Dessalinisateur solaire

Low-tech Lab

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Dessalinisateur_solaire

Dernière modification le 20/10/2022

Difficulté

Easy Facile

Durée

3 hour(s) heure(s)

Coût

30 EUR (€)

Description

La boite est consituée d'un cadre avec pour fond une plaque sur laquelle est positionnée un tissu imprégné d'eau salée. Sur le dessus, la boite est fermée par une vitre. L'alimentation en eau salée est assurée par un goutte à goutte placé en haut du cadre et le trop plein est évacué par le bas. L’intérieur de cette serre chauffe au soleil ce qui va entrainer l'évaporation de l'eau, puis sa condensation sur la vitre. L'eau douce va alors ruisseler jusqu'à une gouttière d'évacuation, pour enfin être récupérée dans un bocal.

Sommaire

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Introduction

La conception de ce dessalinisateur s'inscrit dans le projet d'expérimentation "Biosphère, capsule en milieu aride". Corentin et Caroline, le binôme qui a expérimenté durant quatre mois cette nouvelle base de vie, ont choisi de l’installer en Basse-Californie (Mexique) un lieu où se concentrent les problématiques de l’évolution climatique actuelle. L’expérimentation s'est déroulée dans un désert (proche de le mer) car les milieux arides s’étendent chaque année et couvrent actuellement 41% des surfaces terrestres de la planète et concernent un habitant sur trois.

L’idée de ce projet est d’expérimenter et éventuellement démontrer la possibilité de vivre dans un contexte de grande sécheresse dans un habitat résilient, pérenne et désirable. Pendant 3 mois nous avons conçu, protypé puis fabriqué chaque low-tech pour qu’elles s’adaptent à cet environnement particulier. En Septembre, Corentin et Caroline se sont rendus au Mexique en voilier en n'emportant que le textile. Ils ont répliqué les low-tech à partir des matériaux et outils disponibles sur place. L'objectif a donc été de concevoir des systèmes simples à répliquer. Pour faciliter la fabrication, chaque low-tech a fait l'objet d'un plan détaillé.

Quels besoins pour vivre dans cet habitat?

Pour rendre possible ce mode de vie, il a fallu répondre à des besoins essentiels comme l'accès à l'eau, l'énergie, l'alimentation, l'hygiène ou encore la gestion des déchets. Ici, nous nous intéressons à l'accès à l'eau qui est indispensable dans cet habitat pour subvenir aux besoins de l'écosystème : les plantes, les champignons, les grillons, les mouches soldats noires et les personnes vivants dans l'habitat. Comme nous ne pouvons pas compter sur la récolte d’eau de pluie pour satisfaire ces besoins, le moyen qui nous a paru le plus efficace est la dessalinisation d’eau de mer en utilisant l’énergie qui sera la plus abondante : le soleil.

Quel besoin en eau?

Pour produire 1kg de légume, 100L d’eau est nécessaire. Comme Corentin et Caroline devront produire 200g de légumes par jour, 20L d’eau par jour seront nécessaires pour la bioponie.

Le bac de spiruline aura besoin de 8L d’eau par jour puisque l’évaporation est estimée à 1L par m² et par jour.

Les besoins pour les champignons et les insectes sont estimés à 4L d’eau par jour.

Enfin, nous comptons 8L d’eau par jour pour la boisson et la cuisine.

Au total, Corentin et Caroline devront disposer au minimum de 40L d’eau par jour.

Conception du dessalinisateur

La conception de ce dessalinisateur s'est inspirée des conclusions d'étude de Cyril Grandpierre qui a prototypé plusieurs modèles de dessalinisateur solaire. De même, nous nous sommes appuyés sur la thèse d'Augustin Pinet qu'il a réalisé sur ce sujet en collaboration avec le Low-tech Lab. Notre objectif était d'arriver à un système performant tout en utilisant un maximum de matériaux biosourcés et des outils de base.

Le dessalinisateur que nous avons fabriqué nous permet de récolter environ 4L d'eau douce sur une surface de 100x120cm par une journée bien ensoeillée. Pour satisfaire leurs besoins, Corentin et Caroline ont du fabriqué 10 dessalinisteurs de ce type.

Matériaux

• Tasseaux de bois de … mm
• Plaque en zinc de 100x66cm
• Vitre de 100x66cm, d'épaisseur 3mm
• 2 cornières d' 1m
• Liège en rouleau d'épaisseur 1 mm
• Textile en lin teinté en noir
• Textile en fibre de jute
• Tuyau noir de 10m
• 12 goutteurs ayant un débit de 2L/h
• 1 vanne d'arrêt
• Peinture noire
• 2m de corde en chanvre

Outils

• Visseuse
• Perçeuse avec forets
• Scie-sauteuse
• Cutter
• Scotch double face
• Gants

Étape 1 - Isolation des plaques

Etape à réaliser sur chacune des plaques en zinc

• Couper 3 bandes de liège de 100x66cm
• Coller des bandes de scotch double face sur la plaque de zinc
• Coller la première bande de liège
• Réitérer cette opération deux fois pour coller les 2 bandes de liège restantes

Remarque : Comme nous n'avons que des bandes de liège d'épaisseur 1mm à disposition dans l'atelier, nous collons plusieurs couches de liège pour réduire les pertes thermiques. Par ailleurs, d'autres moyens d'isolation sont possibles.

