Projet de carte topographique imprimée en 3D : Prévenir les dommages futurs causés par les inondations dans le centre du Michigan

En mai 2020, au milieu d'une pandémie mondiale, la dévastation et la destruction ont de nouveau frappé le centre du Michigan, lorsque les deuxEdenville et SanfordDes barrages se sont écroulés à la suite de précipitations record. Cette « inondation quinquennale » a forcé plus de 10 000 habitants du comté de Midland à évacuer et à se mettre en sécurité avant que l'eau du barrage ne saccage leurs maisons et leurs biens. Pour les résidents de longue date, cette catastrophe semblait bien trop familière.grande inondation de 1986, lorsque de fortes pluies ont causé la rupture de 11 barrages et causé plus de 500 millions de dollars de dégâts.

Photo de TC Vortex, via Reuters

Les reportages ont rapidement circulé, remettant en question la qualité des barrages de Sanford et d'Edenville, reprochant aux propriétaires un entretien inadéquat et des infrastructures défectueuses. Mais d'autres facteurs pourraient-ils aussi être en cause ? Qu'est-ce qui a causé la rupture de ces barrages et comment une tragédie semblable pourrait-elle être évitée à l'avenir ?

Après avoir enduré les conséquences de cette catastrophe, leur communauté a souffert.Collège Mid Michigan(Milieu) Les étudiants de Phi Theta Kappa (PTK) ont commencé leurs recherches pour enquêter sur la cause et aider à empêcher que de futures inondations ne ravagent leur communauté, ainsi que d'autres.

Rechercher la racine de la cause

Les étudiants du Mid Michigan College ont commencé leurs recherches en collaborant avec l'administration et le corps enseignant. Ils ont ensuite été amenés à interviewer Robert North, directeur de la gestion des urgences et de la sécurité intérieure du comté de Gladwin.

Après une visite et une évaluation générale des inondations et des ruptures de barrages, Robert North a expliqué que les inondations avaient été causées par de fortes pluies dans le comté de Gladwin. Cependant, les ruptures se sont produites à mesure que l'eau descendait vers les barrages déjà surchargés. À leur tour, lorsque les barrages se sont vidés, des rapides impétueux ont causé des inondations supplémentaires. L'eau restante n'a pu être absorbée, les structures artificielles perturbant l'environnement naturel et prolongeant ainsi les inondations. 

Les étudiants ont ensuite passé plusieurs mois à examiner leurs conclusions et à analyser des sources universitaires, notamment des publications, des entrevues personnelles, des discours, des affiches et des documentaires. Ils ont conclu que, contrairement aux croyances initiales, un seul facteur n'était pas responsable de la création du déluge quinquennal. Au contraire, de multiples facteurs se sont combinés pour produire des effets désastreux.

Prévenir les catastrophes futures grâce à une carte topographique 3D

Après avoir mené leurs recherches et constaté les ravages à long terme que peuvent causer les inondations, les étudiants ont estimé qu'il serait extrêmement utile d'avoir accès à une carte topographique 3D du comté de Gladwin et des cours d'eau environnants. Cette carte permettrait au bureau de gestion des urgences du comté de Gladwin de sensibiliser la communauté à la sécurité publique et aux dangers potentiels des fortes pluies, des inondations et des ruptures de barrages.

Pour créer la carte topographique 3D, les étudiants ont d'abord essayé d'utiliser les services d'impression 3D disponibles à Mid et dans d'autres centres d'éducation locaux, mais les imprimantes 3D disponibles ne pouvaient pas gérer la capacité de taille nécessaire au projet.

Avec l'aide de leur professeur, Eric Sander, les étudiants ont été initiés à GoEngineer.

Laboratoire d'impression 3D de GoEngineer à Auburn Hills, Michigan

Laboratoire de fabrication additive GoEngineer

L'équipe GoEngineer d'Auburn Hills, au Michigan, était ravie de participer à ce projet. La première étape a consisté à convertir leurs données LiDAR géographiques en un modèle robuste à l'aide deSOLIDWORKS CAO 3D logiciel. Après quelques modifications de conception, le modèle était prêt à être traité dansGrabCAD Imprimeret ensuite imprimé en 3D.

La stratégie consistait à imprimer en 3D le modèle aussi grand que possible, mais aussi avec une résolution suffisamment fine pour transmettre son message. Le laboratoire de fabrication additive de GoEngineer comprend unStratasys Fortus 450 mcImprimante 3D utilisant la technologie FDM (Fused Deposition Modeling). Cette imprimante de qualité professionnelle est capable de gérer la taille et la complexité du modèle sans problème.

Pour obtenir une finition optimale sur la face verticale de la carte, les tuiles ont été orientées debout. Cette orientation peut s'avérer difficile pour la plupart des machines FDM, car le modèle peut se déformer lorsque la tête d'impression s'éloigne de la plateforme de fabrication. La Fortus 450 mc, dotée d'une chambre de fabrication fermée et chauffée, offre une expérience thermique plus uniforme.

Le matériel utilisé pour imprimer le modèle en 3D devait être solide et offrir un bon fini de surface. La stabilité aux UV était également importante, car le modèle serait exposé dans diverses conditions d'éclairage. Le blanc de StratasysMatériau ASA a coché toutes les cases.

La carte a été imprimée en quatre panneaux et placée sur trois plateaux de support. Après 170 heures et 280 pouces cubes de matériau, le modèle était terminé.

En raison de leurs recherches assidues et de leurs réalisations exceptionnelles, les étudiants ont reçu une reconnaissance honorable et ont accepté plusieurs prix lors des conventions Phi Theta Kappa National Virtual Catalyst et Virtual Michigan Region.

Phi Theta Kappaest la principale société d'honneur qui récompense les étudiants des universités délivrant des diplômes d'associé et les aide à s'épanouir en tant qu'érudits et leaders. La Société compte plus de 3,5 millions de membres et près de 1 300 sections dans 11 pays, avec environ 240 000 membres actifs dans les universités du pays.

« Cette année, nos étudiants ont choisi de se concentrer sur les inondations extrêmes que notre région a connues au début de 2020 pour leur projet « Honors in Action », a déclaré Tammy Alvaro, directrice du développement étudiant et conseillère du chapitre Phi Theta Kappa de Mid. « Les étudiants ont établi des objectifs en équipe, effectué des recherches sur un sujet, collaboré avec d'autres étudiants, des professeurs, des membres du personnel, des responsables communautaires et des dirigeants d'entreprises pour élaborer un plan d'action basé sur les conclusions de leurs recherches. Ces activités ont permis aux étudiants d'acquérir des compétences interpersonnelles et des outils qui leur serviront dans leur avenir. pour aider nos communautés à se préparer aux défis futurs auxquels elles pourraient être confrontées. » 

Articles connexes

Lancement « BIG » de Stratasys : découvrez le F770

Stratasys dévoile 3 nouvelles imprimantes 3D

3 raisons pour lesquelles les étudiants excellent avec la méthode Makerbot

Projection de liant et Stratasys ? Découvrez la technologie SAF.

Nouveau matériau d'impression 3D composite en fibre de carbone Stratasys ABS-CF10

Voir tous les articles sur l'impression 3D