INSTROSPECTION FINALE

Bon, maintenant on est arrivé à la fin d’un quadrimestre assez différent pour moi où j’appris un savoir-faire tellement différent à ce qu’on a en Espagne.

D’abord, je suis désolée pour les fautes d’orthographe en tant que je tente de m’exprimer.  

La première chose à dire c’est que le déroulement de l’atelier m’a beaucoup étonné car on a pris une méthode de travail très libre. On a laissé lieu à l’imagination au même temps qu’on a pu introduire des concepts des autres domaines, comme la physique ou dans notre cas : l’agronomie.

On se dit souvent que l’architecture est l’un des métiers le plus complet. C’est grâce à cet atelier que je viens de le vérifier. Peut-être on n’a pas arrivé au résultat qu’on espérait, pourtant on a fait toute une profonde recherche avec laquelle j’ai appris des choses vraiment inconnues pour moi auparavant, comme celle-là du fonctionnement des Apps pour classifier des espèces végétales.

D’autre part, je dirai que la partie du cours la plus remarquable a été celle de travailler chacun d’entre nous dans des directions au même temps similaires et à la fois assez différentes. C’est incroyable comment d’une idée simple (l’eau potable) on est arrivé à nombreuses solutions.

De plus, j’ai vraiment aimée l’expérience à Chevetogne. On a y été vraiment coupé du monde et je n’ai pas eu l’impression d’être dans une ambiance de travail rempli de stress, tout à fait le contraire : on y était pour apprendre, pour s’en servir de la nature et la profiter.

À ce point-là, il y a une chose que je regrette de ne pas avoir faire, c’est le fait de ne pas avoir utilisé aussi bien les machines laser et 3D en tant qu’étudiants d’architecture. D’un part, c’est notre faute car, moi, j’avais peur de les casser et d’autre part, notre prototype n’a pas eu besoin des éléments produits par ces machines-là. Notre prototype avait besoin des produits qu’on a trouvé aux magasins, comme le pompe à vélo ou les chambres à air.

Il y a une phrase qui dit : ‘La folie c’est la répétition du même comportement encore et encore en espérant avoir des résultats différents’. C’est ça, on a été un petit peu folles car on a essayé la même chose plusieurs fois en espérant des résultats différents, par contre ça n’a jamais arrivé. Mais c’était normal parce qu’on n’avait pas la connaissance suffisante dans le domaine pour bien savoir où on s’était  trompé. Il a suffi l’aide d’un expert pour pouvoir avancer.

Et c’est maintenant que j’ai réalisé jusqu’à quel point il faut le soutien d’une personne spécialisée. On était tellement coincé (même si on avait fait plusieurs essais) et grâce à l’aide de certaines personnes on a su capable de remonter la moral et arriver jusqu’à la fin. Une fois que j’ai laissé appart le fait d’avoir peur d’avoir des échecs tout est devenu plus facile. D’ailleurs j’arrive à la fin de cet atelier avec une phrase dans la tête : ‘peu importe le résultat si tout ce que tu as fait va être utile pour des autres personnes dans l’avenir’.

Fabriquer un filtre à bois

FABRIQUER UN FILTRE À BOIS

INTRODUCTION

La consommation d’eau non-potable est un problème qui concerne plusieurs peuples, surtout dans ces pays où ils n’ont pas les moyens suffisants pour arriver à l’avoir. L’une des contraintes le plus importante ce qu’ils n’ont pas les bonnes infrastructures pour réussir à avoir la moindre goutte d’eau sans aucune trace de bactéries ou microorganisme. Parce ce que, au moins, pour enlever les grosses particules il existe déjà nombreux techniques qui le font. C’est à cause de ça que ce système en bois permet être géré par n’importe qui et n’importe où. Il ne faut pas avoir des nouvelles technologies pour le développer.

On ne croit pas que cette recherche doive être arrêtée ici, il nous faut de votre aide pour continuer à chercher des solutions. C’est un processus assez complexe et scientifique ; pourtant si on arrive à la fin, ça veut dire que toutes ces personnes qui souffrent des maladies à cause des bactéries pas perceptibles au premier coup d’œil pourraient survivre d’une manière assez facile et qu’elles peuvent trouver autour d’elles comme le bois.

