Livre sur les Panneaux Solaires en Canettes

Bonjour bonjour,
La Famille Créative s'agrandit!!!
Pas de nouvel enfant... mais un nouveau livre !

Il complète cet article du blog, écrit en 2011 (déjà!), et qui a toujours son petit succès ici.
Un article sur un blog, c'est bien. Mais avec un livre, on peut aller plus en profondeur, expliquer plus en détail... Vous aurez bien compris qu'il ne s'agit pas d'un vulgaire copier/coller mais bien d'un ouvrage complet, ou vous trouverez toutes les réponses à vos questions sur le pourquoi, le comment... et bien plus encore!

Les panneaux solaires en canettes - Concevoir, Construire et économiser est disponible sur Amazon en version électronique et papier.

Nous espérons qu'il vous plaira ★★★★★ .

Un poêle bouilleur pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire (suite)

Comme promis, voici la suite de la description de notre installation.

Je vais vous décrire cette fois-ci la partie ECS (Eau Chaude Sanitaire).

Etant dans une région ensoleillée nous avons l'intention de mettre des panneaux solaires (thermiques et non pas photovoltaïques) pour chauffer notre eau chaude et tant qu'à faire, profiter de notre poêle pour la chauffer pendant les périodes avec moins de soleil.

Cependant, les systèmes existant dans le commerce sont très onéreux et leur retour sur investissement (économique ou écologique) est très long (quand il n'est pas inexistant).

Le principe est souvent celui-là:

Un poêle bouilleur pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire

Bonjour à tous,

ça fait longtemps que je n'ai rien posté car j'ai été très occupé dans la rénovation de notre nouvelle maison.

Je viens de terminer le chauffage et j'ai maintenant un peu plus de temps pour partager mon expérience et vous présenter notre système qui est assez original.

Habitant maintenant dans une région où le bois est abondant (nous vivons dans les Landes) il m'a paru tout naturel d'installer un chauffage au bois. Cependant, ce chauffage comporte certains inconvénients (manutention, certaines pièces très chaudes et d'autres très froides, amplitude thermique importante, maison froide le matin....). La plupart du temps, les poêles et les cheminées sont considérés comme des chauffages d'appoint. Nous voulions un chauffage au bois qui puisse couvrir la totalité de nos besoins afin d'éviter de garder l'abonnement au gaz et les entretiens de chaudière, ramonages... (ces coûts cumulés à l'amortissement de la chaudière coûtent quasiment autant que la consommation de gaz, l'achat d'un poêle d'appoint pour gagner quelques m3 de gaz, quelques litres de fioul ou quelques kWh d'électricité ne me semble pas très rentable). Il existe bien des chaudières à bois mais je les ai trouvé très chères, et surtout trop puissantes par rapport à nos besoins. De plus, la chaudière à bois, n'a pas le charme d'un poêle sans compter qu'elle comporte un grand nombre de pièces mécanique et électriques/électroniques qui me semblent sujettes à de nombreuses pannes (il faut en plus bien chercher pour trouver quelqu'un de compétent dans ce domaine en France).

La VMC double-flux, c'est pour l'air? et pourquoi pas pour l'eau?

Je vous présente aujourd'hui un projet dans le thème des économies d'énergie et de la maison bioclimatique que nous voulons construire.

Nous avons parfaitement intégré aujourd'hui qu'il est idiot d'explusé l'air chaud de nos maisons pour l'aération. La VMC double Flux répond à cette abbération en transmettant les calories de l'air vicié à l'air neuf par l'intermédiaire d'un échangeur.

Il existe pourtant une autre source d'énergie dans nos habitations qui n'est pas exploitée car directement jetée à l'égout: ce sont les eaux usées. Notamment l'eau de nos douches.

Tout d'abord, il faut savoir que l'eau est un excellent stockeur d'énergie. Il faut énormément d'énergie pour chauffer 1 litre d'eau d'1 degré: environ 4200 Joules. C'est autant que pour chauffer 10 kg de fer, 2 litres d'huile ou encore 5 m3 d'air (d'1 degré aussi).
On appele cela la capacité thermique massique (4185 J.kg-1.K-1 pour l'eau, ça varie légerement avec la pression et la température).

En résumé, quand on aère une pièce ou que l'on met en marche une VMC simple flux, il y a beaucoup d'air qui sort de la maison mais finalement peu d'énergie. Alors que lorsque l'on prend un douche, il y a peu d'eau qui part (tout de même une quarantaine de litres) mais une grosse quantité d'énergie.

Mon projet consiste donc a essayer de récupérer l'energie des eaux usées pour préchauffer l'eau avant le ballon d'eau chaude (ou la chaudière).

