Tutoriel - La rose d'eau

Tutoriel - La rose d'eau

Récupérateur d'eau de rosée 

High-Tech :

Difficulté : Difficile 

Durée : 3 jours

Coût : +/- 50€

Low-tech :

Difficulté : Moyen

Durée : 1 jour

Coût : 5€

Sommaire : 

1) Introduction

2) Matériel

3) Fonctionnement

4) Montage

5) Notice

6) Entretien

7) Notes et références

Introduction : 

La récupération de l’eau de rosée peut répondre à de nombreuses problématiques dans le monde. Nous avons utilisé ce phénomène physique dans notre projet pour récolter de l’eau pour des nomades comme des randonneurs ou encore des campeurs. Le phénomène se déroulant la nuit, il permet aux nomades d’installer notre prototype en même temps que leurs campements et ainsi de récupérer l’équivalent d’une bouteille d’eau de 1,5L à leur réveil. Nous avons imaginé notre projet avec comme objectif de le concevoir léger, compact et facile à déployer. Pour arriver à ce résultat, nous nous sommes inspirés des condensateurs radiatifs existants, de la forme d’un parapluie et de la texture des feuilles pour le drainage. Ensuite, nous avons designé un prototype HighTech ainsi qu’un LowTech sur le même principe.

Matériel : 

Liste des matériaux : 

High-Tech :

• 24X    53cm de tube de plomberie de 1.4mm de diamètre

• + de 1000 m de fil de soie

• Assez de tissus en polyester et polyuréthane pour avoir au total une surface de 3m^2

• 13m de corde légèrement élastique

• Impression 3D: 

• - 8X   pièce 1
• - 8X   pièce 2
• - 8X   pièce 3
• - 1X   goulot  

Low-tech : (principalement du matérielle de récupération)

• 8X   1m60 de tube ( plomberie, ...) d'un diamètre de 1.4mm 

• 4X   Sac de poubelle de 130L OU 8X   sac de chantier 

• Imprimer en 3D :

• - 1X    goulot

Fonctionnement :

L’outil fonctionne grâce au phénomène de la rosée. C’est la transformation de la vapeur d’eau présente dans l’air atmosphérique en gouttelettes d’eau. Cela se produit principalement la nuit sur un support froid lorsque l’humidité de l’air dépasse 100% : c’est le point de rosée. Pour provoquer cette condensation, il suffit de refroidir la surface de quelques degrés. En outre, le phénomène n’a pas besoin d’apport en énergie pour fonctionner.

La récolte de la rosée se fait sur un textile combiné à un maillage de fil de soie (voir article). Le textile produit la surface de production et de percolation tandis que la fibre du fil de soie ajoute des points de percolation et permet un drainage de l’eau plus rapide. Pourquoi ce choix du textile ? Vous trouverez à ce sujet plusieurs articles sur notre blog.

Etant donné que la production d’eau avec la rosée dépend des conditions météorologiques, nous avons surdimensionné l’objet de manière à obtenir une récupération d’eau équivalant à 1.2l en une nuit (en moyenne).  Des conditions de climatiques idéales, permettrait la récolte de 2l d’eau. Bien évidemment, dans le cas contraire où les températures seraient fort basses, le prototype ne serait pas efficace et ce, étant donné le peu d’eau contenu dans l’air (voir graphique).

Le déploiement simple et rapide du système est l'une de ses grandes qualités. Son utilisation, quant-à-elle, consiste simplement à laisser mère nature agir durant la nuit. L’eau condense et percole sur la bâche et ensuite ruisselle vers la pièce centrale et tombe dans une bouteille d’eau fixée à celle-ci.

L’objet ne devrait en soi pas avoir besoin d’un quelconque entretien. En effet, il demanderait le même entretien que l’on accorde à notre parapluie. C’est à dire peu d'entretien.

Montage :

High-Tech :

1er étape:

Il faut lancer les impressions 3D car au total il y a 25 pièces et cela prend du temps.

8X la pièce 1

8X la pièce 2

8X la pièce 3

1X le goulot

2ème étape :

Il faut couper huit morceaux de tissus en s'aidant d'un patron. Les dimension ici dessous vous permettes de coupé le patron. La surface identique mais 5 cm à l'intérieur du patron sera la surface dont on aura besoin, il vaut mieux toujours avoir une marge. 

