La lampe gravitationnelle low-tech transfo … La lampe gravitationnelle low-tech transforme l’énergie potentielle d’un poids en lumière, sans électricité ni batterie. En soulevant un poids (pierre, sac de sable, bouteille d’eau) et en le laissant redescendre lentement, un engrenage active un générateur qui alimente une LED. Chaque cycle fournit 5 minutes d’éclairage renouvelable instantanément. Simple, robuste et écologique, elle constitue une alternative durable aux lampes à kérosène.
Nous obtenons environ 7 minutes de lumière avec un poids monté à 2m du sol, et à chaque fois que l'on double le poids et le nombre de poulies, on double l'autonomie. Une autonomie de 30 minutes est donc envisageable en renforcant certains aspects structurels du système pour augmenter le poids et en répétant certaines étapes de tutoriel pour augmenter le nombre de poulies.oriel pour augmenter le nombre de poulies. +
Medium +
hour(s) +
Dans un monde où l'accès à l’électricité r … Dans un monde où l'accès à l’électricité reste limité pour près de '''770 millions de personnes''', des solutions énergétiques innovantes et accessibles deviennent essentielles.
La lampe gravitationnelle '''low-tech''' est une alternative ingénieuse aux lampes à piles ou à kérosène, souvent coûteuses et polluantes. Fonctionnant sans électricité ni combustible fossile, elle utilise uniquement la '''force de gravité''' pour générer de la lumière, offrant ainsi une solution durable et fiable aux populations isolées. Le '''persona''' idéal pour cette lampe
est toute personne n'ayant pas accès à un moyen fable de production/stockage d'électricité pour éclairer les pages d'un livre. On peut penser si bien à une communauté très rurale qu'à une famille de migrants dans une tente avec un peu de hauteur sous plafond ou même juste quelqu'un qui habite dans une zone sensible aux coupures de courant... La lampe gravitationelle bénéficie aussi de l'avantage économique: aucun cout d'utilisation car aucun consomable.n cout d'utilisation car aucun consomable. +
faux +
===🔩 '''Structure et mécanique''' : ===< … ===🔩 '''Structure et mécanique''' : ===
#'''Un morceau de bois''' pour le chassis, pas besoin d'être précis, on est pas sur de l'aéronautique!
#'''Planches de contreplaqué''' pour la poulie centrale et le corps des poulies secondaires.
#'''Tiges en bois''' du diamètre des l'interieur des roulements
#'''Câble ou corde résistante''' – pour relier le poids au système d’engrenage.
#'''4 Vis à Oeillet'''
#'''Deux mousquetons'''
#'''Poids''' (sacs de sable, bouteilles remplies d'eau).
#'''Fil de fer'''
#'''2 Roulements 608''' (ceux qu'on trouve partout: roues de skate, trotinette, roller, hand spinner, ...
#Cannette vide
===⚡ '''Un peu d'électronique''' : ===
#'''Moteur de micro-ondes''', on expliquera par la suite comment l'extraire, mais on peut en trouver facilement en ligne: Il suffit de tapper "moteur micro-ondes 4W 230V synchrone" mais pas très Low-tech tout ça! Les micro-ondes sont souvent jetés après que quelqu'un fasse exploser un oeuf dedans!
#'''4 Diodes , diodes Schottky si possible mais pas obligatoirement''' (servira pour un montage redresseur de tension).
#'''2 Condensateurs 50V 1000µF''' (pour lisser la tension en sortie des diodes), souvent trouvées dans les alimentations des produits electroménagers, les notres viennent d'une barre de son.
#'''Une LED 1-3W''' dans l'idéal un COB, de 3 à 4V pour une lampe de cette échelle.
#'''Cable électrique''' (le diametre n'est pas important, mais c'est sympa plusieurs couleurs, et si besoin il y en a un peu dans le micro-ondes qu'on peut récolter).
#'''Protoboard''', pour que le circuit soit tout beau tout propre!Protoboard''', pour que le circuit soit tout beau tout propre! +
#'''Un morceau de bois''' pour le chassis, pas besoin d'être précis, on est pas sur de l'aéronautique!
#'''Planches de contreplaqué''' pour la poulie centrale et le corps des poulies secondaires.
#'''Tiges en bois''' du diamètre des l'interieur des roulements
#'''Câble ou corde résistante''' – pour relier le poids au système d’engrenage.