Voici, on vous laisse les différents pas pour que vous pourriez le construire :

LISTE D’MATÉRIAUX :

-Chambre à air (BMX) …...…………….2.99 €

-Bouteille vide…………………………....0.30 €

-Pompe à vélo…………………………...3.75 €

-Matériel pour coller………………….....3-10 €

-Téflon……………………………………...0.50 €

-Collier de serrage……………………….2.00 €

-Petite pièce en bois…………………...    _

-Récipient pour récolter l’eau…………2.00 €

Total :……………………………………....20.00€                                               

LISTE D’OUTILS :

-Tournevis

-Ciseaux

1.FONCTIONNEMENT :

Le filtre à bois se sert de la structure interne du bois qui contient le Xylema, à travers lequel l’eau et la sève des arbres passe et monte du sol jusqu’aux feuilles. Cette structure-là est composée de fins conduits qui ont une taille de valeur de micromètres.

Au moment où l’eau sale coule d’un côté de la pièce en bois jusqu’à l’autre, les petits microorganismes et bactéries qui ont une taille micrométrique restent d’un côté et l’eau qui passe est complètement propre.

La pièce choisie arrivera à filtrer plus en tant que la taille des conduits soit plus faible. Mais le temps pour y arriver sera inversement proportionnel à la taille.

2.CHOIX DE LA PIÈCE EN BOIS

Selon nos calculs et recherches, l’espèce d’arbre que filtre le mieux c’est le conifère. Par contre, vous pouvez faire toute une récolte de différentes espèces proches chez vous pour voir quelle sera la plus efficace.

Une fois que vous ayez coupé les petites pièces, vous les mettrez dans des récipients remplis d’eau colorée et dans 5 heures vous choisiriez celle dans laquelle l’eau a monté plus haut.

3.CONSTRUCTION DU FILTRE

-Il faut couper la chambre à air. Vous auriez ainsi un tube de plus ou moins 10cm dans lequel vous auriez la partie de la valvule.

-Dans l’un des côtés de la chambre à air vous mettrez la pièce en bois avec l’aide d’un collier de serrage et du téflon pour éviter possibles fuites d’eau.

-L’autre côté de la chambre, il faut le coller à la bouche de la bouteille de la même manière qu’avant.

4.METTRE DE LA PRESSION

Maintenant il faut mettre de la pression avec une pompe à vélo ou bien une pompe avec laquelle vous pouviez contrôler la pression d’une façon plus efficace.

Remarque : Comme la chambre à air va subir une augmentation de taille, pour avoir une pression plus forte il faudra mettre autour d’elle un élément rigide comme par exemple un tuyau en plastique.  

5.TEMPS D’ATTENTE

Pour une bouteille comme celle que nous avons montré nous avons dû atteindre en total 10h pour réussir à avoir un demi-litre d’eau.

6.RÉCOLTE DE L’EAU

L’eau sortira complètement propre et prête pour la boire.

Remarque : À un moment donné il faudra changer la petite pièce en bois car les particules qui ont été filtrées restèrent au-dessus de la pièce et elles vont bloquer les conduits. 

NOTES ET RÉFÉRENCES

Ce tutoriel a été réalisé par deux étudiantes d’architecture espagnoles pendant sa période Erasmus à La Cambre à Bruxelles. 

L’article scientifique grâce auquel elles ont trouvé l’inspiration est sur le lien :

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0089934#s2

Video de son fonctionnement: (à l'attente)

Nous savons que la recherche et développement de ce système peut aller plus loin, donc nous vous demandons de votre aide. Si vous avez des petites questions ou des autres idées pour son amélioration, allez-y ! On vous attend !

FILTRE À BOIS

Notre dispositif se sert d’une coupe transversale du bois pour arriver à une microfiltration mécanique, en étudiant ainsi le fonctionnement de ses conduits internes et le processus de capillarité. Sur cette base là nous avons développé toute une recherche de la pression nécessaire pour reproduire d’une certaine manière le même comportement du bois et rendre l’eau potable. À ce moment-là nous avons pris 6 espèces autochtones de Bruxelles, lesquelles ont été soumis à différentes expériences pour bien connaître ses caractéristiques. Étant donné que nous n’avons aucune contrainte en ce qui concerne les conditions climatiques pour placer le prototype. De cette façon notre projet pourrait être implanté n’importe où ; ou bien que la pièce soit envoyée depuis ici, ou bien que l’espèce adéquate se trouve là. 