Et dessiner des lignes qui vont aider pour coudre les fils pour mettre la texture. Pour cela, tracez tout d'abord la ligne du centre du trapèze. Sur cette ligne, mettez tout les 3 cm un repaire. de ce repaire tracer de par et d'autre des lignes à 45° jusqu'au en haut de votre textile. A chaque endroit ou ces lignes touches la limites la plus large du patron, tracez une ligne jusqu'à la partie moins large du trapèze de sorte qu'elle se condense en vers cette limite. 

Vous pouvez coudre votre fil de soie le long de chaque ligne sur les 8 morceaux qui formeront la surface total. 

Ensuite il faut coudre chaque morceau sur les cotés de 118cm sur la limite du trapèze intérieur. de sorte à faire un octogone.

Pour finir, vous pouvez faire un rebord sur la limite la plus large du trapèze pour un rendu encore plus beau.

3ème étape:

Une fois que toutes les parties sont imprimer on peut se lancer dans l'assemblage. M'unissez vous de 3 tubes, d'une pièce 1, d'une pièce 2, d'une 3 , du goulot et de 162cm du fil élastique.

Faites un nœud (en a) à une extrémité du fil et enfilez le à travers la pièce n°1 (a) suivi d'un tube (b), ensuite à travers le goulot (c), puis à travers un tube (d), à travers la pièce n°3 (e), à travers un dernier tube (f) et pour finir à travers la pièce n°2 (g). Serrez un peu mais pas trop de manière à toujours avoir la possibilité de dés-encoché chaque partie et puis faites à nœud à l'extrémité de la pièce n°3 (g). 

Vous savez que vous avez reussi si chaque pièce sait s'imbriquer les unes dans les autres mais aussi se dés-encocher tout en restant solidement connecté par le fil élastique. 

4ème étape:

Répétez l'étape n°3 7 fois de plus.  Vous devriez obtenir ceci. 

5ème étape:

Posez  la bâche sur le devise et fixez la bâche à l'aide de fil ou de double scratch ou de reste de tissus au niveau dans l’espace prévu à cette effet dans la pièce n°2 et n°3.

Vous pouvez rajoutez du scratch tout autour du goulot pour que le textile reste bien en place. 

Voilà votre devise est prêt.

Low-tech :

1er étape:

Il faut lancer les impressions 3D car ça prend du temps. 

2ème étape: 

Il faut couper huit morceaux de tissus en s'aidant d'un patron. Les dimension ici dessous vous permettes de coupé le patron. La surface identique mais 5 cm à l'intérieur du patron sera la surface dont on aura besoin, il vaut mieux toujours avoir une marge.

Ensuite il faut coudre chaque morceau sur les cotés de 118cm sur la limite du trapèze intérieur. de sorte à faire un octogone.

Pour finir, vous pouvez faire un rebord sur la limite la plus large du trapèze pour un rendu encore plus beau.

3ème étape:

Une fois que votre impression terminé vous pouvez attaqué le montage. Mettez un marqueur au tube à un de ses côtés à 60 cm. Placez le tuyau dans le goulot jusqu'au trait qui vient de se faire. Et visez une visse dans le petit trou prévu à cet effet. 

 4ème étape:

Répétez l'étape n°3 encore 7 fois. 

5ème étape:

Posez  la bâche sur le devise et fixez la bâche à l'aide de fil et faites des nœuds à plusieurs endroit autour de chaque baleine qui soutient la bâche. 

Voilà votre devise est prêt.

Notice :

L'utilisation est assez simple pour le High-tech ou le Low-tech. Avant la nuit, vous devez le placer à un endroit ou la bâche ne risque pas d'être recouverte par des arbres ou autres car cela aurait un impact sur la récolte d'eau. Vous placez la bouteille dans le goulot ou le récipient récolteur en dessous du goulot. et puis vous dormez. au réveil vous aurez récolté de l'eau de rosée grâce à votre Rose d'eau.

Entretien : 

Le grand avantage du devise c'est qu'il nécessite quasi aucun entretien. Il faut de temps e temps nettoyer la bâche si elle est sale et c'est pratiquement tout. 