#'''4 Vis à Oeillet'''
#'''Deux mousquetons'''
#'''Poids''' (sacs de sable, bouteilles remplies d'eau).
#'''Fil de fer'''
#'''2 Roulements 608''' (ceux qu'on trouve partout: roues de skate, trotinette, roller, hand spinner, ...
#Cannette vide
===⚡ '''Un peu d'électronique''' : ===
#'''Moteur de micro-ondes''', on expliquera par la suite comment l'extraire, mais on peut en trouver facilement en ligne: Il suffit de tapper "moteur micro-ondes 4W 230V synchrone" mais pas très Low-tech tout ça! Les micro-ondes sont souvent jetés après que quelqu'un fasse exploser un oeuf dedans!
#'''4 Diodes , diodes Schottky si possible mais pas obligatoirement''' (servira pour un montage redresseur de tension).
#'''2 Condensateurs 50V 1000µF''' (pour lisser la tension en sortie des diodes), souvent trouvées dans les alimentations des produits electroménagers, les notres viennent d'une barre de son.
#'''Une LED 1-3W''' dans l'idéal un COB, de 3 à 4V pour une lampe de cette échelle.
#'''Cable électrique''' (le diametre n'est pas important, mais c'est sympa plusieurs couleurs, et si besoin il y en a un peu dans le micro-ondes qu'on peut récolter).
#'''Protoboard''', pour que le circuit soit tout beau tout propre!Protoboard''', pour que le circuit soit tout beau tout propre! +
<nowiki>===''Projet réalisé dans le … ===''Projet réalisé dans le cadre de l’intersemestre SHES-S8 par Alexandre Perrin et Elisha Hodgson, élèves ingénieurs à l’École Nationale d’Ingénieurs de Brest (ENIB).''===
==🔹 Inspirations et technologies utilisées==
*'''Technologie low-tech''' : Inspirée des principes du ''Low-Tech Lab'', qui documente des innovations accessibles, durables et autonomes.
*'''Éclairage gravitationnel''' : Concept basé sur ''GravityLight'' (Deciwatt), exploitant la gravité pour produire de la lumière sans électricité.
*'''Conversion d’énergie mécanique en électricité''' : Utilisation d’un générateur entraîné par la gravité, similaire aux dynamos de vélo et aux systèmes de récupération d’énergie.
*'''Philosophie open-source et licences''' : Aligné avec le mouvement ''Open Hardware'', encourageant le partage des connaissances et l’amélioration collaborative. Utilisation de licences comme la ''CERN Open Hardware License'' et la ''CC BY-SA''.
*'''Projets similaires :'''
**Cette lampe avec une roue de vélo et une chaine qui permet de s'éclairer pendant 12 minuteshttps://rimstar.org/science_electronics_projects/gravity_light_homemade_diy_v2.htm
----
==🔹 Optimisation et axes d’amélioration==
===⚡ '''Efficacité énergétique'''===
*Tester différents générateurs (''dynamos de vélo, moteurs DC'') pour maximiser la production électrique.
*Optimiser la transmission mécanique (''engrenages et poulies bien calibrés'') pour exploiter au mieux la descente du poids.
===🔋 '''Optimisation de l’éclairage et du circuit électrique'''===
*Utiliser des '''LED basse consommation''' adaptées aux faibles tensions pour prolonger l’autonomie.
===🔩 '''Robustesse et fiabilité du mécanisme'''===
*Intégrer des '''roulements de qualité''' pour réduire les pertes par frottement.
*Ajouter un '''frein progressif''' pour éviter une descente trop rapide et protéger le générateur.
----
==🔹 Axes d’amélioration avancés==
===🚀 '''Optimisation énergétique'''===
*Tester des '''moteurs pas à pas''' pour améliorer la conversion mécanique-électrique.
*Expérimenter avec des '''engrenages supplémentaires''' pour prolonger la durée d’éclairage.
===🔧 '''Amélioration mécanique'''===
*Développer un '''système de freinage progressif''' pour garantir un débit d’énergie constant.
*Tester des '''poids variables''' (''eau, sable, etc.'') pour adapter l’autonomie selon les besoins.
===🔋 '''Autonomie et stockage de l’énergie'''===
*Ajouter une '''batterie tampon''' pour éviter les interruptions brusques.
*Explorer une option hybride '''solaire + gravité''' pour une meilleure autonomie.