Tout d'abord, un peu de calcul. Si on considère:

- une douche de 40L

- une température d'eau évacué de 30°

- une eau froide qui arrive (en moyenne) à 10°

40 L x (30°-10°) x 4185 J.kg-1.K-1 = 3 348 000 Joules

Sachant qu' 1 Joule est égale à 1 Watt pendant 1 seconde. Il suffit de diviser le résultat par 3600 pour convertir en Watt.heure:

3 348 000 J = 930 Wh

La quantité d'énergie récupérable d'une douche est donc de 0.93 kWh. Si on multiplie cela par le nombre de douches par jour (disons 3 dans une maison standard) et le nombre de jours dans une année (disons 320 si on enlève les vacances). On peut potentiellement récupérer :

0.93 x 3 x 320 = 892 kWh

Pour donner un ordre de grandeur, la consommation électrique moyenne d'un foyer de 2 adultes + 2 enfants (hors chauffage) est de 2800 kWh. La quantité d'énergie récupérable n'est donc pas négligeable. D'un point de vue financier le gain potentiel est de 100 € / an (à 11,5 ct du kWh).

Il existe déjà des systèmes dans le commerce qui ont cette fonction. Ils sont généralement réservés aux piscines municipales ou aux hôtels car l'investissement initial est très lourd. Il n'y a pas à ma connaissance de système performant et peu onéreux pour les particuliers. Il y a bien le "PowerPipe" mais ça coûte un bras et les surfaces d'échange étant très faibles, la performance doit l'être aussi.

Voici donc les objectifs que je me suis fixé pour le système que je veux concevoir:

- un bon rendement

- un retour sur investissement de moins d'un an (donc - de 100€)

- un entretien facile ou inexistant

- un système passif (sans electrovanne, moteur ou quoi que ce soit d'électrique)
- l'utilisation maximum de matériaux de récup.

Les échangeurs ayant les meilleurs rendement, sont les échangeurs à flux inversé. Un petit schéma vaut mieux que 10 lignes d'écriture:

On voit dans ce type d'échangeur que les deux fluides ont tendance à tendre vers une même température (la moyenne des 2). Alors que sur un échangeur à contre flux (voir ci dessous), la température du fluide à réchauffer tend vers la température initiale du fluide à refroidir. On récupère donc quasiment toutes les calories:

Pour réduire les coûts de mon système, je le ferai dans un fût bleu en plastique (220 litres), On en trouve assez facilement un peu partout. Le fût étant en plastique, les raccord avec les tubes PVC seront facilité. Et des matériaux standardisé (tube pvc 40 mm, tube PER). Voici un premier schéma:

Et celui ci, où l'on voit le serpentin en PER:

Le principe est simple: l'eau de la douche tombe dans le fût. L'eau froide circule dans le serpentin en tube PER du bas vers le haut. Nous avons donc bien un échangeur à contre flux. En marche standard, les deux vannes sont fermées. La première en haut, sert au by-pass pour nettoyer le filtre situé dans le T juste au dessus (ce filtre empêche les saletés de rentrer dans l'échangeur). La deuxième vanne sert à vidanger l'échangeur).

J'ai choisi de mettre un serpentin en PER car il n'y a pas besoin dans ce type d'échangeur d'un matériau très conducteur, l'eau à refroidir étant stockée et les débit peu important. Le serpentin fera une longueur de 50 mètres. Le PER n'a pas les qualités du cuivre pour l'échange thermique mais son faible coût (20€ la couronne de 50m) permet d'avoir une surface d'échange intéressante et surtout d'avoir une quantité d'eau importante dans le serpentin (12 litres). Attention, sur le plan réalisé sous sketchup, le serpentin ne fait que 34 mètres, il sera donc un peu plus dense lors de la construction.

Sur le papier, l'objectif est atteint:

- Le budget est respecté (- de 100€), le plus cher étant les vannes: 15 € chacune,

- La performance doit être bonne: échangeur à contre flux, mauvais conducteur thermique mais grande surface d'échange et quantité stockée importante

- l'entretien est facilité: un filtre à nettoyer de temps en temps en tournant une vanne et en évacuant un peu d'eau.

Il ne reste plus qu'à le construire..... je vous tiens au courant

Réduire sa consommation électrique (les pièges et les astuces faciles)

J'écris ce poste pour partager notre expérience d'économie d'énergie électrique (et donc de facture). Cela fait trois ans que nous avons entrepris cette démarche et cela valait vraiment le coup puisque nous avons divisé notre conso par 2 sans perte de confort et sans gros investissement.

Tout d'abord, pour avoir des gains significatifs, il faut éviter les pièges tendus par toutes les publicités estampillées "développement durable". Et pour cela, il faut être à l'aise avec les unités électriques et connaitre les tarifs qui vous sont facturés par votre opérateur.


