Dernière modification le 14/12/2022
Difficulté
Moyen
Durée
20 heure(s)
Coût
50 EUR (€)
Description
Ce tutoriel a pour but de présenter la construction de A à Z d'un système modulable et mobile d'alimentation, d'hébergement et de partage numérique bas carbone, à base de matériaux de récupération abritant un site internet web conçu pour avoir un faible impact carbone.
Sommaire
Sommaire
- 1 Description
- 2 Sommaire
- 3 Introduction
- 4 Étape 1 - 1. Module serveur
- 5 Étape 2 - 1.1 Installation d'un serveur local sur smartphone (simple)
- 6 Étape 3 - 1.2 Installation d'un serveur local sur smartphone (complète)
- 7 Étape 4 - 1.3 Mettre en ligne le site sur internet
- 8 Étape 5 - 1.4 (Bonus) Paramètrer une connection SSH
- 9 Étape 6 - 1.5 Ecrire et publier un article grâce à html
- 10 Étape 7 - 2. Module énergétique
- 11 Étape 8 - 2.1 Dimensionnement des éléments
- 12 Étape 9 - 2.2 Astuces de récupération du matériel
- 13 Étape 10 - 2.3 Tutoriel de câblage pas à pas
- 14 Étape 11 - 3. Module de mobilité
- 15 Étape 12 - 3.1 Fabrication d'une structure en bois pour l'intérieur de la glacière
- 16 Étape 13 - 3.2 Création du passage de câble
- 17 Étape 14 - 3.3 Fixation du panneau solaire sur le couvercle
- 18 Étape 15 - 3.4 Création des cales d'orientation
- 19 Étape 16 - 3.5 Fixation du panneau à distance de la glacière
- 20 Étape 17 - 3.6 Câblage électrique
- 21 Étape 18 - 3.7 Aspect budgétaire
- 22 Commentaires
Introduction
Objectif de ce tutoriel
L'objectif de ce tutoriel est de documenter la réalisation d'un système Low-tech de numérique minimal. Un exemplaire a déjà été construit par les auteurs de ce tutoriel et il sert d'hébergement pour un site internet low-tech sur lequel vous pourrez trouver des informations complémentaires sur ce projet ainsi que des ressources supplémentaires : http://lowtechnumerique.mooo.com/
Pourquoi ce système ?
A la fin du 20ème siècle, le numérique connait un essor remarquable à travers un développement des technologies de l'information et de la communication, régulièrement qualifié de troisième révolution industrielle. Ces technologies ont radicalement changé notre monde et leur progression semble inarrêtable. Même face à la crise écologique, le numérique semble faire partie du problème mais surtout de la solution. Selon L'ADEME, le numérique représente à l'échelle mondiale 4 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde et pourrait connaitre une croissance de + 60 % d’ici à 2040 si rien n'est fait. Or, dans la stratégie du gouvernement français, la transformation numérique est présentée comme nécessaire et évidente, malgré un réelle prise de conscience et une mise en place d'une stratégie de communication et de bonnes pratiques sur les usages du numérique.
Et pourtant, malgré un aveuglement de l'immense majorité de la société face à cette question, le numérique se dirige inexorablement vers un mur, celui des limites planétaires. Que ce soit sur le plan des ressources, de l’énergie, de la sécurité ou même du bien-être mental, le numérique dépasse aujourd’hui des drapeaux rouges dans de nombreux aspects. Bien qu’étant un moyen de communication très efficace et parfois indispensable dans certains secteurs, il faut aujourd’hui le remettre en cause, penser son démantèlement et inventer son devenir dans un contexte de décroissance de la production électrique et d’extraction des ressources.
En parallèle de la montée des questionnements écologiques, l'apparition de la philosophie low-tech n'est pas passé inaperçue. Le terme low-tech est utilisé pour qualifier des objets, des systèmes, des techniques, des services, des savoir-faire, des pratiques, des modes de vie et même des courants de pensée, qui intègrent la technologie selon trois grands principes : UTILE, ACCESSIBLE et DURABLE. Cette philosophie, qui souhaite reconnecter l'humain à la technologie qu'il utilise au sein d'une planète finie, apparait désormais de plus en plus dans la sphère publique, au sein d'appels à projets de l'ADEME ou dans des médias comme ARTE.