===🌍 '''Éco-conception et accessibilité'''===
*Simplifier la fabrication en '''kit''' pour une production locale et une diffusion large.
----
==🔹 Applications et perspectives==
*Utilisation en '''éclairage de secours''', '''campings''', '''refuges''', ou '''zones isolées sans accès à l’électricité'''.
*Possibilité de transformer le concept en '''mini-générateur''' pour charger de petits appareils.
*Partage du projet sous '''licence open-source''' pour une amélioration continue par la communauté.
----
==🔹 Prochaines étapes du projet==
===📌 '''Tests et validation des solutions techniques'''===
*Comparer les performances de plusieurs générateurs ('''dynamos, moteurs pas à pas, etc.''').
*Expérimenter avec différentes '''transmissions mécaniques''' pour maximiser l'efficacité énergétique.
===📌 '''Prototypage et améliorations'''===
*Concevoir et assembler un '''premier prototype fonctionnel'''.
*Tester et ajuster le '''mécanisme de freinage''' pour une descente optimisée.
*Expérimenter avec des '''matériaux recyclés''' pour une meilleure éco-conception.
===📌 '''Documentation et partage open-source'''===
*Documenter les plans et schémas pour une diffusion '''open-source'''.
*Publier les résultats des tests et inviter la '''communauté''' à proposer des améliorations.
===📌 '''Applications et mise en situation réelle'''===
*Tester le dispositif dans des '''environnements réels''' (''camping, éclairage d’urgence, etc.'').
*Recueillir des '''retours d’utilisateurs''' pour affiner le design.
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==🔹 Inspirations et technologies utilisées==
*'''Technologie low-tech''' : Inspirée des principes du ''Low-Tech Lab'', qui documente des innovations accessibles, durables et autonomes.
*'''Éclairage gravitationnel''' : Concept basé sur ''GravityLight'' (Deciwatt), exploitant la gravité pour produire de la lumière sans électricité.
*'''Conversion d’énergie mécanique en électricité''' : Utilisation d’un générateur entraîné par la gravité, similaire aux dynamos de vélo et aux systèmes de récupération d’énergie.
*'''Philosophie open-source et licences''' : Aligné avec le mouvement ''Open Hardware'', encourageant le partage des connaissances et l’amélioration collaborative. Utilisation de licences comme la ''CERN Open Hardware License'' et la ''CC BY-SA''.
*'''Projets similaires :'''
**Cette lampe avec une roue de vélo et une chaine qui permet de s'éclairer pendant 12 minuteshttps://rimstar.org/science_electronics_projects/gravity_light_homemade_diy_v2.htm
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==🔹 Optimisation et axes d’amélioration==
===⚡ '''Efficacité énergétique'''===
*Tester différents générateurs (''dynamos de vélo, moteurs DC'') pour maximiser la production électrique.
*Optimiser la transmission mécanique (''engrenages et poulies bien calibrés'') pour exploiter au mieux la descente du poids.
===🔋 '''Optimisation de l’éclairage et du circuit électrique'''===
*Utiliser des '''LED basse consommation''' adaptées aux faibles tensions pour prolonger l’autonomie.
===🔩 '''Robustesse et fiabilité du mécanisme'''===
*Intégrer des '''roulements de qualité''' pour réduire les pertes par frottement.
*Ajouter un '''frein progressif''' pour éviter une descente trop rapide et protéger le générateur.
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==🔹 Axes d’amélioration avancés==
===🚀 '''Optimisation énergétique'''===
*Tester des '''moteurs pas à pas''' pour améliorer la conversion mécanique-électrique.
*Expérimenter avec des '''engrenages supplémentaires''' pour prolonger la durée d’éclairage.
===🔧 '''Amélioration mécanique'''===
*Développer un '''système de freinage progressif''' pour garantir un débit d’énergie constant.
*Tester des '''poids variables''' (''eau, sable, etc.'') pour adapter l’autonomie selon les besoins.
===🔋 '''Autonomie et stockage de l’énergie'''===
*Ajouter une '''batterie tampon''' pour éviter les interruptions brusques.
*Explorer une option hybride '''solaire + gravité''' pour une meilleure autonomie.
===🌍 '''Éco-conception et accessibilité'''===
*Simplifier la fabrication en '''kit''' pour une production locale et une diffusion large.
