Julien V.
Référent du groupe · Coordination, planning, mécanique d'allongement et d'élévation, CAO et impression 3D
Projet PIX1 · 2025-2026 · Equipe 151
Une échelle miniature manuelle, stable et déployable.
LeaderLadder est une échelle de pompier miniature 100 % manuelle, stable, écoconçue et pensée dans le moindre détail. Un seul prototype qui valide les 3 challenges obligatoires du cahier des charges et les 2 défis bonus — sans le moindre moteur.
✅ 3 challenges réalisés
⭐ 2 bonus validés
🌱 95% bois & PLA
🛠️ 100% manuel
360°Rotation de la base
x2Allongement télescopique guidé
200gCharge utile visée à 45°
0 - 80°Inclinaison contrôlée
0WAucune motorisation, 100% manuel
x3Facteur d'allongement envisageable
95%de matériaux biosourcés
400gSans rompre à 45°
360°Rotation de la base
x2Allongement télescopique guidé
200gCharge utile visée à 45°
0 - 80°Inclinaison contrôlée
0WAucune motorisation, 100% manuel
x3Facteur d'allongement envisageable
95%de matériaux biosourcés
400gSans rompre à 45°
Galerie
Le prototype sous tous ses angles
Découvrez quelques clichés de notre prototype.
CHALLENGE 1
0 → 360°
Rotation autour d'un axe vertical
Rotation fluide et précise
CHALLENGE 2
×2
Allongement télescopique
Déploiement guidé, stable et réversible
CHALLENGE 3
200g
Charge utile à 45°
Sans déformation excessive ni déséquilibre
BONUS 1
0 → 80°
Inclinaison (axe horizontal)
Verrouillage angulaire par vis sans fin
BONUS 2
Verrou
Blocage manuel en déploiement
Système auto-bloquant par vis sans finSpécifications & Conformité
Mesures précises du prototype
- Masse du prototype ~1.2 kg
- Dimensions (sans rambarde) ~37 x 28 x 19 cm
- Hauteur ajoutée par la rambarde décorative +3 cm
- Longueur d'échelle initiale 20 cm
- Longueur d'échelle déployée 42.2 cm
- Système d'accroche de la base 1.8 cm
- Facteur d'allongement 2.11
⚖️
Masse & Rangement
Le prototype a une masse d'un peu moins de 1.2kg, ce qui est strictement inférieure à la limite de 1.5kg. De plus, il rentre parfaitement, une fois replié, dans une boîte de rangement réglementaire de 42 x 30 x 25 cm.
📐
Taille de l'échelle
L'échelle coulissante respecte pleinement le cahier des charges avec une taille de 20cm avant déploiement.
L'équipe
Cinq profils complémentaires
La conception de LeaderLadder a mobilisé la CAO, la mécanique, l'impression 3D, la découpe bois, les essais, l'assemblage et la gestion de projet.
Augustin S.
Modélisateur · Coordination, organisation des réunions, mécanique de base rotative, CAO
Ewen P.
Modélisateur · Découpe bois, mécanique d'échelle coulissante, CAO et impression 3D
Matteo S.
Responsable rédaction · Planning, compte-rendus de réunion, conception technique
Daouda T.
Responsable essais · Stabilité, charge utile, résistance des matériaux, verrouillage
Technologies
Une architecture pensée pour remplir les challenges obligatoires et les bonus.
LeaderLadder se distingue par une évolutivité possible vers un déploiement x3, une largeur conservée lors de l'allongement, une esthétique travaillée, une robustesse accrue et une démarche d'écoconception avec environ 95% de bois et de PLA.
↻
Rotation verticale
La base peut pivoter jusqu'à 360°, ce qui dépasse le challenge obligatoire de 90° et l'objectif bonus de 180°.
⟷
Allongement x2
Le système télescopique en ciseaux assure un déploiement guidé, stable, réversible et entièrement manuel.
⚖
Charge utile
La structure est conçue pour supporter jusqu'à 200g à l'extrémité à 45°, avec une déformation très légère.
★
Deux bonus
Inclinaison autour d'un axe horizontal de 0° à 80° et verrouillage automatique de l'échelle lors du déploiement
Système d'allongement par ciseaux imbriqués
Un mécanisme de ciseaux successifs permet d'obtenir un déploiement x2, avec une évolution possible vers x3. La force est appliquée au premier ciseau par une double vis sans fin inversée qui rapproche deux écrous, lesquels compriment le ciseau et transmettent le mouvement au suivant.
x2déploiement
Déploiement télescopique en trois parties
L'échelle est composée de trois parties imbriquées qui coulissent l'une dans l'autre. Contrairement à une échelle qui se rétrécirait à chaque étage, LeaderLadder conserve la même largeur sur toute sa longueur, ce qui améliore le visuel et la sécurité du personnel qui l'utilise.
3parties
Élévation contrôlée jusqu'à environ 80°
Le bonus d'inclinaison est assuré par une vis sans fin robuste. Elle permet de lever ou d'abaisser l'échelle de manière progressive, tout en bloquant naturellement la position choisie grâce au caractère difficilement réversible du mécanisme.
80°environ
Rotation de base à 360° rapide et précise
La base supporte l'échelle et son système de déploiement autour d'un axe central. Une simple manivelle actionne une vis sans fin qui engendre une rotation contrôlée, manuelle et stable, largement au-dessus du challenge obligatoire.
360°rotation
En quoi nous sommes différents ?