L’idée initiale du projet était travailler à une petite échelle, en pensant à l’utilisation d’un prototype pas personne. Après avoir réalisé plusieurs expérimentes et avoir fait tous les calculs nécessaires nous avons arrivé à la conclusion que le développement du prototype pourrait nous aider à aborder toute une famille entière. Pour ce moment-là, nous proposons deux solutions différentes :

·                       La première s’agit d’une structure de 3 mètres d’hauteur, lesquels sont indispensables pour obtenir la pression adéquate pour filtrer par gravité. Le système d’assemblage par simples pièces permet aux utilisateurs n’avoir aucune connaissance précise d’avant. L’inconvénient de cette proposition est la difficulté de monter l’eau sale jusqu’aux 3 mètres d’hauteur. 

·                       La deuxième solution se sert  d’une pompe manuelle qui nous permet avoir beaucoup plus de pression, de cette façon nous n’avons pas besoin d’une hauteur de 3 mètres. Il ne faudrait qu’une étanchéité parfaite entre la pompe, le récipient et le conduit pour lequel l’eau propre sort. Cette dernière partie nommée contient la pièce en bois étudiée. L’avantage de ce système est le contrôle de la pression par nous-mêmes et par conséquence l’augmentation de l’efficacité du prototype. Pourtant, nous ne l’avons pas vérifié pour le moment et nous ne connaissons pas s’il fonctionne ou pas. 

En ce qui concerne la fabrication du premier prototype, la structure qui soutient le tuyau en plastique pourrait être imprimée avec la machine laser et le récipient où l’eau potable arrive pourrait être fabriqué par la machine 3D.

Dans l’autre cas, nous n’utiliserions que la machine 3D pour faire l’assemblage entre la pompe et le récipient d’eau ainsi que le tuyau par lequel l’eau potable sort du prototype. D’ailleurs nous pourrions faire avec la machine 3D même le robinet pour bien distribuer l’eau. De plus, avec cette solution-là le cout est plus bas car la quantité de matériaux à utiliser est beaucoup plus faible. 

D’autre côté, il nous manque savoir quelle sera la vie utile du prototype. Pour cette raison, nous devrons étudier la vie utile du bois une fois qu’il est coupé et introduit dans le système. Selon les experts nous avons constaté qu’apparemment nous devons tenir compte la coupe transversal du tronc pour savoir la durée de vie du bois. D’ailleurs nous devons tenir compte aussi l’accumulation des bactéries au-dessus de la pièce. Par conséquence, nous ne pouvons pas donner un chiffre précis pour l’instant. L’entretien dépendra de l’espèce, les caractéristiques de l’eau sale et la taille des conduits. 

Problématiques :

1.             L’eau n’arrivait pas à couler le long du tronc. Les raisons pour lesquelles ça s’est passé sont : Le système que nous avons pris pour assurer l’étanchéité n’était pas le correct. Alors, il y avait des fuites d’eau autour de la pièce en bois.

2.            La pression que nous avons mis au début était presque nulle, nous n’avons pas tenu compte que pour que l’eau coule il fallait une certaine pression.

3.            Pour les premières expériences nous avons enlevé la partie autour du tronc. De cette manière nous avons empêché l’aubier de filtrer l’eau car la partie qui filtre n’était pas la partie centrale comme nous pensions.  

Solution : 

1.             Pour bien résoudre le problème d’étanchéité nous avons fait recours aux produits plus efficaces comme l’epoxi.

2.            Pour résoudre la question de la pression, nous avons faits tous les calculs nécessaires de pression hydrostatique. Ils sont la raison pour laquelle nous avons augmenté la hauteur du prototype. D’ailleurs nous avons pris un compresseur pour accélérer le processus.