Même si le numérique n'est pas le domaine le plus simple à repenser au prisme du low-tech, il n'en reste pas néanmoins primordial de s'attaquer dès maintenant à repenser un numérique pertinent dans le monde d'aujourd'hui et de demain. Au milieu de ces enjeux immenses, construire un projet n'est pas chose aisée. Après plusieurs temps de créativité et de réflexion, notre groupe est arrivé à imaginer un système qui répond à des besoins variés dans des mondes avec des contraintes croissantes : le système DOMINIK !
Quel est le système ?
L'idée de ce système est d'avoir un système modulable, afin que ce dernier soit pertinent pour des utilisateurs différents, des besoins singuliers et dans des mondes variés.
Au cœur de ce système, un appareil électronique central (smartphone, ordinateur, raspberry pi, ...) de récupération peut jouer plusieurs rôles. D'abord, il peut servir de box internet afin de fournir un accès internet aux personnes environnantes. Ensuite, il peut permettre à du contenu qu'il héberge d'être publié sur Internet. Il peut également créer un réseau local auquel des smartphones ou ordinateurs peuvent se connecter lorsqu'ils sont à proximité de l'appareil électronique central, afin de pouvoir y stocker et y échanger des fichiers avec les utilisateurs également à proximité. Enfin, cet appareil électronique central permet de stocker physiquement des données essentielles d'Internet afin d'y avoir accès même sans Internet.
Cet appareil électronique central sera alimenté par une source d'énergie renouvelable (panneaux solaires, petite éolienne, petite hydraulique,...) construite grâce à des matériaux de récupération. L'ensemble de ce système sera encapsulé dans un support de mobilité (sac à dos, glacière, caisse,...) afin de le protéger et de le rendre mobile. Cette caractéristique l'inscrit partiellement dans une optique de Sneakernet, c'est-à-dire le transfert de fichiers hors réseau informatique, comme lorsqu’on se passait des clés usb avec des films ou des CD avec des jeux vidéos.
Afin de prouver que ce système conceptuel est faisable, nous avons voulu interpréter concrètement une version de ce système : c'est notre Dominik. Au cœur de notre Dominik, un smartphone de récupération joue plusieurs rôles. D'abord, il sert de box internet grâce à une carte SIM prépayée et la fonctionnalité "Partage de connexion". Ensuite, il héberge un site internet que l'on a conçu selon de nouveaux principes d’écoconception numérique afin d'être ultra économe en taille et en consommation énergétique. Ce site sert à fournir la documentation et les ressources nécessaires pour permettre à d'autres utilisateurs de créer leur propre Dominik. Enfin, il est également possible de se connecter à un réseau local créé par le téléphone central lorsqu'on est à proximité de ce dernier, afin de pouvoir y stocker et y échanger des fichiers avec d’autres utilisateurs à proximité.
Ce téléphone sera alimenté par des panneaux solaires associés à une batterie, provenant de matériel de récupération. Il sera donc aussi possible de recharger votre propre téléphone. L'ensemble de ce système sera mobile, encapsulé dans un caisson de protection et de transport, qui est une glacière de camping de récupération.
Comment ça marche ?
Si votre communauté n’a pas encore de Dominik, une série de tutoriels est à disposition sur notre propre site pour vous permettre de la construire de A à Z ainsi que de la prendre en main. L’apprentissage lors de l’utilisation peut aussi se faire par des échanges oraux, ce qui permet de renforcer la convivialité de ce système, et privilégier les liens humains. Par exemple, si vous arrivez dans un lieu ou une communauté munie d’une Dominik, un utilisateur vous expliquera alors comment s’en servir pour recharger votre téléphone, vous connecter au WIFI, partager des informations sur le réseau local, publier un article sur un site, ou encore stocker des données sur la carte SD de Dominik.
A qui s'adresse-t-il ?