En regardant de près votre facture, vous allez être déçu car vous allez vous apercevoir que vous payez une grosse partie de charges fixes (l'abonnement et certaines taxes). Ce qui veut dire que si vous divisez votre consommation par 2, vous ne paierez pas 2 fois moins cher. Ce qui veut dire aussi que les personnes économes payent plus cher leur électricité (au kwh) que les personnes qui gâchent ou surconsomment (un peu débile non?).

Plus vous consommez et moins c'est cher.... au global pour une consommation de 2000 kWh, vous payez 15ct du kWh (80 € d'abonnement + 11ct du kWh), alors que pour 4000 kWh c'est 2ct de moins. Vivement un tarif progressif qui serait une vrai incitation aux économies d'énergies.

L'info la plus importante dans votre facture est le prix TTC du kwh ( kilowatt.heure). Il est en moyenne de 11ct. C'est à dire que si vous faites tourner un appareil de 1000 Watt pendant une heure ou un appareil de 1 watt pendant 1000 heures, vous serez facturé de 11ct.

J'ai acheté il y a quelques années un appareil comme celui-ci:

C'est un "Wattmètre". Il se met entre la prise de courant et un appareil électrique et il permet de mesurer la puissance électrique instantanée de l'appareil (ou la consommation cumulée sur un laps de temps). C'est très pratique et on découvre pleins de choses intéressantes. Par exemple:

- Mon combiné-réfrigérateur ne me coute pas tant que ça : 30 € par an

- Mon imprimante (pourtant éteinte) me coute 19 € par an, juste parce qu'elle est branchée.

- L'accelérateur de ma chaudière consomme jusqu'à 90W (soit 45 €/an puisqu'il ne tourne que 6 mois). Mes 2 Freebox sont ce qui me coute le plus cher à l'année, après l'accelérateur: 35€

- Mon PC et son écran consomment énormément quand ils sont  éteints (10W chacun) soit 20€ par an

- Le poste le plus important chez moi est la veille des appareils et le moins important: l'éclairage

Les transformateurs, de véritables petits radiateurs (même l'été)

Voici à quoi ressemble un accélérateur. S'il est réglé sur la vitesse 3, ça vous coûte 45€ par an pour rien....

Suite à ces mesures, j'ai fait quelques analyses et j'ai pris quelques décisions.

En premier lieu, il faut bien prendre en compte que les "pertes" électriques (appareil à mauvais rendement, veilles...) ne sont pas toujours totalement perdues. Par exemple, une ampoule classique qui consomme 40 W et qui éclaire comme une ampoule "basse consommation" de 17 W, produit en fait 13 W supplémentaire en chaleur. On peut donc dire, pendant la période de chauffe, que vos appareils électriques participent au chauffage de votre maison. Et donc pendant cette période, si vous réduisez votre consommation électrique, il faudra plus chauffer.

Cependant, ce raisonnement n'est vrai que pour 6 mois de l'année (et si vos appareils électriques sont dans les pièces que vous chauffez et non pas dans le garage, la cave ou à l'extérieur). De plus, l'énergie électrique reste la plus chère au kwh (par exemple, le gaz est à 8ct). Il vaut donc mieux chauffer au gaz (quoiqu'il faudrait aussi prendre en compte le rendement de la chaudière).

Si par contre vous climatisez en été, un gain de consommation électrique est dans ce cas là à double effet.

J'ai donc évité 2 gros pièges:

1) les ampoules à économies d'énergie

Leur prix étant prohibitif aux vues du gain apporté. De plus, c'est l'hiver que l'on éclaire le plus, donc les pertes des ampoules classiques sont récupérés en chauffage. Et je ne suis vraiment pas convaincu par l'aspect écologique de ces trucs vu la difficulté à les recycler)

2) l'électroménager du genre AAA++++

Vu que mon frigo consomme 30€ par an, si je gagne 20% avec un modèle plus performant, ça fait 6€. Est-ce que ça vaut le coup de dépenser 100 € de plus pour un modèle A++ (évidemment non)

Voici la liste des actions que j'ai mis en place:

- Mon imprimante n'est plus branchée. Je la branche seulement avant de l'utiliser (une fois par semaine généralement)

- J'ai diminué la vitesse de l'accélérateur de ma chaudière. Sur la position 1 (il y a 3 positions généralement), il ne consomme plus que 30W (au lieu de 90). J'ai vérifié auprès d'un chauffagiste: il faut 1W de puissance de circulation pour 1000W de puissance de chauffage. Ma chaudière étant une 25kW, les 30W du circulateur sont suffisant. Mes radiateurs "claquent" d'ailleurs beaucoup moins depuis ce réglage.

