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Remplissage de cuve en installation autonome

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Remplissage de cuve en installation autonome

Messagepar Sam AP » 09 Mai 2019, 08:42

Vincent et Marie se sont installé en PPAM et atelier d'herboristerie en Bretagne, ils cultivent 1/2 hectares de petites plantes en planche permanente et dispose d'un laboratoire de transformation pour faire toute une gamme de produit à base d'huile essentielle et extrait de plante.


La ferme rachetée par Marie et Vincent est autonome en eau et électricité, elle n'est relié à aucun réseau.

Pour l'électricité, la ferme est équipée d'une éolienne de type Piggot et de quelques panneaux solaires ainsi que d'un ensemble de batteries qui permettent l'autonomie électrique de la ferme.

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Installation électrique
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Batteries
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Pour l'eau, ils disposent d'un forage et de 2 cuves enterrées.

Les cuves se remplissent en tirant de l'eau du forage à l'aide d'une pompe, cette eau est ensuite redistribuée vers la maison et les différents points d'eau de la ferme en utilisant une pompe de surface contrôlée par un pressostat (elle maintient toujours une pression constante dans les tuyaux pour que de l'eau sorte d'un robinet dès qu'on ouvre celui ci).

    Les problèmes rencontrés par Vincent avec cette installation sont multiples :
  • La pompe qui tire de l'eau du forage pour remplir les cuves consomme beaucoup d'électricité et peut mettre à mal l'installation autonome si elle est mise en route au mauvais moment.
  • Pour connaître le niveau des cuves il fallait nécessairement les ouvrir, ce qui entraînait la chute de débris, terre... salissant les cuves.
  • Si la pompe de surface chargée de maintenir une pression constante dans les tuyaux se met en route alors que les cuves sont vides elle risque d'aspirer de l'air et de s’abîmer.
  • L'éolienne produit de l'électricité dès que le vent le permet, et si les batteries sont pleines et qu'aucun appareil ne consomme cette électricité, c'est de l'énergie perdue.


Pour résoudre tous ces problèmes, Vincent a installé un capteur ultra-son au sommet de sa cuve relié à une carte Arduino dans le double but de connaître la contenance des cuves sans les ouvrir et de contrôler les pompes en fonction de cette contenance et de l'énergie disponible.

Le capteur ultra-son permet de mesurer une distance en envoyant une onde et en comptant le temps écoulé avant d'en recevoir un écho. Cela permet de connaître la distance entre le haut de la cuve et la surface de l'eau.

L'Arduino est relié à l'indicateur de charge des batteries, ce qui lui permet d'en connaître le niveau de charge.

L'Arduino est relié à 2 relais qui contrôle la pompe du forage et la pompe de surface.

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Arduino, écran et relais
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Lorsque l'Arduino sait que les batteries sont pleines et que les cuves ne sont pas complètement rempli, il déclenche la pompe du forage pour profiter du surplus d'électricité produit par l'éolienne et les panneaux solaires en maintenant toujours les cuves le plus rempli possible.
Si les cuves sont vides l'Arduino coupe l'alimentation de la pompe de surface pour l’empêcher de se mettre en route et d'aspirer de l'air.

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Schéma de l'installation
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Diagramme du programme Arduino
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Vincent a eu des problèmes d'infiltration d'eau dans le boîtier sensé être étanche dans lequel il avait placé son 1er capteur : l'eau avait réussi à s'infiltrer et le capteur a finis par baigner dans de l'eau et à mourir, il tente une nouvelle version en remplaçant le boîtier par un simple gobelet non étanche mais sensé laisser l'eau s’évacuer pour l’empêcher de s'accumuler. Il a mis sur les composants du capteur une grosse quantité de résine époxy, une sorte de pâte plastique qui durci, pour les protéger de l'humidité.

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Capteur ultra son
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Gobelet servant à protéger le capteur
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Pour aller plus loin :

Information sur l'éolienne Piggot et l'autonomie énergétique : https://www.tripalium.org/eolienne-piggott

Apprendre l'Arduino : https://eskimon.fr/




Ces travaux de recensement bénéficient du soutien financier de l’Europe et du Réseau Rural National, par le biais de la Mobilisation Collective pour le Développement Rural coordonnée par l’Atelier Paysan sur "L’innovation par les Usage·R·E·s, un moteur pour l’agroécologie et les dynamiques rurales" (2018-2021).

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