Matériaux
Pour la partie serveur :
- Smartphone avec entrée carte SD
- Carte SD (taille adaptée à vos besoins)
Pour la partie auto-alimentation :
- 1 panneau solaire
- 1 régulateur solaire
- 1 batterie
- 1 allume-cigare USB
- 15m de câble (1,5mm²)
- Scotch isolant
- Cosses + dominos
Pour la partie caisson de transport :
- Une petite glacière (17 cm x 23 cm x 24 cm dans notre cas)
- Planches de bois
- Colle à bois
- 2 charnière
- Plaque de plexiglass
- Un passe câble
- 2 petites vis
- Scotch double face
- Super glue
- Papier de verre
- Scotch velcro
- Une chambre à air
- Une petite plaque d'acier
Outils
Pour la partie auto-alimentation :
- Pince multifonction de câblage
- Un poste à souder
Pour la partie caisson de transport :
- Un mètre
- Une règle
- Un stylo
- Une perceuse
- Foret cloche
- Une scie circulaire ou manuelle à défaut
- Une perceuse
- Lime à bois
Étape 1 - 1. Module serveur
L'objectif de ce module central est d'obtenir un smartphone fonctionnel permettant l'hébergement de fichiers sur un serveur local qu'il contient, l'hébergement d'un site web ainsi que sa mise en ligne par une WIFI extérieure et le partage de connexion pour permettre l'accès à internet.
Étape 2 - 1.1 Installation d'un serveur local sur smartphone (simple)
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Étape 3 - 1.2 Installation d'un serveur local sur smartphone (complète)
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Étape 4 - 1.3 Mettre en ligne le site sur internet
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Étape 5 - 1.4 (Bonus) Paramètrer une connection SSH
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Étape 6 - 1.5 Ecrire et publier un article grâce à html
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Étape 7 - 2. Module énergétique
Un système complet d'accès au numérique de façon low-tech doit permettre aux utilisateurs de ne pas dépendre (ou le moins possible) du réseau électrique national, mais de pouvoir être tout de même être alimenté en énergie, et ceci de la façon la plus fiable et éco-responsable possible. Au regard de ces exigences, différents systèmes d'alimentation peuvent être envisagés :
- Une alimentation classique au réseau électrique
- Une auto-alimentation par système photovoltaïque
- Une auto-alimentation par système éolien
- Une auto-alimentation par un vélo-générateur électrique
Une analyse multi-critère hiérarchique (fichier choix_alim) nous a permis de définir le système photovoltaïque comme le plus pertinent pour ce projet.
Dans ce module, nous vous proposons alors :
- Une méthode de dimensionnement de votre installation
- Des astuces pour récupérer les composants nécessaires
- Un tutoriel de câblage de votre installation pas à pas
Étape 8 - 2.1 Dimensionnement des éléments
La première étape est de dimensionner au mieux les composants pour qu'ils soient adaptés à l'utilisation. Assez puissants pour assurer un service correct, mais pas trop pour le pas faire monter les prix et le volume/poids de l'installation. Le but ici est de choisir la structure de votre circuit, puis lister les hypothèses et données utiles, et enfin définir la caractéristique des composants grâce à la méthode de calcul que nous avons développé. Voici 2 méthodologies pour 2 cas d'usages :
2.1.1 Si vous décidez d'héberger votre serveur sur un smartphone
- Schéma du circuit proposé (détail des composants dans la partie 2.2) : Image 1
- Pour définir les caractéristiques, trois solutions s'offrent à vous. Vous pouvez la définir empiriquement grâce à la méthode indiquée dans notre méthode de dimensionnement. Vous pouvez attendre nos résultats de performance après utilisation de notre système. Vous pouvez aussi vous baser sur notre exemple de dimensionnement si vous utilisez un smartphone dans dans conditions similaires au nôtres : Lors de notre test, un smartphone est resté en mode "4G et partage uniquement" avec écran éteint et utilisation du partage "standard" sur une période de 24h et 24 minutes. Notre smartphone est passée de 80% à 15%, soit 7,51Wh de consommé en 24,4h. La puissance moyenne est donc de 0,31W. Nous nous plaçons dans le cas du jour le plus court de l'année à Grenoble avec une inclinaison de panneau de 66% orienté sud, en supposant l'absence de masque. L'IGP est de 2720 Wh/m²/jour. Nous prenons un temps d'autonomie minimum de 40h (2 nuit et 1 jour complet sans soleil en hiver), et un temps de recharge maximal de 1 jour, soit 8h pour décembre. Les autres valeurs importantes sont choisies comme celles du calculateur (1.3). Grâce au calculateur, nous obtenons les résultats suivants : Capacité de batterie : 12.3 Wh Surface de panneau : 0,044 m² soit un panneau de 30 cm par 15 cm Puissance minimal du régulateur : 4,4 W Section de câble : 1,5 mm²
2.1.2 Si vous hébergez votre serveur sur un autre support ou que vous vous intéressez à un autre système de faible puissance
- Schéma du circuit proposé (détail des composants dans la partie 2) : Image 2
- Le convertisseur dépend de la forme d'alimentation demandée par le dispositif électronique. Pour définir les caractéristiques techniques des composants, il faut utiliser la méthode de dimensionnement proposée en 1.3.