- Mon PC est sur une multiprise avec interrupteur

- J'ai changé les transfos de mes Freebox par des anciens modèles moins gourmands (n'utilisant pas le CPL). Et je débranche celui de la télé quand je ne l'utilise pas.

- J'en ai profité pour virer des appareils électriques qui ne nous servaient jamais mais qui restaient en veille ou en charge. Exemple: petit aspirateur de cuisine, machine à pain, micro-onde ... ça fait d'ailleurs beaucoup de bien de se désencombrer. Je vous met un petit lien d'un site qui parle de ça: http://simplepratique.free.fr/dossiers/desencombrement/dossier_desencombrement.html j'en reparlerai certainement un jour.

- On a remplacé la bouilloire électrique par une bouilloire au gaz (mais ça, c'était surtout pour le look et la place...)

- J'ai coupé le froid ventilé du frigo, ça fait consommer 30 % de plus et personnelement, je ne vois pas trop la valeur ajoutée si le refrigérateur est bien utilisé.

Le plus gros gain a surtout été comportemental (faire un peu plus attention aux lumières, ne pas laisser allumer le PC ou l'écran pour rien, sortir les aliments du congélo plus tôt et les laisser décongeler dans le réfrigérateur....). Mais ce sont des habitudes finalement très simple et qui ne font pas vraiment perdre de confort.

Au final, nous avons donc divisé notre consommation par deux. Dans le même temps, nous avons aussi réduis notre facture de gaz de 30% (je vous en parlerai dans un autre post). Et tout cela sans perte de confort et sans investissement. J'espère que cette expérience pourra profiter à quelques personnes.

Nous pourrons peut-être un jour parler de la fermeture de quelques centrales nucléaires sans avoir à entendre certaines personnes brandir, dans un réflexe quasi pavlovien, le spectre du retour à la bougie.

Une maison bioclimatique

Nous avons pour projet de construire une maison bioclimatique. C'est-à-dire une maison conçue pour réduire au maximum les pertes d’énergie (isolation) et surtout valoriser les apports gratuits d’énergie, notamment solaire (orientation, inertie).

Les grands principes pour concevoir une maison bioclimatique sont les suivants :

- Une bonne orientation

Il faut un maximum de fenêtres au sud et un minimum au nord.

- Avoir une bonne isolation

L’isolation doit être parfaite, sans pont thermique (c’est pour cela que l’on préconise une isolation extérieure). L’étanchéité à l’air est aussi importante, quoiqu’apportant de nouveaux problèmes tels que la gestion de l’humidité (nous y reviendrons dans un prochain post)

- Avoir une inertie adéquate

L’inertie, trop souvent négligée, est le complément de l’isolation. Vous pouvez isoler votre maison du mieux possible, ça ne servira à rien si elle n’a pas d’inertie. Tout d’abord pour le confort : sans inertie, la température augmentera aussi vite qu’elle rechutera. L’amplitude thermique provoquera des sensations désagréables. L’apport solaire gratuit ne sera pas valorisable (notamment en automne et au printemps): la maison sera rapidement en surchauffe, vous obligeant à ouvrir les fenêtres et donc à laisser s’échapper les précieuses calories qui auraient pu être valorisées pour réchauffer la maison la nuit par exemple.

L’inertie de la maison dépend essentiellement de la masse et du type de matériaux compris à l’intérieur de l’isolation (d’où l’avantage encore une fois de l’isolation par l’extérieur).

- Se protéger de la surchauffe d’été

On utilise généralement des « casquettes » qui protègent du soleil d’été qui est haut dans le ciel, mais qui laissent passer le soleil d’hiver.

- Utiliser l’énergie de la terre

En effet, à 1 mètre de profondeur, la température du sol est quasiment constante toute l’année (au minimum 8°). Il est donc intéressant de construire une maison semi-enterrée qui bénéficiera l’hiver d’une plus faible différence de température entre l’intérieur et l’extérieur et l’été d’un rafraichissement. Une des pires choses ayant été utilisée dans les constructions de ces cinquante dernières années est le vide sanitaire comme on peut le voir sur le schéma ci-dessous.

Dans cet exemple, on voit bien que la première maison, munies d’un vide sanitaire, a toutes ces faces exposées à la température extérieure (0°). Alors que la deuxième maison, semi-entérée, bénéficie d’une surface importante exposée à la température de la terre (10°). Les déperditions sont donc moins importantes dans le deuxième cas. Il faut par contre gérer les problèmes liés à l’humidité, on peut par exemple utiliser une dalle « hérisson » (nous en reparlerons plus tard).

- Utiliser des formes simples et compactes

Il faut minimiser le ratio « Surface de murs extérieurs / Surface habitable»

Comme sur l’exemple suivant :

On voit sur l’exemple de la maison 2 qu’il y a 25% de déperditions en plus par les murs dans une configuration en L (par rapport à un carré). Il faut aussi 25% de matériaux supplémentaires pour la construction de ces murs.