3.            Comment la première idée n’a pas arrivé à fonctionner du tout, nous avons décidé travailler juste à l’envers. Nous avons pris plusieurs espèces à Bruxelles et elles ont été mises dans des récipients pendants 5h pour mesurer le processus de capillarité. Une fois que nous avons fait ça, nous avons vérifié que la partie du bois qui filtre se trouve dans l’aubier.

Comment est-ce que nous pouvons continuer le projet?

·                     Nous devons faire des recherches plus précises sur la vie utile du prototype. Pour bien faire ça, nous devrions en laisser en fonctionnement ininterrompu pendant une certaine période de temps (plus ou moins un mois) et voir jusqu’à quel moment il devient complètement bloqué.

·                     Essayer et vérifier le fonctionnement et l’efficacité de la deuxième proposition.

·                     Introduire charbon active ou un autre matériel similaire qui soit capable d’enlever les virus, étant donné que la taille des conduits n’arrive qu’à filtrer les particules au-dessus de 0,15 µm.

·                     Essayer des autres diamètres pour augmenter ainsi la vitesse de filtration et obtenir les 4l par jour et par personne souhaités. 

Après avoir essayé de réaliser le prototype en mettant une pression nous concluons que par le principe de Pascal nous réussissons à augmenter la pression mais puisque l'eau ne peut pas diminuer d'un volume nous n'obtenons pas le résultat attendu puisque la pression est distribuée par l'espace occupé par l'air. C'est-à-dire, nous réussissons à mettre la pression désirée, mais cela ne veut pas dire que l'eau exerce une pression verticale. 

La conclusion de cette expérience est que, pour obtenir que l'eau pousse le bois, nous aurions besoin d'avoir un récipient rempli d'eau, et de réduire son volume. Pour cela nous devrions introduire un autre volume à l'intérieur de l'eau et que celui-ci augmente son volume, en déplaçant l'eau vers le bas. 

Pour obtenir cela, la seule idée à laquelle nous sommes arrivés c’est d'introduire un cylindre complètement isolé à l'intérieur d'un autre, pour que celui-ci pousse l'eau. Cependant nous ne comptons pas sur des moyens nécessaires pour réaliser cette idée.

Notre projet a pour référence ces articles :

http://meche.mit.edu/news-media/need-water-filter-peel-tree-branch

http://news.mit.edu/2014/need-a-water-filter-peel-a-tree-branch-0226

https://prezi.com/6b2oeqqb3-le/water-filtration-using-plant-xylem/

MICROFILTRATION À L'AIDE DU BOIS

Notre dispositif se sert d’une coupe transversale du bois pour arriver à une microfiltration mécanique, en étudiant ainsi le fonctionnement de ses conduits internes et le processus de capillarité. Sur cette base là nous avons développé toute une recherche de la pression nécessaire pour reproduire d’une certaine manière le même comportement du bois et rendre l’eau potable. À ce moment-là nous avons pris 6 espèces autochtones de Bruxelles, lesquelles ont été soumis à différentes expériences pour bien connaître ses caractéristiques. Étant donné que nous n’avons aucune contrainte en ce qui concerne les conditions climatiques pour placer le prototype. De cette façon notre projet pourrait être implanté n’importe où ; ou bien que la pièce soit envoyée depuis ici, ou bien que l’espèce adéquate se trouve là. 

L’idée initiale du projet était travailler à une petite échelle, en pensant à l’utilisation d’un prototype pas personne. Après avoir réalisé plusieurs expérimentes et avoir fait tous les calculs nécessaires nous avons arrivé à la conclusion que le développement du prototype pourrait nous aider à aborder toute une famille entière. Pour ce moment-là, nous proposons deux solutions différentes :

•   La première s’agit d’une structure de 3 mètres d’hauteur, lesquels sont indispensables pour obtenir la pression adéquate pour filtrer par gravité. Le système d’assemblage par simples pièces permet aux utilisateurs n’avoir aucune connaissance précise d’avant. L’inconvénient de cette proposition est la difficulté de monter l’eau sale jusqu’aux 3 mètres d’hauteur. 