2.1.3 Méthode de calcul de dimensionnement
Vous trouverez un tutoriel pas à pas dans le fichier : "Calcul_dimensionnement"
Étape 9 - 2.2 Astuces de récupération du matériel
Voici quelques TIPS pour récupérer les différents composants nécessaire à votre installation. pistes sont à explorer :
- Les grandes enseignes de votre ville/village adapté à ce que vous cherchez
- Les magasins de récupération/ressourceries
- Les sites de seconde main entre particuliers
- Les bennes de chantier
- Les zones de gratuité / lieux de dépôt fréquents
- Les groupes réseau sociaux
Voici ensuite des conseils plus spécifiques pour notre cas d'utilisation
2.2.1 Les panneaux solaires
Si vous ne trouvez pas facilement de petits panneaux solaires auprès de votre entourage, site de seconde main ou autres contacts (pro, associatif, etc), certaines entreprises qui changent leurs panneaux donnent les anciens, qui parfois marchent bien.
2.2.2 Le régulateur
Il existe 2 principaux types de régulateurs de panneaux solaire (https://allo.solar/base-de-connaissances/quelles-differences-entre-pwm-et-mppt.html):
- Les MPPT (Maximal Power Point Tracker) : qui adapte en permanance la tension du panneau solaire pour une récupération maximale de l'énergie tout en permettant une tension adaptée pour la batterie en sortie. Ces dispositifs sont assez chers.
- Les PMW (Pulse With Modulation) : qui adaptent la tension du panneau solaire à celle nécessaire pour charger la batterie. Le protocole est moins performant mais le dispositif est moins cher. Cela reste amplement satisfaisant pour notre cas pratique d'électronique de faible puissance.
Vous pouvez peut-être en trouver sur des sites d'annonces de seconde main (cela a été notre cas pour un PMW à 12 euros). Vous pouvez également en acheter un neuf dans des magasins d'électronique.
2.2.3 La batterie
Nous vous conseillons d'acheter une batterie Lithium-ion 12V ou 24V. En effet, les tensions 12V ou 24V s'adaptent très souvent au régulateur de tension. De plus, la technologie lithium-ion permet la décharge profonde, et vous n'aurez pas de problème de défaillance de batterie si elle plus assez alimentée.
Pour la récupération, pensez à tous les appareils que vous n'utilisez plus, ou que votre entourage ou contacts n'utilisent plus. Sinon, il y a les sites de d'annonces de seconde main, les casses de voitures (avec souvent des grosses batteries qui peuvent être chères et/ou au plomb par contre), et en dernier recours l'achat en neuf.
2.2.4 Le convertisseur
Dans le cas d'un convertisseur DC/DC pour une sortie USB, vous pouvez utiliser un adaptateur allume-cigare USB, à trouver chez vous, votre entourage, ou sites d'annonces de seconde main. Dans le cas d'un convertisseur DC/AC, c'est très utilisé dans les campings-car. Encore une fois, demandez à votre entourage fan de camping ou un site de seconde main.
2.2.5 Le smartphone
Cela ne concerne que les intéressés pour créer un serveur. Le smartphone est la chose la plus facile à trouver, tout le monde en a chez soi dans un tiroir. C'est d'ailleurs pour cette raison que nous avons centré ce tutoriel autour de la récupération d'un smartphone.
2.2.6 Les câbles
Vous pouvez en trouver en ressourcerie, sur des sites de seconde main, via votre entourage, ou même en acheter neufs.
2.2.6 Budget référence des prix
Il est possible que vous n'arriviez pas à récupérer les matériaux. Que ce soit en seconde main ou en neuf, il vous sera utile d'avoir une idée des prix des composants. Vous trouverez ci-dessous pour chaque composant :
- Prix max neuf (Pmax) : correspond au prix moyen de la gamme haute de l’article considéré.
- Prix moyen neuf (Pm) : correspond au prix moyen de la gamme basse/moyenne de l’article considéré.
- Récupérabilité (r) : Note /5 caractérisant la facilité d’un article à être récupéré gratuitement.
- Opportunité de seconde-main (o) : Note /5 caractérisant la facilité d’un article à être acheté en seconde-main, en prenant en compte la récupérabilité.