L’habitat collectif (maisons mitoyennes, petits immeubles) comporte donc un avantage indéniable par rapport à la maison individuelle.

- Savoir jouer avec les couleurs

Ceci peut paraitre anecdotique, mais pour une maison bioclimatique, tous les détails ont leur importance. Il faut savoir que les couleurs claires reflètent la lumière alors que les couleurs sombres l’absorbent. Dans les pièces orientées Sud, munies de fenêtres ou de baies vitrées, il vaut mieux avoir un revêtement de sol foncé et avoir une couverture de sol claire à l’extérieur. Comme sur le schéma suivant :

Sur cet exemple, la lumière provenant de l’extérieur est absorbée par le carrelage foncée et transformée directement en chaleur. La couverture claire à l’extérieure (cailloux blancs) reflète une partie des rayons du soleil vers l’intérieur de la maison, maximisant ainsi l’apport solaire.

Dans ce deuxième cas, le carrelage blanc reflète la lumière dont unepartie repartira par la fenêtre. Le solfoncé à l’extérieur (cailloux noirs, béton ou autre) ne reflète pas la lumière,il n’y a donc que la lumière directe du soleil qui pénètre dans la maison.

Si vous n’êtes pas convaincu par les schémas, pensez à vos amis quipartent au ski et regardez comme ils sont bronzés. C’est en grande partie dû àla réflexion du soleil sur la neige.

- Minimiserla surface des murs au Nord.

Un bon moyen pour cela est d’utiliser la pente du toit pour obtenir un mur plus petit au nord.

Sur ce schéma, des haies ont été rajoutée pour protéger encore plus lemur Nord du vent. Le vent n’affronte pas un mur vertical, les déperditionsd’énergies sont donc réduites.

- Créerdes zones tampon au nord.

Afin d’améliorer encore l’isolation coté Nord, les locaux techniques(garage, cellier, buanderie) peuvent y être positionnés.

Voilàpour les grands principes du bio climatisme. Il en existe d’autres, on pourraitaussi aborder les sujets tels que la production d’énergie, le renouvellement del’air, etc…

Cepost n’a pas pour but d’être exhaustif, mais juste d’être une introduction avantla présentation de notre future maison et des astuces et bricolages qui serontinclus dedans.

Au programme :

- Une fenêtre « trombe »

- Une VMC double flux améliorée (avec éléments Peltier et échangeur à contrecourant)

- Un système domotique à base d’Arduino (gestiondes volets, du chauffage, de la lumière, …)

- Un récupérateur de l’énergie des eaux usées(rien ne se perd….)

Maintenant ici: http://lafamillecreative.blogspot.fr/2012/03/la-vmc-double-flux-cest-pour-lair-et.html

- Un ballon d’eau chaude bi-énergie (panneaux solaire et poêle à bois) autoconstruit, super efficace et super économique

Un feu top-down

Aujourd'hui, nous allons vous présenter une façon originale d'allumer un feu (pour une cheminée, un poêle ou même un barbecue).

Cette méthode n'est vraiment pas intuitive, elle a pourtant tous les avantages:

   - facile,
   - efficace,
   - moins de fumée,
   - moins de cendres,
   - meilleur rendement.

Le grand principe est d'allumer le feu par le haut, la flamme va descendre au fur et à mesure de la combustion (d'où le nom "top-down", du haut vers le bas).

Il faut disposer les grosses bûches en premier, au fond du foyer. Ensuite, on pose dessus (idéalement perpendiculairement), des bûches de taille intermédiaire. Puis on mets au dessus (encore perpendiculairement) le petit bois. L'important est que l'air puisse bien circuler.

On allume au dessus. La combustion du petit bois n'est pas génée (ce qui est le cas quand on met les grosses bûches au dessus comme pratiquement tout le monde). Il y a très peu de fumée au démarrage donc un meilleur rendement et une plus faible pollution.
Le feu va descendre progressivement. Les grosses bûches vont être chauffées avant de s'enflammer. Elles vont donc "dégazer", mais leur gaz et les petites particules vont passer à travers les flammes et s'enflammer à leur tour (c'est ce qu'on appele la post-combustion dans les poêles sophistiqués ou les poêles de masse) améliorant ainsi le rendement et réduisant les cendres et les particules dans la fumée de cheminée.

Votre conduit sera aussi moins salie. Il y a vraiment tous les avantages à utiliser cette méthode.

