equilibre pour la toupie (zone de stabilite) la plus large possible, et, d'autre part, une estimation de la masse de cette derniere. Le projet se termine par la realisation en laboratoire d'un Levitron® , en se basant sur les resultats obtenus lors de l'etape precedente. Pour mener a bien ce travail complet, l'etudiant doit donc allier comprehension de modeles theoriques, ingeniosite dans l'approche logicielle du probleme ainsi que rigueur experimentale.

Etude théorique, simulation et réalisation d'un Lévitron® à l'aide du logiciel de calcul par éléments finis Comsol Multiphysics®

Etude théorique, simulation et réalisation d'un Lévitron^® à l'aide du logiciel de calcul par éléments finis Comsol Multiphysics^®