Étape 2 - Fabrication du cadre

• Couper 4 tasseaux en bois de … mm de longueur (1)

Remarque : Ces tasseaux sont à la fois des renforts mais aussi les pieds du dessalinisateur.

• Percer les tasseaux et les plaques avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer les tasseaux aux plaques avec ... vis de ⌀ .. mm
• Couper 6 tasseaux en bois de … mm de longueur

Remarque : Ces tasseaux permettent de renforcer la structure sur la longueur.

• Percer les tasseaux et les plaques avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer les tasseaux aux plaques avec ... vis de ⌀ .. mm

La surface du dessalinisateur est donc de 100x120cm.

Étape 3 - Peinture des plaques

• Peindre les 2 plaques en zinc en noire

Étape 4 - Fixation du textile en lin

En s'écoulant, l'eau a tendance à suivre les fibres du textile. Lorsque les fibres sont de biais, l'eau s'écoule de manière homogène sur toute la longueur du textile (voir photo).

• Couper un morceau de textile de 120x160cm, avec les fibres de biais. Le placer de manière centré sur les plaques.
• Couper 2 tasseaux de … mm de longueur
• Les placer aux extrémités. Percer les tasseaux et la plaque avec un foret de ⌀ .. mm. Le textile doit être tendu sur les plaques.
• Fixer les tasseaux avec 6 vis de ⌀ .. mm
• Couper 2 morceaux de liège de …x…. mm
• Après avoir posé une bande de scotch double face sur chaque tasseau, coller les morceaux de liège

• Couper un tasseau de … mm de longueur
• Le placer centré. Percer le tasseau et les plaques avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer le tasseau aux plaques avec ... vis de ⌀ .. mm
• Couper un morceau de liège de …x…. mm
• Après avoir posé une bande de scotch double face sur le tasseau, coller le morceau de liège

Les vitres de 100x66cm reposeront notamment sur ces tasseaux.

Étape 5 - Fabrication du goutte à goutte

• Couper … morceaux de tuyau noir de .. mm de longueur
• Fixer les 12 goutteurs aux morceaux de tuyaux

Étape 6 - Fixation des cornières

La première cornière sert à maintenir le goutte à goutte en place.

• Placer le goutte à goutte en haut des plaques en zinc. Placer la cornière par dessus de manière à le maintenir.
• Percer la cornière, la plaque et le cadre en bois avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer ces éléments avec .. vis de ⌀ .. mm
• Couper un morceau de liège de …x…. mm
• Après avoir posé une bande de scotch double face sur la cornière, coller le morceau de liège

La seconde cornière sert de gouttière à l'eau douce.

• Couper une bande de textile en fibre de jute de … x … mm. Placer cette bande en bas des plaques en zinc. Elle permettra de décaler la cornière de façon à éviter que l'eau salée ne rentre à l'intérieur.
• Couper 4 tasseaux de …x…. mm (2)
• Percer ces tasseaux et les pieds (1) avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer ces tasseaux aux pieds (1) du dessalinisateur avec 4 vis de ⌀ .. mm
• Placer la cornière par-dessus la bande et contre les tasseaux (2)
• Percer la cornière et les tasseaux (2) avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer la cornière aux tasseaux (2) avec ... vis de ⌀ .. mm
• Placer la corde en chanvre dans la cornière et la laisser dépasser d'un côté

Remarque : La corde en chanvre sert à acheminer l'eau douce vers un récipient. L'eau est d'abord absorbée par la corde en chanvre puis, par capillarité, l'eau est redirigée vers ce récipient.

Étape 7 - Fabrication des pieds

• Couper 2 tasseaux de … mm de longueur (3)
• Une fois l'angle d'inclinaison du dessalinisateur choisie, percer les tasseaux et le cadre avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer les tasseaux au cadre avec … vis de ⌀ .. mm

Étape 8 - Pose des vitres

• Placer les vitres contre les tasseaux et cornières fixés aux plaques en zinc

Remarque : Se munir de gants pour éviter de se couper lors de la manipulation des vitres

Étape 9 - Etanchéité du dessalinisateur

L'objectif est d'éviter toute perte thermique pour maximiser l'efficacité du dessalinisateur.

Etanchéité au niveau des vitres

• Placer une bande de liège d'un mètre de longueur entre les 2 vitres pour asurer l'étanchéité
• Couper 2 tasseaux en suivant les côtes de l'image ci-contre (cales-vitre)
• Positionner les cales-vitres de manière à plaquer les vitres contre la cornière
• Percer les cales-vitre et les tasseaux (3) avec un foret de ⌀ .. mm
• Fixer les cales-vitre aux tasseaux (3) avec 2 vis de ⌀ .. mm. Ne pas trop visser afin que les cales-pieds puisse toujours tourner.

Etanchéité au niveau du goutte à goutte

• Couper 2 tasseaux de …x….mm
• Percer un trou centré de ⌀ .. mm dans chacun des tasseaux à 5mm d'un des bords
• Passer le tuyau du goutte à goutte dans le trou des tasseaux
• Percer les tasseaux et le cadre un foret de ⌀ .. mm
• Fixer les tasseaux au cadre avec 4 vis de ⌀ .. mm

Notes et références

Document rédigé par Emma Bousquet-Pasturel dans le cadre du projet "Biosphère, capsule en milieu aride".

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