Voici une vidéo trouvé sur Youtube qui explique la méthode :

Une marmite norvégienne encastrée

Je vous présente aujourd'hui notre marmite norvégienne. Si vous ne connaissez pas le principe: c'est une "boite" dans laquelle on met une cocotte minute ou une casserole pour qu'elle reste au chaud. Cela permet de terminer la cuisson sans apport d'énergie. Cela permet des économies d'énergies surtout pour les plats qui mijotent (ou tous simplement pour les pâtes: vous portez l'eau à ébulition, vous versez vos pâtes, vous attendes que ça reboue et vous arrêtez le gaz et hop, dans la marmite norvégienne. Le temps de cuisson est un petit peu plus long: de 10 à 20% en plus).

Les marmites norvégiennes sont généralement construites en forme de cube, parfois utilisées comme tabourest. Nous avons décidé de la fabriquer dans un des meubles de la cuisine équipée. Suite à une opération de désencombrement, un des éléments hauts a pu être vidé. En tout, moins de 5 euros de matériel: du polystyrène extrudé et du reflecteur pour radiateur. Tout est coupé au cutter et collé au double face. Si le placard avait été plus large, j'aurais fait l'isolant sur les coté avec du simple carton.
Voici les images de la construction :

Découpe et pose du polystyrène (remarquez la découpe en escalier pour une meilleure étanchéité)

Pose du réflecteur (ça s'achète en rouleau pour mettre derrière les radiateurs, on peut aussi mettre du sac congélation)

Voilà le résultat final.

Cette marmitte nous sert aussi à faire notre yaourt:

1 yaourt nature dans une cruche, 1 litre de lait (même du demi-écrémé), on touille bien et on met la cruche dans une cocotte d'eau à 40° bien fermée. Toute la nuit dans la marmitte. Le lendemain, l'eau est encore tiède (preuve que la marmitte norvégienne est efficace) et le yaourt est prêt !



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Panneau Solaire en canettes

Je vous présente aujourd’hui mon œuvre préférée. C’est un capteur solaire thermique à air.

Je me suis inspiré d’américains qui réalisent et commercialisent des panneaux fabriqués avec des canettes recyclées. C’est ici que ça se trouve :  http://cansolair.com/

Ils vendent ça 2700$, donc je me suis dit que je pouvais essayer de le fabriquer moi-même (et si possible de l’améliorer).

Les canettes sont percées et assemblées en colonnes dans lesquelles l’air circule et se réchauffe quand il y a du soleil. Voici un petit schéma du principe de fonctionnement.

Le principe (en rapide), c’est que le panneau est posé sur un mur orienté Sud (la position verticale est idéale pour l’hiver car le soleil est bas dans le ciel)  et dès que le soleil se montre, l’intérieur du panneau surchauffe (effet de serre : les canettes sont peintes en noir et le caisson isolé et la vitre empêche la chaleur de ressortir). Les ventilateurs se mettent alors en route et aspirent l’air de la maison par le bas du panneau, le font circuler à l’intérieur des canettes et le réintroduise dans la maison (à plus de 65° parfois).

 Petite photo du panneau :

Fabrication :

Le plus long, c’est la préparation des canettes : il faut d’abord les collecter puis les laver et les percer. Le perçage des canettes est ultra-important. Il faut qu’il y ait un compromis entre une circulation sans trop de pertes de charge et un frottement suffisant sur les parois des canettes pour échanger suffisamment de calories.

La solution que j’ai retenue est : fond percé de 3 gros trous (1 cm de rayon) et dessus enlevé entièrement. Je me suis fait un petit montage avec une scie circulaire et des roulements pour pouvoir les faire à la chaine.

Les ventilateurs sont montés en haut de la colonne. C’est beaucoup plus efficace en aspiration qu’en soufflage par rapport aux pertes de charge.

Pour l’isolant, j’ai mis de la laine de roche avec un réflecteur. C’est vendu en petits panneaux et ça sert normalement pour les cheminées.

Pour la régulation : Un simple Trigger de Schmitt suffit. C’est un petit montage avec 2 transistors. C’est donc un thermostat tout simple mais qui a l’intérêt d’avoir un hystérésis. C’est-à-dire que la température de déclenchement n’est pas la même que celle de l’arrêt (exemple : il se déclenche à 32°C et s’arrête à 28°C). L’intérêt est que le panneau n’est pas tout le temps en train de se mettre en route. Pour ceux que ça interesse, voici un exemple de schéma :

Sinon, vous pouvez aussi acheter un kit tout fait genre celui-là :

http://www.tandy-electronique.com/thermostat-mk138-p-262.html

Mais je pense plus tard commander mon panneau avec un Arduino afin d’assurer un régulation plus complexe et surtout pouvoir collecter les données (températures atteintes, temps de fonctionnement). Je vous parlerai un peu plus tard du Arduino et du circuit domotique que je suis en train de réaliser.

