Synthèse Globale - Arnaud et Marie

Article Blog  DFS 2017-2018

Évaluation du Prototype



Résumé

Notre projet est de proposer un dispositif de distillation et de re-minéralisation de l'eau. Ce dispositif utilise le soleil ou la chaleur d'un feu comme source d'énergie.  L'eau est chauffée dans un alambic, se transforme en vapeur et se condense dans le condensateur. Suivant les besoins de l'utilisateur, l'eau distillé peut être utilisée comme tel ou être transformée en eau potable par les filtres re-minéralisateurs. Ce dispositif est entièrement constructible avec des matériaux de récupération trouvable abondamment à travers le monde. Notre objectif est de soulager les populations fragilisées dans la tâche de se fournir en eau potable. 

Contexte

Notre projet s'inscrit, en autre, dans le contexte de camps de réfugiés qui se sont multipliés ces dernières années sur le globe due à l'augmentation de la fréquence des catastrophes et aux conflits armés. Ces camps sont surpeuplés. Le rationnement de nourriture, de soins et d'eau sont le quotidien des personnes déplacées. Ils survivent grâce à l'aide des organisations internationales. Les files de distribution sont des lieux de hautes tensions car chacun craint de ne pas recevoir sa ration. Elles sont également des cibles choisies pour les attentats visant ces populations regroupées. 

Le dispositif a pour but de se diffuser dans les camps de manière virale et que chacun puisse s'en construire un et autonomiser quelque peu des distributions. Ceci aura pour effet d'augmenter la résilience des personnes et diminuera le manque en eau propre et potable. Les ressources disponibles dans les camps sont les seules utilisées pour la fabrication du dispositif. L'assemblage des pièces du dispositif sont très faciles à exécuter le rendant accessible à tous.

Critères d'évaluation d'un low-tech

Comme proposé dans le google doc de Denis, nous avons essayé de définir une liste de critères et d'analyser selon ceux-ci notre projet. Les critères extraits sont des critères qui permettraient d'analyser n'importe quel objet ou principe Low-Tech. Une des particularités de travail de binôme, est que nous nous sommes obligés à travailler dans un contexte de récupération obligatoire. Rien n'est acheté, tout vient de la récupération. Les critères en rapport avec l'accessibilité, financière ou matérielles, sont donc plus prégnants. 

Voici donc cette liste:

-Disponibilité des matériaux. Sont ils abondants dans le monde entier ? Toutes les zones d'un même pays possèdent-elles de manière égale ces matériaux ? 

- Facilité de mise en œuvre/ construction. Les assemblages sont-ils simples ? Sont-ils facilement explicables et compréhensibles ? La mise en œuvre est-elle destructive, est qu'on peut casser ou détruire des matériaux pendant la mise en place ? 

-Résistance. Le système est-il résistant ? Les joints tiennent-ils bien ? Les ancrages au sol sont-ils stables ? Est-ce que le prototype survit à des chocs, comme des bousculades ou des chutes ? 

-Efficacité. Les quantités d'eau produites sont-elles suffisantes ? Le ratio construction/quantité d'eau est-il intéressant ? L'utilisation est-elle aisée ? Ne demande-t-elle pas trop d'étapes ? Le système n'est pas dangereux. Son utilisation ne peut pas provoquer de blessures. 

-Prix/Couts. Ce système cout-il de l'argent ? Ici, il ne peut rien coûter ? 

-Adaptabilité/Augmentation d'échelles. Le projet peut-il grandir/ changer d'échelles ? 

Évaluation de notre Low-Tech

-Disponibilité des matériaux. Les matériaux utilisés sont des déchets. On peut les trouver dans les camps puisque les organisations amènent la nourriture avec des conserves et l'eau aussi avec des bouteilles. Les joints d'étanchéités peuvent être réalisé des différentes façons: avec des chambres à air, avec des sachets plastiques et avec de la colle à base d'amidon de riz, lui aussi disponibles via les ONGs. 

- Facilité de mise en œuvre/ construction. Nos assemblages ne nécessite pas d'outils complexes ou rares.  Il faut juste de quoi couper, un clou et de quoi l'enfoncer. Une grande partie de la mise en œuvre peut être fait à la bougie/ou au feu en durcissant le plastique des bouteilles pour lier les éléments ensemble. Les découpes sont simples, il n'y pas de formes géométriques dures à découper. Le modelage du plastique est assez intuitif, l'apprentissage de la technique de la bougie est presque instantanée et est même un exercice ludique.    

-Résistance. L'assemblage global et sa solidité profite de l'emboitement des conserves/canettes et est renforcée par les ceintures de chambres à air et de plastique durci. Les pieds sont aussi maintenu grâce à des cercles de plastique durci. Les conserves sont très résistantes car elles sont conçues par les industrielles comme telle. Elles possèdent des stries horizontales qui les renforcent contre les forces de compressions et de chocs. Le bas et le couvercle sont aussi des parties conçues pour résister aux forces extérieures. Le prototype est fixé à l'aide de pieds en bois ancrés dans le sol et sont donc assez stables. En règle général, tout le prototype profite des processus d'amélioration des fabricants industriels pour la solidité des contenants. 

- Efficacité. L'utilisation du système est simple. Il suffit de remplir l'évaporateur d'eau, à l'aide d'une autre bouteille, d'allumer un  feu ou de placer la lentille, de récolter l'eau distillée et de la verser dans le filtre re-minéralisateur et enfin de recueillir l'eau consommable dans une dernière bouteille.  Le système ne présente pas de dangers, la seule partie à surveiller est celle du feu ce qui est à la portée de tous. Nous rajouterons que les feus de camps sont déjà présents dans les camps, ce n'est pas le prototype qui l'introduira donc. De plus, là où le temps le permettra, la lentille pourra remplacer le feu comme source d'énergie. 