- Facteur de prix d’occasion (f) : correspond au facteur par lequel il faut multiplier le prix neuf pour trouver le prix moyen sur le marché de l’occasion. N’ayant trouvé aucune donnée statistique à ce sujet, il sera calculé en faisant la moyenne de ce facteur sur 5 produits (pour l’article considéré, en les rapportant au prix de l’article neuf correspondant) pour 5 villes différentes en France.
- Prix max neuf ajusté (Pmax,ajust) : correspond au prix moyen ajusté de la gamme haute de l’article considéré.
- Prix moyen neuf (Pm,ajust) : correspond au prix moyen ajusté de la gamme basse/moyenne de l’article considéré.
Les prix ajustés ont été calculé par la méthode du document Calcul_budget.
Étape 10 - 2.3 Tutoriel de câblage pas à pas
3.1 Principe
Lorsque vous aurez récupéré l'ensemble du matériel, il vous faudra réaliser les connections. Il est très dangereux de connecter les fils directement en les soudant entre eux, car vous n'aurez pas la possibilité de les déconnecter en cas de problèmes. Il faut alors trouver des systèmes de connexion adaptés. Pour cela trois méthodes possibles :
- Si les systèmes de connections matchent, il suffit de les laisser ainsi.
- Si ils ne matchent pas du tout entre eux, la méthode consiste à découper les connections qui ne matchent pas et les remplacer par des systèmes cosse-domino (3.3)
- Si certains systèmes de connexion matchent mais ne sont pas en "face-à-face", vous pouvez les récupérer et les interchanger (3.4)
3.2 Système cosse-domino
Imaginons que les composants que vous avez récupérés ont tous des systèmes de connexion incompatibles entre eux, comme sur l'exemple de l'image 1.
Une solution pour vous est la suivante :
- Couper tous les systèmes de connexion
- Dénuder les bouts de câble concernés Image 2
- Ajouter une cosse grâce à une pince de serrage Image 3
- Relier entre eux ces câbles via un domino Image 4
3.4 Interchanger les systèmes de connexion
Il est cependant possible que certains systèmes soient compatibles entre eux mais placés au mauvais endroit, comme sur l'exemple de l'image 6.
Ici, il est possible d'interchanger le système de connexion Type A - M du panneau solaire et Type B - M su régulateur. Pour ce faire :
- Couper les systèmes de connexion concernés en laissant une marge de câble et dénuder les câbles concerné. Image 7
- Échanger les systèmes de connexion concernés.
- Souder les câbles à leur nouveau système de connexion associé. Vous trouverez un tutoriel ici : https://www.youtube.com/watch?v=ZMP2PCkPAgk
- Ajouter une gaine thermorétractable ou du scotch noir pour isoler la soudure et sécuriser le circuit.
3.5 Protocole de test
Une fois votre produit fini, il est utile de le tester pour être sûr qu'il marche bien. Nous voulons voir si le système répond globalement aux attente, et non vérifier l'état physique de chaque composant. La démarche est la suivante :
- Le premier test consiste à brancher l'installation, mettre le panneau au soleil, et brancher un téléphone portable pour s'assurer que le circuit est fonctionnel (test 1).
- Vider la batterie de la manière que vous souhaitez.
- Par un jour ensoleillé, sans nuage : brancher la batterie au panneau et à votre dispositif électrique. Relever le temps que la batterie met à se charger qu'on notera T (test 2).
- Une fois la batterie chargée, noter la temps qu'elle met à se décharger avec votre dispositif électrique en mode de fonctionnement normal (smartphone en mode serveur dans notre cas) (test 3). Si le temps de décharge est trop court, cela signifie que votre batterie est sous-dimensionnée. Si le temps de décharge est beaucoup trop long, cela signifie que votre batterie est sûr-dimensionnée, ce n'est pas forcément un problème.
- Sur le calculateur Logiciel Calsol (partie ressource solaire), relever l'IGP du mois de votre test, et l'IGP du mois de décembre, avec l'orientation adéquate de votre panneau. On notera f le facteur (IGPmois/IGPdécembre).
- Multiplier T par f. Si le résultat est inférieur à votre temps de charge espéré, le système n'est pas assez performant. Il se peut que votre panneau solaire ne soit pas assez puissant, ou que votre batterie n'a pas assez de capacité. Nous allons déterminer quel est notre cas par la suite.