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==🔹 Applications et perspectives==
*Utilisation en '''éclairage de secours''', '''campings''', '''refuges''', ou '''zones isolées sans accès à l’électricité'''.
*Possibilité de transformer le concept en '''mini-générateur''' pour charger de petits appareils.
*Partage du projet sous '''licence open-source''' pour une amélioration continue par la communauté.
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==🔹 Prochaines étapes du projet==
===📌 '''Tests et validation des solutions techniques'''===
*Comparer les performances de plusieurs générateurs ('''dynamos, moteurs pas à pas, etc.''').
*Expérimenter avec différentes '''transmissions mécaniques''' pour maximiser l'efficacité énergétique.
===📌 '''Prototypage et améliorations'''===
*Concevoir et assembler un '''premier prototype fonctionnel'''.
*Tester et ajuster le '''mécanisme de freinage''' pour une descente optimisée.
*Expérimenter avec des '''matériaux recyclés''' pour une meilleure éco-conception.
===📌 '''Documentation et partage open-source'''===
*Documenter les plans et schémas pour une diffusion '''open-source'''.
*Publier les résultats des tests et inviter la '''communauté''' à proposer des améliorations.
===📌 '''Applications et mise en situation réelle'''===
*Tester le dispositif dans des '''environnements réels''' (''camping, éclairage d’urgence, etc.'').
*Recueillir des '''retours d’utilisateurs''' pour affiner le design.
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none +
Un croquis aide toujours, rien de compliqué:
- de quoi le fixer en hauteur
- un endroit où fixer la corde
- un trou pour l'axe du moteur +,
*Découper 3 disques en contreplaqué : 2 d …
*Découper 3 disques en contreplaqué : 2 de 80mm de diametre et un de 60mm. Bien poncer les bords (sinon la corde s'éffritera et accrochera sur la surface rugeuse. Percer un trou de la taille du morceau de plastique qui vient se fixer sur le moteur et le coller à l'intérieur après avoir collé les 3 disques à la colle forte dans l'ordre suivant : grand, petit, grand.
*Pas de scie cloche? Pas de problème! Vous pouver découper un octogone de la taille souhaitée dans une plaque de contreplaqué puis poncer les coins jusqu'à obtenir un beau cercle!
*AUTRE OPTION: imprimer la poulie principale (fichier .stl fourni) qui viendra directement se fixer sur le moteur.
viendra directement se fixer sur le moteur.
+,
*Fixer la poulie sur la structure, si elle n'est pas fixée assez solidement, rajouter un morceau de scotch isolant sur l'arbre du moteur.
+,
*Percer les plaques de fixation des poulies secondaires.
*Monter les roulements sur les tiges et les insérer dans les plaques en permettant un mouvement fluide.
+,
*Découper un bloc de l'épaisseur du roulement
*Percer-le et y placer une vis à oeillet
*Assembler le bloc entre deux plaques
*Vérifier que le chemin de la corde est bien fluide.
+, Il est très probable que la corde vienne se bloquer dans un coin lors de l'utilisation du système. C'est pourquoi nous avons conçu le guide (fichier .stl joint) qui s'emboite précisément autour du roulement et maintient la corde en place dans une rénure. +,
*Assembler les pièces imprimées avec les poulies secondaires.
*Vérifier le bon alignement et la fluidité du système.
*Passer la corde par les poulies comme sur le schéma et attacher les extrémités aux vis mentionnées précédement)
+,
*Soulever un poids et observer le mouveme …
*Soulever un poids et observer le mouvement des poulies.
*Vérifier que la descente est fluide et entraîne bien le moteur.
**Si la corde glisse au lieu d'entrainer la poulie, augmenter la masse du contrepoids ou faire faire un tour de plus à la corde autour de la poulie principale pour multiplier la surface de contact avec la poulie par 3.
la surface de contact avec la poulie par 3.
+,
*Cabler les composants entre eux sur le protoboard suivant le schéma ci-contre
*Bien surveiller les polarités de chaque composant
*Recouvrir toutes les connections électriques des condensateurs avec de la colle chaude (risque de décharge).
+,
*Vérifier le bon fonctionnement de la LED en tournant lentement la poulie principale à la main.
*Si tout est bon, fixer le circuit sur le chassis à l'aide de la colle chaude.