- Prix/Couts/Valeurs. Notre prototype ne coute rien.  Aucun des composants n'est susceptibles d'être sujet à un commerce dans les camps. La reproductibilité et la facilité de mise en œuvre casse la potentielle valeur de l'objet final. L'objet n'est pas une cible de vol plausible au sein des camps. 

- Adaptabilité/Augmentation d'échelles ? Le principe mis en place tient sur celui de l'alambique, vieux comme l'histoire des hommes. Les principes physiques sous-jacent sont applicables et "scalables". Les augmentations d'échelles pourraient permettre une amélioration des rendements et en faire une dynamique de communauté ou de famille, permettant à chacun de créer de la ressource pour le reste du groupe. Le prototype à l'échelle plus individuelle reste cependant toujours valables par son caractère "autonomisateur". L'autonomie individuelle servant à réduire le poids de la personne sur le système global, l'allégeant d'un poids.  

Test et validations

Principes physiques

Les différents principes physiques qui tiennent le projet sont simples. Ils sont ceux-ci : évaporation de l'eau grâce à la chaleur. Condensation de la vapeur grâce à la pression générée et ensuite le refroidissement via un condensateur. Voici pour la partie "physique". Ensuite pour la partie "chimie/biologie". La re-minéralisation de l'eau distillée par une série de filtres où l'eau va se charger en divers minéraux. 

Construction

Les principes de la construction marchent. Ils se reposent sur des éléments que nous avons pu voir fonctionner sur internet ou autres. Nous les avons tester, et conserver les seuls qui donnaient des résultats probants. Peu de parties sont dures et fragiles, et si elles le sont, ce n'est pas du au contexte du projet mais c'est que sont généralement des parties plus "dures" à réaliser. Nous parlons surtout ici des joints d'étanchéités. La technique de la colle de riz, renforcée ou non par des éléments de plastique fondu, remplit parfaitement les besoins des joints. Bien que ces joints marchant, une erreur de mise en place ou un défaut ne mettra pas en péril la productivité global de l'objet. Nous avons réduit au max son usage. Le condensateur à la base avait besoin de deux oints, nous les avons remplacé par un ballon d'eau froide, nous permettant d'éliminer deux joints autour des tuyaux sur 3 au total. Les joints entre les conserves, fait a base de plusieurs ceintures de plastique et d'une bande de caoutchouc sont efficaces et étanches ainsi que résistant aux températures maximums survenant dans notre projet . 

Fonctionnement

Pour analyser le fonctionnement de l'objet, nous allons suivre le cours de l'eau dans le prototype. Nous commençons donc dans l'évaporateur. L'eau est facilement chauffée à travers les parois ou la résistance. La vitesse de l'évaporation dépend de l'intensité des sources de chaleurs. Dans l'hypothèse de l'énergie thermique fournie par le feu, celle-ci peut être très vite importante en ajoutant plus de carburants et ajustables en fonction de l'urgence du besoin en eau. S'étant transformée en vapeur, l'eau passe par la bouteille modelée en forme de "col de cygne", forme optimale pour le transfert de la vapeur d'eau dans un tube. Avec la pression, la vapeur est bien conduite à travers ce tuyau pour ensuite être en contact avec les parties du tuyau refroidies par le ballon d'eau froide. Elle se condense assez vite en gouttelettes qui se rassemblent et s'écoulent vers le bas du tuyau, pour enfin atterrir dans une bouteille. 

Ensuite l'eau distillée est versée dans les filtres, où elles cheminent lentement dans les différentes couches et acquière des minéraux et se débarrasse des derniers contaminants possibles. L'eau arrive finalement potable dans la bouteille en bas des filtres. Durant nos tests finaux du processus, très peu d'eau s'est échappée du système. L'eau recueillie et ensuite bouillie a laissé des dépôts blancs sur le fond du contenant, semblables à un dépot de calcaire ou de sels. 

Ce qui marche moins.

Comme évoqué si dessus, les parties les moins performantes sont dues à la difficulté fondamentale de la chose. 

Perspectives de diffusions et d'améliorations

Les perspectives sont celles d'une diffusion virale du prototype. Relayé par internet, par les médias, par des notices et des tutoriaux papiers et ensuite par une diffusion d'individu à individu, où les gens réaliseront l'efficacité et la facilité de l'objet et voudront à tout prix en fabriquer un. Après cette étape, quand les personnes auront l'expérience de la fabrication et de l'utilisation, ils pourront adapter, "tuner" le prototype avec les meilleurs matériaux disponibles localement et adapter la taille avec le nombre de personnes voulant participer à la dynamique. Le temps passant, tous les utilisateurs, nous en sommes persuadés amélioreront le projet, et surpasserons notre proposition. 

Le principe n'a pas que vocation à survenir dans les camps, mais aussi dans des zones fragilisées où il pourrait devenir une aide conséquente à la vie locale. A une échelle de communauté ou de village, il pourrait également devenir un lieu social et participatif. Plus participatif que le remplissage de bidons à une source ou un puit, parce que l'eau est fabriquée : elle aura une valeur particulière car elle sera produite par les gens. 

Dernièrement, les principes constructifs du prototype sont aussi de très bons pour principes pour d'autres utilisations. Notamment les ceintures de plastique durci qui ont de très vastes applications. 

Arnaud et Marie.