- Si vous êtes dans cette situation, videz à nouveau la batterie, et rechargez la en mettant le panneau au soeil pendant un temps T'=Tcharge*f, Tcharge étant le temps de charge que vous vous étiez fixé pendant le dimensionnement. Refaites le test 3. Si le temps de décharge est acceptable, cela signifie que la batterie est sur-dimensionnée mais le panneau solaire n'est pas sous-dimensionné, vous pouvez accepter cette installation. Si le temps de décharge est toujours trop court, cela signifie que votre panneau solaire est sous-dimensionné, il faudra en choisir un plus puissant.
Étape 11 - 3. Module de mobilité
Pour continuer dans le développement de ce système, il est pertinent de lui offrir un caisson de transport et protection, afin de pouvoir déplacer le système. Cette mobilité ne sert pas uniquement à rendre toutes les utilités précédentes mobiles, mais elle permet une utilité en elle-même dans une optique de Sneakernet (https://fr.wikipedia.org/wiki/Sneakernet).
Pour ce caisson, il existe plusieurs possibilités :
- Caisson auto-construit à partir de matériaux bruts de récupération
- Récupération d'une boite type glacière de camping
- Sac à dos de récupération
Pour se fixer sur un choix pertinent, nous avons réalisé une analyse hiérarchique multi-critères. (voir le fichier "choix_caisson")
Celle-ci nous a permis de réaliser que l'utilisation d'une glacière de camping récupérée était le choix le plus pertinent pour notre cas d'utilisation. Ce choix peut être différent dans d'autres cas d'utilisation. Nous présenterons ici uniquement le tutoriel associé à la solution "glacière".
Nous avons donc aménagé cette glacière dans le but de lui donner un aspect esthétique convivial, mais aussi et surtout pour qu'elle puisse accueillir et transporter de façon pratique et simple les différents composants de notre système connectés entre eux.
Avant d'attaquer la conception en elle-même, nous nous sommes demandé si la surchauffe de la glacière pouvait comporter un risque pour l'ensemble du système. Une analyse théorique nous a permis de conclure que la température à l'intérieur de la glacière resterait acceptable, et qu'il n'était donc pas utile de pense à ajouter un système de ventilation (voir le fichier "ventilation").
Ce module contiendra donc une notice détaillée pour la fabrication d'un caisson hébergeant un serveur local alimenté au solaire : Dominik. Ce serveur internet sera hébergé sur un smartphone de récupération. Le caisson est prévu pour être mobile, étanche, pratique et convivial. Ce caisson s'appuiera sur la récupération d'une glacière aménagée, à l'intérieur de laquelle se trouve des compartiments. Dans les différents compartiments se trouveront :
- La batterie
- Le régulateur de tension
- Le smartphone
- Des cales
- La longueur de câble inutilisée
Des bretelles seront ajoutées ainsi qu'un système de support et d'orientation du panneau solaire (voir illustrations Image 2).
Étape 12 - 3.1 Fabrication d'une structure en bois pour l'intérieur de la glacière
Principe
On va fabriquer une structure en bois pour caler les composants de l'alimentation du serveur. Un premier compartiment au fond sera divisé en deux pour accueillir respectivement le régulateur et la batterie. Un étage intermédiaire servira à accueillir du fil électrique et des cales pour le panneau solaire. Un dernier étage en haut servira à accueillir le smartphone.
voir Image 1
Préparation
- Prendre les mesures intérieures du fond de la glacière. On notera L la longueur et l la largeur. Prendre la mesure de la mesure de l'épaisseur de la planche de bois que vous allez utiliser. On la notera e.
Réalisation
- Tracer ces mesures sur des planches de bois. Pour cela, définir une hauteur h des cales (qui peuvent correspondre à environ 1/3 de la hauteur totale de la glacière). Dessiner deux rectangles de longueur L et largeur h, puis un rectangle de longueur l-2e et de largeur h. Attention à ne pas coller les rectangles pour prendre en compte la largeur du découpage avec votre scie (voir photo). Sur le schéma ci-dessous, les pointillés doivent avoir la largeur de votre scie lorsque vous tracez vos traits. Image 2 Vous pouvez ensuite les découper à la scie (circulaire ou classique)
- Arrondir les angles de la structure pour qu'elle s'adapte à l'intérieur de la glacière. Image 3
- Percer un trou dans la petite planche du milieu de la structure, dans le but de laisser passer les câbles reliant le régulateur et la batterie (voir partie 5 câblage électrique). Attention : il faut que le trou soit assez gros pour faire passer le connecteurs associés au régulateur et à la batterie. Il faut donc au préalable définir quels types de connecteurs vous allez utiliser.