Améliorations apportées :

1ere amélioration : Les finitions

La structure est en bois massif. Et plutôt que de mettre des cornières ou des baguettes pour maintenir la vitre, j’ai préféré faire des rainures et glisser la vitre dedans. C’est plus propre, plus facilement démontable et je pense que ça durera plus dans le temps. Par contre c’est plus long à réaliser d’autant plus que je n’avais pas le matos nécessaire. J’ai fait ça avec une scie circulaire (10 minutes de réglage et d’essais et après c’est parti)

2eme amélioration : Pas de collage

C’est sans doute l’amélioration la plus importante. Les canettes ne sont pas collées. Elles sont compressées grâce à un système de ressort et des petites barres pour éviter que les colonnes fléchissent. Cela a un double avantage : c’est beaucoup moins cher (les colles résistantes à des hautes températures sont très chères), et c’est surtout beaucoup moins polluant. Il ne faut pas oublier que l’air qui circule dans les canettes sera respiré dans la maison.

3eme amélioration : Le système de ventilation

Le modèle originale possède un seul gros ventilateur. J’ai préféré mettre un petit ventilateur pour chaque colonne. Je pense que ça équilibre mieux le passage d’air dans chaque colonne et donc améliore le rendement global, ça permet aussi de travailler avec une basse tension (6 Volts). Ce n’est pas tellement plus cher, les ventilos que j’ai utilisé coûtent 1,5€ pièce et peuvent être récupéré sur des vieux PC (ventilos de CPU), veillez quand même à ce qu'ils soient équilibrés.

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Mise à jour 2019: J'ai depuis l'époque de ce bricolage réalisé d'autres panneaux. Le succès de ces panneaux auprès de mes proches et le succès de cet article m'ont motivé à écrire un petit ouvrage sur la fabrication et le conception de panneau à air en canette (et d'autres types aussi). Si vous voulez aller plus loin, vous pouvez acheter ce livre en auto-édition (6,99€ le livre ou 2,99€ le ebook). A bientôt! N'hésitez pas à m'envoyer des photos de vos réalisations!

Voir le livre sur Amazon

  

Une lampe de poche immortelle

Voilà un petit moment que je souhaite expérimenter les super-condensateurs (ou supercap, goldcap, supercapacité, ultracap…). Ce sont des condensateurs qui ont des capacités de stockage énormes par rapport à ce que l'on faisait avant (supérieur au Farad, il y en a certains qui vont jusqu'à 3000 Farads sous 2,7Volts).

Je suis donc allé sur Ebay et j'ai acheté un lot de condensateurs 10 Farads en 2,7 volts. Si on fait un petit calcul, un condensateur tel que celui-là peut stocker :

E=½ * C * V² soit ½ * 10 *2,7² è 36 Joules soit 1Watt pendant 36 secondes

En comparaison, une « pile » rechargeable peut fournir 1 watt pendant 7300 secondes (pour un type AA de 1700mAh) soit 200 fois plus. Cependant, la pile est deux fois plus grande et 4 fois plus lourde. Il y a donc un coefficient de 100 à volume égale et de 50 à masse égale.

Mais les condensateurs ont quand même des avantages :

• Ils peuvent se charger et décharger très rapidement
• Ils ont une durée de vie nettement supérieure (500 cycles max pour une batterie contre plus de 100000 pour un condensateur)
• Ils ont un rendement bien meilleur

  

Le premier montage que j'ai voulu réalisé avec un super condensateur est une lampe de poche à led. Mais le gros inconvénient des condensateurs est que leur tension diminue en même temps que leur charge. Une led blanche consomme très peu mais a besoin d'une tension d'au minimum 2 volts pour éclairer. Un condensateur qui a une tension max de 2,7 Volts ne serait donc utile que sur la plage 2V/2,7V soit sur 25% de sa charge.

J'ai donc cherché une solution à mon problème sur internet et j'ai trouvé un circuit très interessant : le « Joule Thief » (en français : voleur de Joule). La plupart des fois, il est utilisé pour allumer une led avec une pile AA jusqu'à la dernière joule (ou presque).

  

Voici le schéma d'un joule thief :

C'est en fait un circuit auto-oscillant ou la LED sert de "diode de roue libre" à la deuxième bobine. Quelquesoit la tension aux bornes de la pile, il y aura toujours une tension suffisante aux bornes de la LED.

En remplaçant la batterie par le super condensateur, je me suis dit que ça devrait marcher. Et oui, ça fonctionne !!!

J'ai donc une lampe de poche qui éclaire pendant 15 minutes (sans perte de luminosité) et qui se charge en… 10 secondes.