Notes et références :

Voici les liens de tout nos articles et de nos recherches:

• Piste de travail : Eau de Rosée
• Expirementation textile
• Experimentation echantillon
• Amélioration de la pércolation et du Drainage

Introspection personnel

Introspection Final

Cet atelier et ce projet furent pour moi une occasion de sortir des sentiers balisé de l'architecte. D'utiliser les connaissances qu'on avait pour appréhendé une matière vaguement vu ou voir inconnu à nos bataillons. 

Dès le départ, mon collègues et moi-même nous nous mirent à rêver de produire de l'eau directement puiser de l'air. L'idée, plus qu'alléchante, avait même été potentiellement déjà produite avec la fontus. Oh la fontus, beau doux mirage, un devise utilisable partout, transportable, produisant de l'eau avec de l'air, mais, pourtant il ne fonctionnait tout simplement pas. 

De là, la recherche fut diriger, nos envies étaient clair mais le chemin pas du tout. On voulait avoir un devise produisant de l'eau avec de l'air transportable et peu encombrant. Mais comment y arriver? 

Le chemin fut rude ce semestre. Après une première recherche et une tentative de solution avec l'effet venturi, soldé par un échec. Nous sommes repartis dans les recherches et les échecs. Puis l'idée d'utiliser la rosée pour condensé l'eau nous est venu comme une évidence. Nous avons vu ce qui faisait à travers le monde, en Inde ou encore avec Opur. Et même si leurs technologie était bonne. il y avait de nombreux point qui nous déplaisait. L'impacte paysagé pour n'en citer qu'un. On s'est demandé qu'est ce qu'on peut apporter ou essayer de trouver comme alternative a cette solution. et c'est là que nos travaux on continué. 

On a retouché à l'échec en essayant de rajouté une texture sur du plastique avec un vacuum former pour reprendre un virage, abandonnée la bâche plastique en  polyéthylène et se diriger vers le textile. Principalement, le tissus qu'on peut retrouver sur les tentes de camping. L'idée est venu de notre expérience personnel de campeur où le matin on pouvait souvent remarquer cette rosée qui avait condensé la nuit sur la toile de la tente. 

On a voulu tout de suite faire des testes et après avoir trouver le tissus qui condensait le mieux nous avons eu l'idée de rajouté une texture, la texture que nous voulions ajouté au plastique avec le vacuum former, mais avec du fil pour favoriser le drainage et la condensation. De là, on a fait une étude sur les différents fils et leurs capacités à drainer et aussi sur la densité d fil qu'on devait mettre sur notre bâche au final. 

Nous avons essayé, en parallèle,  de produire une solution beaucoup plus low- tech. Et nous somme donc arrivé fin du quadrimestre avec deux devises semblables mais destinés à un public différent. 

je dirais que lors de ce quadrimestre et surtout dans cet atelier, j'ai du m'informer, expérimenter, ... sur une matière qui m'était pas familière. J'ai été confronté plus d'une fois à des problèmes, voir des échecs totaux. Et j'ai surtout du rebondir la dessus. Le design de pièce allant du cm change aussi des habitudes qu'on a prise depuis 4 ans et a pris le contre-pieds sur celle ci. J'ai beaucoup apprécier l'utilisation des différentes machines du Fab Lab et regrette juste de ne pas les avoir plus utilisé. L'ambiance, les échanges et la rencontre des gens de cette atelier de l'étudiant au prof qui ont contribuer au développement de chacun des projet via des discutions et des réflexions furent pour moi un vrai régal. 

Quinet Pierre

    

A9-Projet Final-Rose d'eau

La récupération de l’eau de rosée peut répondre à de nombreuses problématiques dans le monde. Nous avons utilisé ce phénomène physique dans notre projet pour récolter de l’eau pour des nomades comme des randonneurs ou encore des campeurs. Le phénomène se déroulant la nuit, il permet aux nomades d’installer notre prototype en même temps que leurs campements et ainsi de récupérer l’équivalent d’une bouteille d’eau de 1,5L à leur réveil. Nous avons imaginé notre projet avec comme objectif de le concevoir léger, compact et facile à déployer. Pour arriver à ce résultat, nous nous sommes inspirés des condensateurs radiatif existants, de la forme d’un parapluie et de la texture des feuilles pour le drainage. Ensuite, nous avons designé un prototype HighTech ainsi qu’un LowTech sur le même principe.