- Les assembler en "I" (voir schéma) avec de la colle spéciale pour le bois. Laisser reposer une vingtaine de minute serré par un étau ou un serre-joint si possible. Image 4
- Sur une planche de bois plus fine, reporter les dimensions de la glacière (rectangle de 17 cm x 23 cm dans notre cas), la découper puis percer 2 trous à l'aide d'une scie cloche pour laisser passer les doigts et les câbles du régulateurs et de la batterie, ainsi que leur connecteurs associés. Cette planche aura pour rôle de refermer le compartiment du fond de la glacière pour protéger un peu plus les composants en son sein. Image 5
- De la même manière que pour l'étage du bas, vous pouvez réaliser un deuxième étage séparé pour compartimenter les cales du panneau solaire et la longueur de câble excédentaire. La structure ne sera plus en I mais en U (voir photo).
Image 6
Étape 13 - 3.2 Création du passage de câble
Principe
Nous allons fixer un passe-câble dans la glacière pour laisser passer le câble du panneau solaire en lui faisant garder son étanchéité et son isolation thermique.
Image 12
Réalisation
- Percer la glacière sur sa partie latérale haute (voir images) avec une scie cloche ou un foret du diamètre de la partie "vis". Image 13
- Insérer votre passe câble par l'intérieur de votre glacière.
- Si vous ne pouvez pas visser le l'écrou en plastique extérieur, utiliser une scie cloche de diamètre supérieur pour pouvoir faire passer l'écrou et le serrer.
Image 14
Image 15
Étape 14 - 3.3 Fixation du panneau solaire sur le couvercle
Principe
Pour fixer le panneau solaire, nous vous proposons 2 solutions :
- Une solution directement sur la glacière.
- Une solution où le panneau solaire est loin de la glacière.
Dans cette partie, on se penche sur la première solution : on va fixer le panneau solaire sur le couvercle en laissant un axe de rotation pour changer le positionnement du panneau en fonction du soleil.
Image 1
Réalisation
- Fixation d'une charnière sur le couvercle : avec de la colle forte, on fixe une charnière sur la tranche et au centre du couvercle. Pour s'assurer que ça tienne, on ajoute 2 vis.
- Ajout d'une plaque de plexiglass : afin d'avoir une surface de fixation plus grande pour le panneau, il faut ajouter une plaque de plexiglass elle-même fixée sur la charnière. Pour se faire, couper une plaque de plexiglass (environ 5 cm x 10 cm). Coller cette plaque à la charnière avec du scotch double face. Image 2
- Fixation du panneau solaire Il est intéressant de fixer à la plaque de plexiglass avec du scotch velcro pour une raison pratique : pouvoir le décrocher facilement, lorsqu'on bouge la hanse pour le transport par exemple. Pour cette manipulation, coller le velcro mâle sur la plaque de plexi et le velcro femelle au dos du panneau solaire. Le velcro ne doit pas être fixé au centre du panneau, mais un peu en bas du centre. Cela permet à son centre de gravité d'être en haut de l'axe de rotation de la charnière, et donc facilité le réglage de l'angle (voir la phase d'utilisation). Image 3
Étape 15 - 3.4 Création des cales d'orientation
Principe
Comme le suggérait le premier schéma de la partie 2.3, la hanse de la glacière sert de support d'orientation pour le panneau. Or pour que celle si reste dans la position souhaitée, nous utilisons différentes cales en bois pour la maintenir dans des orientations précises (voir ce même schéma).
Calculer la hauteur des cales pour différentes orientations du panneau solaire, nous avons testé une approche théorique par trigonométrie.
Cependant, en vue de la complexité de la solution pour la simplicité de la question, nous avons préféré changer de méthode et de réaliser cela de manière empirique comme la méthode qui suit.
Réalisation
- Réaliser des mesures de hauteurs de cales pour différentes orientation du panneau solaire.
- Découper des cales correspondantes aux différentes hauteurs mesurées.
- Marquer sur les cales l'angle de panneau auxquelles elles correspondent.
