INTRODUCTION
Qui ne veut pas manger ses propres tomates fraîches et utiliser son propre basilic pour sa salade ? Imaginez que vous puissiez faire pousser vos plantes dans votre appartement et augmenter le rendement de vos cultures en utilisant la photonique. C’est l’objet du défi «Phablabs 4.0 : Photonics Green House ».
Nous vous proposons de construire la prochaine génération de serre d’intérieur en exploitant au mieux les savoir-faire de la photonique. Le but du défi consiste à concevoir et réaliser une serre d’intérieur innovante en mettant en oeuvre des éléments photoniques tels que des réflecteurs, des éclairages artificiels, les panneaux solaires … Contrainte importante, la serre doit être autonome, c’est-à-dire sans utilisation d’énergie (notamment électrique) extérieure.
L’innovation peut prendre plusieurs aspects :
- Innovation au niveau du design de la serre pour recueillir au mieux l’éclairage naturel provenant d’une fenêtre, tout en tenant compte des contraintes pratiques liées à l’utilisation de la serre (plantation, nettoyage, arrosage, récolte, circulation d’air …) ;
- Utilisation de panneaux photovoltaiques pour alimenter des capteurs (humidité, température …) ou de l’éclairage artificiel ;
- L’optimisation de l’éclairage naturel ou artificiel de la plante en fonction de la photopériode (niveau d’éclairement requis en fonction du cycle de croissance : germination, croissance et récolte), en tenant compte du spectre lumineux, des niveaux et des durées d’éclairement.
Le type de plante pourra être spécifié, mais devra correspondre aux plantes classiques utilisées dans une telle serre : petites tomates, fraises, basilic, salade et autres herbes culinaires. La hauteur de la serre doit être adaptée à la taille de la plante.
Enfin, même si le projet met l’accent sur l’innovation dans le domaine de la photonique, n’oublions pas que la gestion de la lumière n’est pas le seul critère de qualité d’une serre réussie. Il faudra donc tenir compte également de toutes les problématiques de la culture d’intérieur et notamment : l’entretien et l’arrosage, le contrôle et la gestion de l’aération et l’humidité (hygrométrie), le contrôle et la gestion de la température, la qualité du sol (hydroponie), la régulation des populations d’insectes etc. …
Le projet s’inscrit dans le cadre des actions proposées et financées par le projet européen PHABLAB 4.0 (http://www.phablabs.eu/).
CAHIER DES CHARGES
L’objectif est de construire un prototype de serre pour la maison avec un budget maximum de 160 euros.Les exigences sont les suivantes:
- Superficie maximale : 500 cm 2;
- Dimensions maximale de la serre (cadre et composants externes) : 40 (profondeur) * 80 (largeur) * 90cm (hauteur);
- Poids maximum : 6 kg ;
- Un support doit couvrir la zone de croissance afin de contenir le sol et retenir l’eau
- Le sol doit être “artificiel” (comme du coton, des fibres, etc.) et doit être fourni avec la serre par le participant ;
- Aucun produit chimique ou additif n’est autorisé dans le sol ;
- La serre doit être autonome (donc pas de connexion au réseau électrique). Néanmoins, si nécessaire, l’utilisation d’une source additionnelle d’énergie autonome (comme une batterie, des piles, une bouteille de gaz etc) est tolérée.
- La serre doit avoir un design original et tous les composants facilement disponibles ;
- La serre doit être placée devant une fenêtre, à l’intérieur d’une maison habitable (température de 18 à 22 ° C).Les participants doivent mettre leurs efforts dans la gestion de la lumière et utiliser une solution photonique pour améliorer le fonctionnement de la serre ;
- Un document d’instruction doit être rédigé pour décrire la fabrication de la serre.Il contiendra toutes les informations concernant les pièces, la conception et le processus de fabrication, y compris des images de celui-ci. Un document-type vierge vous sera remis.
TEST EN SERRE
Les serres seront fabriquées et testées à Openfactory, le fablab du quartier créatif de Saint-Etienne. Pour tester la serre, nous déposerons des graines de cresson.