Contexte et problématique :

Notre prototype HighTech est donc destiné à des
randonneurs, campeurs qui font des treks et des
bivouacs. Cette pratique nécessite de prévoir de l’eau en suffisance en fonction de son itinéraire mais celle-ci devient très vite encombrante quand on sait que 1L pèse un kilo et qu’un marcheur boit en moyenne 1,5 L d’eau par jour. Il se contentera dés lors du minimum. Dès lors, le marcheur est souvent dépendant de la situation de son campement qui doit être proche d’un point d’eau. Le but du prototype serait alors de rendre plus libre les utilisateurs et de garantir la production de l’équivalent d’une bouteille d’eau par jour. Néanmoins, le système ne doit pas être trop lourd et doit être facilement dépliable pour faciliter son utilisation et son transport. L’utilisation du phénomène de rosée permet de
récupérer de l’eau pendant les heures de sommeil pour que le randonneur puisse démarrer sa journée
avec une bouteille d’eau.  

En effet, dans l’air, il y a une quantité d’eau qui ne demande qu’à être extraite. L’eau de rosée est une source d’eau venue du ciel et notre système l’exploite.

En résumé, le prototype doit être compact, léger, facile d’utilisation et récolter 1,5L.

Design :

Le design est inspiré de la forme inversée d’un parapluie ainsi que du mode de rangement des piquets de tente dans un sac (des tubes métalliques, se clipsant les uns dans les autres et reliés par un fil élastique passant à l’intérieur de chaque petite barre), ce système permet à l’outil de se ranger de manière efficace et compacte. La forme de parapluie inversée quant-à-elle permet la concentration de l’eau en un point central

Notre projet portant sur la récolte de la rosée, nous avons effectué un état de l’art des différents dispositifs des condensateurs radiatifs et constaté que, pour optimiser le drainage, une pente à 30° était idéale.(voir état de l'art)

Afin de produire notre design, nous avons examiné les différents critères auxquels notre design/structure devait répondre :

·         Déploiement facilité : montable et démontable rapidement afin de faciliter l’utilisation par un randonneur, pour qu’il puisse déplacer son campement facilement et profiter de sa journée de marche par exemple.

·         Caractère léger : l’outil doit être léger afin de faciliter le transport et d’éviter une charge supplémentaire pour le randonneur (l’outil doit, de fait, être plus léger qu’une bouteille d’eau d’un litre et demi).

·         Caractère compact : l’outil doit être compact afin de faciliter le rangement de celui-ci dans le sac du randonneur.

Le prototype est donc conçu pour répondre à ces trois attentes, il est composé de pièces réalisées en impression 3D et de tiges en aluminium. Le prototype s’articule autour d’une pièce principale en plastique, dans laquelle viennent s’emboiter les tubes en aluminium sur lesquels se fixent des petites pièces plastiques, dans lesquelles viennent à nouveau s’introduire des tubes en aluminium. L’ensemble de ces pièces est relié par un fil élastique (à l’instar des piquets de tente) et compose les baleines et les pieds du prototype. Ceux-ci sont donc inclinés à 30° afin
d’optimiser le drainage (voir plus haut).

Concernant le modèle LowTech, nous avons simplifié la pièce centrale pour que les baleines et les pieds soient reliés entre eux et ne forment plus qu’une pièce. Pour remplacer l’aluminium, nous pouvons utiliser comme matériaux des tuyaux de plomberie ou des tuyaux en plastique pour l’électricité car ceux-ci possèdent des dimensions universelles et sont disponibles partout dans le commerce.

Fonctionnement :

L’outil fonctionne grâce au phénomène de la rosée. C’est la transformation de la vapeur d’eau présente dans l’air atmosphérique en gouttelettes d’eau. Cela se produit principalement la nuit sur un support froid lorsque l’humidité de l’air dépasse 100% : c’est le point de rosée. Pour provoquer cette condensation, il suffit de refroidir la surface de quelques degrés. En outre, le phénomène n’a pas besoin d’apport en énergie pour fonctionner.

La récolte de la rosée se fait sur un textile combiné à un maillage de fil de soie (voir article). Le textile produit la surface de production et de percolation tandis que la fibre du fil de soie ajoute des points de percolation et permet un drainage de l’eau plus rapide. Pourquoi ce choix du textile ? Vous trouverez à ce sujet plusieurs articles sur notre blog.