Les composants pour la réaliser sont :

• Une led blanche (récupéré sur une lampe de poche dont la pile était vide)
• Un super condensateur (10F ; 2,7V)
• Un transistor
• Un tore
• Une résistance 1kΩ
• Du fil
• Une plaque de prototypage

J'ai récupéré le tore et le transistor dans une lampe à économie d'énergie HS. Il y a d'ailleurs plein de bonnes choses à récupérer dedans mais faites attention si vous en démontez une à ne pas casser la partie en verre (c'est très nocif, il y a des vapeurs de mercure).

  

J'ai ensuite amélioré la lampe en y ajoutant un circuit de charge, avec un port USB. De façon à pouvoir la charger sur un PC, un auto-radio ou n'importe quel autre port USB.

Il y a cependant des précautions à prendre :

1. Un port USB ne peut pas fournir une puissance trop forte sous peine de l'endommager. Certains port peuvent fournir jusqu'à 500 mA mais plus généralement, ils ont une puissance de 100 mA. J'ai donc ajouté une résistance de charge de 56 Ω. (5V/56Ω=89mA). Le temps de charge est donc ralenti, mais on ne peut pas faire autrement si on veut utiliser un port USB comme source d'énergie. La lampe se charge donc maintenant en 1 minute (ce qui reste très intéressant)
2. Il faut aussi protéger le condensateur qui ne peut pas supporter une tension supérieure à 2,7 Volts (le port USB délivre 5V). J'ai donc mis une diode zener de 2,4 V en parallèle. Une fois la tension de 2,4 Volts atteinte aux bornes du condensateur, la diode devient passante et le protège.
      

Voici donc le schéma final, avec un interrupteur pour la partie lampe de poche:

  

Les précautions à prendre :

• ne jamais déconnecter la LED pendant le fonctionnement sinon, c'est le transistor qui sert de diode de roue libre à la bobine (et il risque de ne pas apprécier).
• Vérifiez lors des premières utilisations, la charge de votre condensateur car il pourrait exploser et je pense qu'un super condensateur qui pète ça doit faire des dégats…
• Vérifiez si vous le pouvez l'intensité de charge (pour la durée de vie de vos ports USB)

  

Les photos de la lampe de poche terminée:

J'ai remplacé le diode Zener par une petite LED rouge. Dès qu'elle s'allume, je retire la lampe du port USB.

Vous pouvez voir la suite ici:

http://lafamillecreative.blogspot.com/2012/02/amelioration-de-la-lampe-de-poche.html

Réduire la consommation d'un ballon d'eau chaude

Notre ballon d’eau chaude étant situé dans le garage, toutes les déperditions d’énergie (par les parois, le robinet de vidange) partent dans la nature. J’ai donc décidé de lui confectionner une isolation pour garder les précieuses calories qui avaient pris la mauvaise habitude d’aller chauffer les petits oiseaux.

Le cahier des charges était simple :

Une solution :

• Peu chère
• Esthétique
• Efficace
• Simple à mettre en œuvre

J’ai d’abord pensé à une boite en bois avec de l’isolant : trop gros, trop cher, trop long à réaliser.

J’ai ensuite pensé à la réalisation d’une doudoune, c’est simple et ça me parait efficace. Et hop, c’est parti. La récup : un bout de laine de verre (25 cm d’épaisseur, ça ne rigole pas !), des sangles, un drap, des épingles à nourrice.

J’aurais pu utiliser de l’isolant naturel, ça aurait été encore mieux. Mais je n’ai pas réussi à en récupérer. Je n’ai donc pas joué les puristes sur ce coup là…. tant pis.

Voici des photos du montage :

On fait le tour avec la laine de verre. On sangle bien fort. Puis on passe le drap autour.

On attache le drap derrière avec des épingles à nourrice.

Les résultats sont là. Je n’ai jamais vu mon ballon se remettre en route sans que l’on ait tiré de l’eau (ce qui était le cas avant la doudoune). Et ma facture de gaz a encore bien baissé cette année (difficile de savoir la proportion liée à cette amélioration.), mais je suis sûr que l’investissement est rentabilisé dans l’année.

Il faut savoir que l’isolation dans un ballon est très peu épaisse (entre 5 et 10 cm). Ce qui est très peu comparé à la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur (jusqu’à 50°). La réalisation d’une doudoune comme celle-ci peut vous faire gagner jusqu’à 30% de consommation de votre chauffe-eau.

Si vous vous lancez, n’hésitez pas à m’envoyer des photos. Un petit conseil : soignez l’isolation du robinet de vidange qui est un redoutable pont thermique entre l’eau et l’extérieur. Pensez au passage à baisser la température du ballon, encore quelques calories de gagnées.

 La purge, c'est cette partie là. Un super pont thermique (si vous la touchez, vous verrez qu'elle est toujours très chaude)

Un bout de mousse autour (celle qui sert à isoler les tuyaux d'eau chaude) et du gros scotch: 2 minutes chrono.