📏
Largeur d'échelle fixe
Grâce à sa technologie d'armature en "S" imbriqués, le prototype LeaderLadder conserve une largeur constante sur toute sa structure, même sur les parties déployées.
✂️
Déploiement en ciseaux
Ce système garantit une ouverture fiable, robuste et autobloquante, avec un rapport d'allongement hyper efficace, le tout contrôlé uniquement depuis la base.
🚀
Un prototype plus ambitieux
En optant pour une taille d'échelle repliée de 20 cm, nous relevons un défi bien plus complexe que les autres équipes. L'impact de la charge suspendue est démultiplié, l'équilibre est plus difficile à garantir, et le poids propre de l'échelle est plus élevé.
Pistes d'évolution
📈
Déploiement x3 & Quatrième partie
Étudier la mise en place d'un déploiement x3, rendu possible grâce à la capacité de déploiement avantageuse des ciseaux. Le coût sera en énergie nécessaire à fournir sur les molettes de déploiement car le nombre de ciseaux augmente les frottements, ainsi que l'ajout d'une quatrième partie à l'échelle coulissante. Il faudra ainsi prévoir un contrepoids efficace dans la base rotative pour compenser l'action de la charge utile.
⚖️
Stabilité de l'échelle sous charge élevée
Étudier la stabilité de l'échelle pour une charge utile supérieure. Le prototype actuel est optimisé pour peser peu tout en supportant la charge utile à son extrémité avec équilibre et robustesse malgré la longueur de notre échelle coulissante. Notre échelle peut supporter 400g sans rompre mais perd en stabilité. La masse de notre prototype est d'un peu moins de 1.2kg pour 1.5kg maximum autorisés : il nous reste donc de quoi placer un contrepoids dans la base qui contrerait ce balancement.
Matériaux
Une fabrication raisonnée, solide et compatible avec l'écoconception.
Le prototype limite l'usage de l'impression 3D aux pièces précises ou difficiles à fabriquer autrement, tout en conservant une esthétique soignée grâce au bois.
Bois ~40%
Structure & Esthétique
PLA ~55%
Armatures & Mécanismes
PETG ~5%
Robustesse
Bois
Esthétique et sobriété
Le bois est utilisé pour réduire le recours à l'impression 3D, limiter les déchets et donner au prototype une apparence plus propre, plus chaleureuse et mieux présentée.
PLA
Précision des armatures
Le PLA, composé à partir de matières d'origine végétale, permet de produire des pièces précises pour les guidages, supports, armatures et formes complexes.
PETG
Renforts techniques
Une faible quantité de PETG est réservée aux pièces très sollicitées : quelques clous ou pas de vis. Le PETG est un plastique issu du pétrole (contrairement au PLA), qui résiste mieux à la chaleur et aux chocs.
Optimisation des pièces imprimées
Le remplissage en gyroïde, le taux de remplissage et le sens d'impression sont choisis pièce par pièce afin de limiter la matière tout en évitant les ruptures dans les zones mécaniquement sensibles.
- Remplissage gyroïde pour mieux répartir les efforts internes.
- Taux de remplissage adapté selon la fonction de chaque pièce.
- Orientation d'impression pensée pour éviter la rupture dans le sens des couches.
Difficultés
Des problèmes réels transformés en améliorations mécaniques.
Chaque difficulté rencontrée a permis d'améliorer la fiabilité, la stabilité et la conformité du prototype final.
Rotation de la base
La rotation était initialement prévue avec un roulement à billes dans le contour du socle (visible sur l'image). Les billes imprimées en 3D étaient peu rondes, bruyantes et trop génératrices de frottements. La rotation ne fonctionnait pas. On a opté pour un axe central sur lequel la base repose et glisse plus facilement.
Déploiement télescopique
Nous avions d'abord envisagé un mécanisme auto-entraîné à roues dentées et rails (visible sur l'image), mais ce système peinait à atteindre le facteur 2 requis. En explorant d'autres pistes, nous avons choisi le déploiement en ciseaux : s'il s'avère un peu moins fluide, il résout totalement notre problème et sécurise l'objectif d'extension cible.
Résistance des pièces
Au début, les armatures de l'échelle étaient fragiles en raison de l'orientation d'impression. Nous avons conservé le PLA, mais en repensant le sens d'impression et en élargissant légèrement les rails (visible sur l'image), nous avons considérablement augmenté la robustesse, permettant désormais de supporter bien plus de 200g au bout de l'échelle sans rupture.
Déploiement en ciseaux difficile
Lors du choix d’un déploiement en ciseaux, nous avons dû concevoir un système appliquant deux forces de pression de part et d'autre du premier ciseau pour amorcer l'extension et entraîner les suivants. Cependant, les modules mobiles chargés d'exercer ces pressions se bloquaient : la force subie était telle qu'une inclinaison, même minime, provoquait un blocage. Pour résoudre ce problème et garantir une fiabilité maximale au système (visible sur l'image), nous avons épaissi le pas de vis et ajusté le jeu. Après trois réimpressions 3D, nous avons trouvé la marge de coulissement idéale, précise à 0.01mm près.
Proportions et dimensions
Au départ, la modélisation sur écran masquait la réalité des proportions de nos pièces. Comme nous avions divisé le travail pour concevoir plus vite les différentes parties du prototype, nos premières impressions se sont révélées peu convaincantes. Le système manquait d'harmonie, d'optimisation et de compacité, avec des pièces disproportionnées les unes par rapport aux autres (visible sur la photo). Nous avons par la suite corrigé le tir en retravaillant la cohérence globale de la structure.
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