La serre sera placée devant une fenêtre du Fablab. Nous laisserons les graines pousser pendant un mois.
Nous mesurerons plusieurs paramètres à partir des plantations :
- Pourcentage de graines cultivées ;
- Poids total des plantes cultivées ;
- Longueur moyenne des plantes cultivées ;
- Couverture des feuilles ;
- Régularité de la tige.
Nous effectuerons également des mesures sur la serre elle-même :
- Niveau d’éclairement
- Température moyenne dans la serre quand elle est éclairée par la lumière du soleil après 10 min ;
- Humidité moyenne dans la serre.
SELECTION DES MEILLEURS DESIGNS
Chaque “serre” proposée sera évaluée par un jury local selon des critères de qualité présentés ci-dessous avec un nombre de points associé :
- Conception globale et respect du cahier des charges (10 points);
- Efficacité en terme de croissance (5 points);
- Efficacité en terme de la gestion de la température (5 points);
- Efficacité en terme d’éclairage (5 points);
- Originalité des solutions proposées (photonique ou autre) (5 points).
Les meilleurs projets seront présentés aux collègues du projet européen « Phablab 4.0 » en vue d’obtenir un prix et une reconnaissance européenne.
FINANCEMENT
Le coût total de la fabrication du prototype de serre ne doit pas dépasser 160 euros (TVA incluse). Le non-respect de cette clause entrainera l’élimination de l’équipe concernée. Le coût de fabrication sera à la charge du fablab Openfactory et réalisé sur place (par les participants) en utilisant le matériel disponible au fablab.
Pour ce faire, il faudra remettre une liste détaillée des équipements nécessaires à la création de la serre à la fin de la semaine 2 au fablab qui se chargera des achats. Vous serez prévenu par mail au moment où votre colis de matériel sera disponible au Fablab.
CALENDRIER (à Saint-Etienne)
Semaine 1 (22 au 26 Octobre 2018) : ouverture du projet challenger avec la formation des équipes et prise en main des machines du Fablab, prototypage avec les matériaux disponibles au Fablab.
Semaine 2 (17 au 21 Décembre 2018) : présentation du projet de chaque équipe et si acceptation achat du matériel de construction demandé.
Semaine 3 (18 au 22 Février 2019) : Fabrication de la serre à Openfactory.
EQUIPE
L’inscription et la participation au projet est gratuite.
Des équipes peuvent être constituées à n’importe quel moment en amont ou pendant de la semaine 1. Il n’y a pas de limite au nombre de participants par équipe.
L’équipe doit avoir un nom, fournir une liste de toutes les personnes impliquées et remplir un document qui sera remis à votre inscription. Les participants au projet doivent avoir au moins 15 ans.
Entre la semaine 1 et 2, les 10 meilleures équipes seront sélectionnés par le jury pour poursuivre le challenger project en semaine 2.
Les équipes peuvent s’entraider si elles le souhaitent.
LICENSE
Toutes les Green houses et les documents réalisés seront sous licence « Creative Commons ». Le document d’instruction sera publié ultérieurement pour un accès gratuit (par exemple sur un site Web tel que instructables.com).
Par conséquent si vous désirez protéger votre invention, vous devez envisager de remplir un brevet au préalable et en informer le jury lors de votre inscription.
JURY
Le jury est composé de partenaires du projet Phablabs 4.0 : l’université Jean Monnet de Saint Etienne, l’IOGS et des membres d’Open Factory.
AUTRES RESSOURCES :
A votre inscription, il vous sera remis par e-mail l’adresse et l’accès d’un forum pour échanger entre vous, entre membre, entre équipe et avec le jury.
Vous aurez aussi accès à un tableau Pinterest présentant des liens sur des conceptions de Green house et l’utilisation de la photonique.
POUR EN SAVOIR PLUS :
Thibault Ceccato (thibault.ceccato@univ-st-etienne.fr)
Raphael Clerc (raphael.clerc@institutoptique.fr)
Voir aussi :
Le projet PHABLAB : http://www.phablabs.eu/
Le site du fablab openfactory : https://www.openfactory42.org/
Un site sur la culture indoor : https://www.cultureindoor.com/