Pour moins d'encombrement, il est possible d'utiliser une seule cale pour deux inclinaisons différentes. Par exemple, notre cale 30°/50° permet, selon la direction de la hanse, de réaliser les angles de panneau 30° ou 50° (voir Image 1).
Utilisation
Grâce au logiciel Calsol (http://ines.solaire.free.fr/gisesol_1.php), et en jouant sur l'inclinaison, vous trouverez l'inclinaison optimale pour votre mois et votre localisation.
Pour utiliser les cales, il suffit de les placer sous la hanse blanche, et d'appuyer le panneau sur cette hanse.
Image 2
Lorsque vous voulez déplacer votre système, dé-scratcher le panneau pour le faire passer sous la hanse. Vous avez alors un système compact facilement transportable.
Étape 16 - 3.5 Fixation du panneau à distance de la glacière
Principe
Nous allons maintenant réaliser une support de fixation permettant de régler l'inclinaison du panneau solaire lorsque celui-ci est situé loin du système central.
Réalisation
- Découper une plaque d'acier d'une largeur d'environ 1-2 cm et d'une longueur correspondant à un peu moins que la moitié de la longueur du panneau.
- Fixer une charnière avec du scotch double face à l'extrémité de cette plaque.
- Placer du scotch velcro mâle sur l'autre partie de la charnière, et du velcro femelle sur le panneau solaire (un peu en dessous de la moitié du panneau, de telle sorte que le panneau puisse reposer en position quasi-verticale (voir images 1 et 2)).
- Vous pouvez découper une chambre à air et coller à la colle forte des petites bandes adhérentes sur les extrémités du panneau et de la plaque de support. Image 3
Utilisation
Pour utiliser ce support de fixation vous pouvez vous référer aux images 4 et 5.
- Si le panneau glisse, utiliser ce que vous trouver pour le caler (exemple des poids en fonte sur les photos).
- Selon l'inclinaison désirée, n'hésitez pas a faire pivoter le panneau pour que le scratch se retrouve "au dessus" du milieu (voir la deuxième photo).
Étape 17 - 3.6 Câblage électrique
Principe
Nous allons ici câbler notre installation selon le schéma de la partie 5.1.1. en plaçant la batterie dans un compartiment et le régulateur dans l'autre. Le panneau solaire sera connecté au régulateur via un câble de plusieurs mètres pour permettre au panneau d'être mobile par rapport à la glacière pour certains cas d'utilisation.
Réalisation
- Connecter les différents composants grâce au tutoriel de la partie 2.3. La longueur de câble à laisser entre le panneau solaire et le régulateur dépend de votre usage du système. Dans notre cas, nous avons laissé 6m de câble.
- Placer les composants en faisant passer les câbles dans les différents passe-câbles pour avoir un câblage propre.
- Branchez le tout.
- Réalisez un test pour vérifier que tout fonctionne. S'il y a des dysfonctionnements, détecter l'origine du problème à l'aide de tests avec un voltmètre.
Étape 18 - 3.7 Aspect budgétaire
Il est possible que vous n'arriviez pas à récupérer les matériaux. Que ce soit en seconde main ou en neuf, il vous sera utile d'avoir une idée des prix des composants. Vous trouverez ci-dessous pour chaque composant :
- Prix max neuf (Pmax) : correspond au prix moyen de la gamme haute de l’article considéré.
- Prix moyen neuf (Pm) : correspond au prix moyen de la gamme basse/moyenne de l’article considéré.
- Récupérabilité (r) : Note /5 caractérisant la facilité d’un article à être récupéré gratuitement.
- Opportunité de seconde-main (o) : Note /5 caractérisant la facilité d’un article à être acheté en seconde-main, en prenant en compte la récupérabilité.
- Facteur de prix d’occasion (f) : correspond au facteur par lequel il faut multiplier le prix neuf pour trouver le prix moyen sur le marché de l’occasion. N’ayant trouvé aucune donnée statistique à ce sujet, il sera calculé en faisant la moyenne de ce facteur sur 5 produits (pour l’article considéré, en les rapportant au prix de l’article neuf correspondant) pour 5 villes différentes en France.
- Prix max neuf ajusté (Pmax,ajust) : correspond au prix moyen ajusté de la gamme haute de l’article considéré.
- Prix moyen neuf (Pm,ajust) : correspond au prix moyen ajusté de la gamme basse/moyenne de l’article considéré.
Les prix ajustés ont été calculé par la méthode du document du fichier "Calcul_budget"
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