Tutorial de 
Low-Tech Lab | Catégories : Eau, Énergie
Ce tutoriel présente les étapes de fabrication d'un dessalinisateur solaire, conçu et fabriqué dans le cadre du projet expérimental "Biosphère, capsule en milieu aride" porté par Corentin de Chatelperron et Caroline Pultz du Low-tech Lab. Ce prototype a été fabriqué dans les locaux de l'association durant la période de préparation à l'expérimentation, à partir de matériaux et outils disponibles dans l'atelier. Les plans détaillés de ce prototype ont permis à Corentin de Chatelperron et Caroline Pultz de le reproduire facilement une fois arrivés sur le lieu d'expérimentation au Mexique, en remplaçant certains matériaux par des alternatives locales et biosourcées. La dernière partie du tutoriel est dédiée aux retours d'expérience du binome ayant utilisé ce système low-tech durant les 4 mois d'expérimentation.
Ce tutoriel présente les étapes de fabrication d'un dessalinisateur solaire, conçu et fabriqué dans le cadre du projet expérimental "Biosphère, capsule en milieu aride" porté par Corentin de Chatelperron et Caroline Pultz du Low-tech Lab. Ce prototype a été fabriqué dans les locaux de l'association durant la période de préparation à l'expérimentation, à partir de matériaux et outils disponibles dans l'atelier. Les plans détaillés de ce prototype ont permis à Corentin de Chatelperron et Caroline Pultz de le reproduire facilement une fois arrivés sur le lieu d'expérimentation au Mexique, en remplaçant certains matériaux par des alternatives locales et biosourcées. La dernière partie du tutoriel est dédiée aux retours d'expérience du binome ayant utilisé ce système low-tech durant les 4 mois d'expérimentation.
Contexte
Après une dizaine d’années d'exploration, en quête de nouveaux et épanouissants modes de vie, l'une des ambitions du Low-tech Lab est de proposer un autre scénario du futur où la low-tech est vecteur d’émancipation, de convivialité et d’épanouissement. En ce sens, le projet Biosphère se veut être un démonstrateur d’une vie future, spécifique à un contexte bien précis et abritant un écosystème vivant produisant suffisamment de nourriture, d'eau et d'énergie pour subvenir aux besoins identifiés sur une période de 4 mois. Au-delà d’un habitat, cette expérimentation explore, à travers un scénario fictif, une alternative enthousiasmante, guidée par une réflexion sur les besoins dans un contexte de raréfaction des ressources.
La Biosphère expérimentée en Thaïlande par Corentin de Chatelperron était une première étape sur laquelle ils se sont basés pour dimensionner la nouvelle base de vie adaptée, cette fois-ci, au milieu aride. Installée dans un désert de Basse Californie au Mexique, la "Biosphère, capsule en milieu aride" de 60m² produit suffisamment de protéines, de vitamines et de minéraux pour faire vivre deux humains, avec moins d’un euro d’intrants par jour. Sous cette chrysalide faite de bois et de tissu bio-sourcé, l'élevage de mouches soldats noires et de grillons, la culture de spiruline et de champignons et le système d’hyroponie partagent l’espace avec des solutions pour désaliniser l’eau ou chauffer les aliments à l’aide de l’énergie solaire ou musculaire.
Démarche
Avant de débuter le dimmensionnement d'un système, il est important de questionner ses besoins et d'identifier des moyens peu impactants pour les satisfaire. L'accès à l'eau douce est crucial pour assurer le bon développement de l'écosystème : les plantes, les champignons, les grillons, les mouches soldats noires et les personnes vivants dans l'habitat. Les besoins journaliers en eau sont évalués en se basant sur les résultats de l’expérimentation de Biosphère en Thaïlande :
Au total, nous devons récolter au minimum 40 L d'eau douce par jour.
Au vu du contexte aride du lieu d'expérimentation, nous ne pouvons pas compter sur la récolte d’eau de pluie. Ainsi, le moyen qui nous a paru le plus efficace est la dessalinisation d’eau de mer en utilisant la source d’énergie qui sera la plus abondante : le soleil.
Conception du dessalinisateur
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.
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 disponibles dans l'atelier de l'association.
Étapes à réaliser sur les 2 plaques en zinc
Remarque : Comme nous ne disposons que d'un rouleau de liège d'épaisseur 1mm, nous collons plusieurs couches de liège pour réduire les pertes thermiques. D'autres moyens d'isolation sont possibles.
Le cadre
Remarque : Se référer à la photo ci-contre pour placer les tasseaux au bon endroit
La surface du dessalinisateur est donc de 1000x1200mm.
Les pieds avants
En s'écoulant, l'eau a tendance à suivre les fibres du textile. Lorsque l'on place le textile avec les fibres de biais (et non verticales), l'eau s'écoule de manière homogène sur toute la surface du textile (voir photo).
Les vitres de 100x66cm reposeront notamment sur ces tasseaux.
La première cornière sert à maintenir en place le goutte à goutte
La seconde cornière sert de gouttière à l'eau douce
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, dirigée vers ce récipient.
L'objectif est de réduire les pertes thermiques pour maximiser l'efficacité du dessalinisateur.
Étanchéité au niveau des vitres
Étanchéité au niveau du goutte à goutte
Si les dessalinisateurs permettent d'enlever le sel contenu dans l’eau, cette dernière n’est pas considérée comme potable car pauvre en minéraux. Il est donc indispensable de la reminéraliser pour éviter quelques aspects non souhaitables comme des carences alimentaires causant des risques de maladies cardiovasculaires.
Pour ce faire, nous utilisons un Ecofiltro, un filtre à eau en céramique, conçu à base d’argile et de sciure de bois carbonisé. Ces filtres permettent de potabiliser des eaux contaminées ou turbide impropres à la consommation humaine. Inventé dans les années 1960 et partagé en open-source, ce type de filtre est aujourd'hui fabriqué et utilisé dans de nombreuses régions du monde.
Si vous souhaitez en connaître davantage sur les étapes de fabrication, rendez-vous sur le wiki du Low-tech Lab!
Fabrication
Si un maximum de matériaux a été trouvé au Mexique, le liège utilisé pour l'isolation a été remplacé par une alternative locale : la paille. Comme les délais de livraisons ont été relativement long, cette dernière a été rajouté quelques semaines après la fabrication des premiers dessalinisateurs et a permis d'augmenter considérablement le rendement.
Retours d'expérience
Pour satisfaire les besoins en eau, 5 dessalinisateurs de 3 mètres de long ont été fabriqués, permettant de récolter 40L d'eau douce par beau temps et 20L par temps nuageux.
Pour arriver à ces performances, une maintenance quotidienne a été nécessaire pour s'assurer du bon fonctionnement de chacun des dessalinisateurs. La routine, d'environ 30 minutes, consistait à :
L'accumulation de sel sur le textile noir avait tendance a réduire les performances du système et favoriser la contamination de l'eau douce sur la vitre. De fait, le dépôt de sel était récupéré une fois par semaine pour assurer le bon fonctionnement des dessalinisateurs.
Si globalement les dessalinisateurs ont permis de subvenir aux besoins en eau, ces 4 mois d'expérimentation ont permis de déceler quelques dysfonctionnements qui nous ont amené à réfléchir à des pistes d'amélioration (non testées) :
Document rédigé par Emma Bousquet-Pasturel dans le cadre du projet expérimental "Biosphère, capsule en milieu aride" du Low-tech Lab.
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