•   La deuxième solution se sert  d’une pompe manuelle qui nous permet avoir beaucoup plus de pression, de cette façon nous n’avons pas besoin d’une hauteur de 3 mètres. Il ne faudrait qu’une étanchéité parfaite entre la pompe, le récipient et le conduit pour lequel l’eau propre sort. Cette dernière partie nommée contient la pièce en bois étudiée. L’avantage de ce système est le contrôle de la pression par nous-mêmes et par conséquence l’augmentation de l’efficacité du prototype. Pourtant, nous ne l’avons pas vérifié pour le moment et nous ne connaissons pas s’il fonctionne ou pas. 

En ce qui concerne la fabrication du premier prototype, la structure qui soutient le tuyau en plastique pourrait être imprimée avec la machine laser et le récipient où l’eau potable arrive pourrait être fabriqué par la machine 3D.

Dans l’autre cas, nous n’utiliserions que la machine 3D pour faire l’assemblage entre la pompe et le récipient d’eau ainsi que le tuyau par lequel l’eau potable sort du prototype. D’ailleurs nous pourrions faire avec la machine 3D même le robinet pour bien distribuer l’eau. De plus, avec cette solution-là le cout est plus bas car la quantité de matériaux à utiliser est beaucoup plus faible. 

D’autre côté, il nous manque savoir quelle sera la vie utile du prototype. Pour cette raison, nous devrons étudier la vie utile du bois une fois qu’il est coupé et introduit dans le système. Selon les experts nous avons constaté qu’apparemment nous devons tenir compte la coupe transversal du tronc pour savoir la durée de vie du bois. D’ailleurs nous devons tenir compte aussi l’accumulation des bactéries au-dessus de la pièce. Par conséquence, nous ne pouvons pas donner un chiffre précis pour l’instant. L’entretien dépendra de l’espèce, les caractéristiques de l’eau sale et la taille des conduits. 

Problématiques :

1.  L’eau n’arrivait pas à couler le long du tronc. Les raisons pour lesquelles ça s’est passé sont : Le système que nous avons pris pour assurer l’étanchéité n’était pas le correct. Alors, il y avait des fuites d’eau autour de la pièce en bois.
2. La pression que nous avons mis au début était presque nulle, nous n’avons pas tenu compte que pour que l’eau coule il fallait une certaine pression.
3. Pour les premières expériences nous avons enlevé la partie autour du tronc. De cette manière nous avons empêché l’aubier de filtrer l’eau car la partie qui filtre n’était pas la partie centrale comme nous pensions.  

Solution : 

1.  Pour bien résoudre le problème d’étanchéité nous avons fait recours aux produits plus efficaces comme l’epoxi.
2. Pour résoudre la question de la pression, nous avons faits tous les calculs nécessaires de pression hydrostatique. Ils sont la raison pour laquelle nous avons augmenté la hauteur du prototype. D’ailleurs nous avons pris un compresseur pour accélérer le processus.
3. Comment la première idée n’a pas arrivé à fonctionner du tout, nous avons décidé travailler juste à l’envers. Nous avons pris plusieurs espèces à Bruxelles et elles ont été mises dans des récipients pendants 5h pour mesurer le processus de capillarité. Une fois que nous avons fait ça, nous avons vérifié que la partie du bois qui filtre se trouve dans l’aubier.

Comment est-ce que nous pouvons continuer le projet?

• Nous devons faire des recherches plus précises sur la vie utile du prototype. Pour bien faire ça, nous devrions en laisser en fonctionnement ininterrompu pendant une certaine période de temps (plus ou moins un mois) et voir jusqu’à quel moment il devient complètement bloqué.

• Essayer et vérifier le fonctionnement et l’efficacité de la deuxième proposition.

• Introduire charbon active ou un autre matériel similaire qui soit capable d’enlever les virus, étant donné que la taille des conduits n’arrive qu’à filtrer les particules au-dessus de 0,15 µm.

• Essayer des autres diamètres pour augmenter ainsi la vitesse de filtration et obtenir les 4l par jour et par personne souhaités. 

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Absorption d'eau par capillarité

Après avoir coupé les troncs de différentes espèces, nous les avons immergés dans l'eau avec un colorant pendant 5 heures et observé quel tronc absorbait plus d'eau.

Après ça, on a coupé les differents troncs chaque 3 cm pour observer comment l'eau a passé.