Etant donné que la production d’eau avec la rosée dépend des conditions météorologiques, nous avons surdimensionné l’objet de manière à obtenir une récupération d’eau équivalant à 1.2l en une nuit (en moyenne).  Des conditions de climatiques idéales, permettrait la récolte de 2l d’eau. Bien évidemment, dans le cas contraire où les températures seraient fort basses, le prototype ne serait pas efficace et ce, étant donné le peu d’eau contenu dans l’air (voir graphique).

Le déploiement simple et rapide du système est l'une de ses grandes qualités. Son utilisation, quant-à-elle, consiste simplement à laisser mère nature agir durant la nuit. L’eau condense et percole sur la bâche et ensuite ruisselle vers la pièce centrale et tombe dans une bouteille d’eau fixée à celle-ci.

L’objet ne devrait en soi pas avoir besoin d’un quelconque entretien. En effet, il demanderait le même entretien que l’on accorde à notre parapluie. C’est à dire peu d'entretien.

Evaluation :

Notre prototype récolte à la fois l’eau de rosée mais aussi de l’eau de pluie. Nous avons réussi à récolter plus de 1L d’eau en une nuit (voir les résultats d’expérience). Par contre, le prototype est solide mais pas au niveau de la pièce principal. Nous avons constaté qu’à certains endroits la couche de plastique est très faible et qu’elle pourrait devenir fragile avec l’usure.

Le temps de production est très long, surtout pour l’impression 3D des pièces  mais le temps de mise en place n'est pas très long. Le devise est assez simple à monter et à démonter . Quand a son poids , il ne dépasse pas 1kg mais le volume du prototype plié reste encore un peu trop encombrant à notre gout.

Expérimentation Échantillon

Nous avons procédé à un test comparatif entre nos différents échantillons pour pouvoir sélectionner performant pour la partie High tech et Low-tech. Nous avons installé nos différents échantillons pendants plusieurs jours dehors la nuit pour essayer de récolter le plus de rosée possible.

Après expérience nous avons gardé les meilleurs résultats pour faire un tableau comparatif. L'expérience n'a pas été dans les meilleurs condition climatique. Et on peut espérer plus dans de meilleur condition.

 On remarque une différence avec le rajout d’une texture sur l’échantillon numéro 4. La première texture était assez peu dense et permettait déjà une amélioration de la récolte et surtout du drainage. En effet, la texture permet un meilleur drainage et guide les gouttes d’eau plus facilement. Avec un total de 0.37L/m^2/nuit alors que sans la texture c'est 0.L/m^2/nuit.

La texture n°2 était deux fois plus dense que la première à raison d’un film sécant tout les 3 cm et a permis une récolte encore plus importante. Avec un total de 0.4L/m^2/nuit.

La texture n°3 était, elle deux fois plus dense que la deuxième donc 4 plus dense que la première à raison d’un film sécant tous les 1.5 cm et a permis une récolte plus importante. 

Cependant, le fil à un prix et plus la densité de la texture sur le tissu est grand plus le prix sera élevé. De plus, la récolte entre la texture 2 et 3 n’est pas beaucoup plus importante et le cout 2 fois plus important en fil ne se justifie pas beaucoup pour le 0.01L gagné en une nuit. De plus, sur cet échantillon, les gouttes avaient l’air d’être un peu freiné par l’accumulation des textures.

 On remarque aussi qu’entre le sac poubelle et l’échantillon n°5 (le sac de chantier), deux échantillons plus Low-Tech, sont encore assez performant avec une récolte de 0.3L/m^2/nuit. Et font de bonne matière Low-Tech de récupération.

La Rose D'eau

Résumé

L’idée de produire de l’eau en condensant l’humidité contenue dans l’air est une solution qui pourrait servir à de nombreuses problématiques à travers le monde. Nous nous sommes penchés sur un système portatif récoltant la rosée plus ciblé sur un public de campeurs, de randonneurs, de population nomade, etc. Nous avons développé un système HighTech avec un déploiement simple et rapide pour une utilisation par les campeurs et nous avons développé le LowTech de manière à utiliser des matériaux accessibles partout. 