+,
*Découper le haut et le bas d'une canette …
*Découper le haut et le bas d'une canette et se servir de l'interieur réfléchissant pour fabriquer un cone qui dirigera la lumière comme sur le schéma, puis y-coller la LED (en faisant attention à ne pas faire de court circuits avec l'aluminium de la canette, vous pouvez isoler avec de la colle chaude).
*Tordre le fil de fer et le maintenir en place avec du scotch jusqu'à obtenir une structure de lampe qui s'attache à une page tel un trombone.
*Coller le cone sur corps de la lampe à la colle chaude.
ne sur corps de la lampe à la colle chaude.
+ et
*Un problème qui peut survenir en fonctio …
*Un problème qui peut survenir en fonction du montage est le déraillage de la corde de la poulie principale. Ceci peut étre évité en faisant quelques boucles de fil de fer que l'on fixera proche dans l'alignement de la poulie pour s'assurer que la corde arrive et parte dans la bonne direction.
*Nous avons utilisé un poids de 2kg d'un coté et un contrepoids de 100g de l'autre pour guarantir une adhérance suffisante entre la corde et la poulie.
**Si la lumière n'éclaire pas assez ou la poulie ne tourne pas sous la masse du poids, augmenter la masse du poids. A l'inverse, si le poids tombe trop vite, diminuez sa masse.
**Si la corde glisse sur la poulie, augmentez la masse du contrepoids.
*Quand le contrepoids arrive en haut, inversez simplement les deux poids et c'est reparti pour un tour dans l'autre sens!
*Si la poulie ne démarra pas toute seule, c'est normal. Donnez-lui un petit coup de main pour commencer et elle devrait se mettre en marche.
Bon, j'espère que le projet vous plaira, il a demandé énormément de travail (je finis ce livrable à 4h du mat quelques heures avant le rendu du projet) c'est pourquoi nous vous demandons de laisser un commentaire si vous avez trouvé ce guide utile, et dites-nous si vous avez réalisé votre propre '''Lampe Gravitationelle'''!
On vous laisse sur deux images de contrepoids qui ont éclatés suite à un déraillage de la corde, choisissez-bien vos poids et contrepoids!
, choisissez-bien vos poids et contrepoids!
+
Conception et mise en plan +, Fabrication de la poulie principale +, Fixation de l’axe du moteur/générateur sur la poulie principale +, Préparation des poulies secondaires +, Assemblage des poulies secondaires +, Impression 3D des guides pour roulements +, Montage final des poulies secondaires +, Test mécanique n°1 +, Finalisation de la partie électronique +, Cablage du circuit électrique +, Fabrication de la lampe de lecture + et Touches finales +
Énergie renouvelable, Low-tech, Gravité, D … Énergie renouvelable, Low-tech, Gravité, Dynamo, Éclairage autonome, Écologie, Économie circulaire, Autonomie énergétique, DIY (Do It Yourself), Réemploi, Simplicité, Durabilité, Résilience, Basse consommation, Innovation frugale, Matériaux recyclés, Technologie appropriée, Autoconstruction, Technologie durable, Système mécanique, Fabrication artisanale, Accessibilité énergétique, Ingéniositéle, Accessibilité énergétique, Ingéniosité +
===
#'''Scie à métaux''' ou petite scie b … ===
#'''Scie à métaux''' ou petite scie bois, (on cherche à être minutieux et précis)
#'''Perceuse, mèches et embouts scie cloche pour bois''' – pour percer les trous pour l’axe et fixer les engrenages.
#'''Tournevis (plat et cruciforme)''' – pour ouvrir le micro-ondes et assembler les différentes parties.
#'''Pince et pince coupante''' – pour manipuler le fil de fer câbles et composants.
#'''Limes ou papier de verre''' – pour les petits ajustements et les finitions
#'''Pistolet à colle chaude'''
#'''Colle forte'''
#'''Ciseaux'''
#'''Étau''' – pour maintenir les pièces en place lors du travail.
#'''Imprimante 3D (optionnel)''' – pour des poulies plus performantes et plus fiables.
#'''Fer à souder et étain''' – pour assembler les composants électriques.
#'''Multimètre''' – pour mesurer la tension, le courant et vérifier les connexions.
#'''Pinces à dénuder''' – pour préparer les fils électriques.
#'''Gaine thermorétractable ou ruban isolant''' – pour protéger les connexions.
#'''Balance (optionnel)''' – pour peser le poids utilisé comme source d’énergie.r le poids utilisé comme source d’énergie. +
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