Contexte et problématique:

Le HighTech serait plus utilisé dans le cadre de randonneurs ou de campeurs voulant produire la quantité d’une bouteille d’eau en une nuit.

Lors d’un trek, on n’a pas nécessairement de point d’eau. On peut se retrouver dans des milieux arides non favorables à la présence de points d’eaux et c’est dans ces cas-là que l’utilisation de notre système serait intéressante.

En effet, dans l’air, il y a une quantité d’eau qui ne demande qu’à être extraite. L’eau de rosée est une source d’eau venue du ciel et notre système l’exploite. Il se déploie en une minute et permet de remplir l’équivalent d’une bouteille d’eau.

 

Design et fonctionnement de votre low tech

L’objet est facile d’utilisation, il s’ouvre littéralement comme un parapluie. Il est en forme de parabole inversée pour un déploiement facile et une concentration de toute l’eau en un seul point sans besoin de canalisation supplémentaire pour drainer l’eau. Une fois replié il ne prend pas beaucoup de place et peut même être mis dans un sac à dos.

Il fonctionne avec le phénomène de la rosée. C’est la transformation de la vapeur d’eau présente dans l’air atmosphérique en gouttelettes d’eau. Cela se produit principalement la nuit sur un support froid lorsque l’humidité de l’air dépasse 100% : c’est le point de rosée. Pour provoquer cette condensation, il suffit de refroidir la surface de quelques degrés. De plus, le phénomène n’a pas besoin d’apport en énergie pour fonctionner.

La récolte de la rosée se fait sur un textile combiné à un maillage de fil. Le textile produit la surface de production et de percolation tandis que la fibre du fil de soie rajoute des points de percolation et un drainage de l’eau plus rapide.

Vu que la production d’eau avec la rosée dépend des conditions météorologiques, l’objet a été surdimensionné de manière à avoir une récupération d’eau de 1.2l en une nuit en moyenne. Si on est au maximum de production on arriverait à plus de 2l d’eau.

Pour le HighTech, la production s'effectuerait au moyen d'une imprimante laser et d'une machine à coudre.

Les matériaux: plexiglas, boulons, textile (polyester et polyuréthane), fils de soie, colle et un coût global de 30€.

Le déploiement simple et rapide du système est l'une de c’est grande qualité. Son utilisation, qu’en à elle, consiste juste à laisser mère nature agir durant la nuit.

Low Tech: imprimante 3D et couture.

Les matériaux : imprimante 3D (plastique), tuyau de plomberie, textile (sac de jute/sac de chantier/sac de riz) ou toile de parachute.

Ces matériaux permettent une grande possibilité de récupération dans n’importe quel lieu en général.

Les deux objets ne devraient pas, en soit, avoir besoin d’un quelconque entretien. En effet, ils demanderaient le même entretien qu’on accorde à notre parapluie. C’est à dire pas beaucoup d'entretien.

Test et validation:

Critère d’évaluation du système:

• Déploiement du système,
• Vitesse de déploiement,
• Légèreté et portabilité de l’objet,
• Robustesse de l’objet,
• Drainage de la surface,
• Nombre de litre récolté.

Du prototype A:

Critique du système et points à améliorer:

• Le déploiement du système peut être amélioré,
• La vitesse du déploiement du système est trop lente,
• Il est trop imposant,
• Il est beaucoup trop fragile.

Du prototype B:

Critique du système et points à améliorer:

• Le déploiement du système peut être amélioré,
• La vitesse du déploiement du système est trop lente,
• Il est trop imposant avec ses tiges d'1m50,
• Assez robuste et facile à réparer en cas de casse.

Du Prototype C :

Pistes de développement: 

Un mélange du prototype B dont la longueur de 1m50 serait divisée en trois parties reliées par un câble précontraint.

Ce qui marche est la condensation sur le textile brut. Sans texture ajoutée pour améliorer le drainage, on peut déjà remarquer la capacité de la surface à faire pércoler l’eau. La capillarité du fil de soie permet un drainage et une accumulation de l’ensemble des gouttes en un point. Ce qui doit être encore approfondie, c’est l’addition des deux pour une recollage optimum.  

Quelles sont les perspectives d’utilisation et d’amélioration ?
Développement industriel pour le HighTech et diffusion via le fablab pour le LowTech avec des matériaux trouvables partout.