Toilettes sèches à litière (théorie et pratique)

Cela fait maintenant plusieurs années que je suis passé aux toilettes sèches et j’en suis très heureux. C’est même ce qui fait le plus « sens » dans ma démarche globale, ce sur quoi il me serait difficile (intellectuellement) de revenir. Un élément déclencheur dans ma prise de conscience à ce sujet, ça a été le spectacle du fabuliste Pistil qui, entre 2 fables, avait déclamé pour chauffer la salle :

Est-ce que vous êtes tous fiers de chier dans de l’eau potable ?

« Ouaii…  » heuu… ha mince.. c’est vrai ça…

En résumé, les toilettes sèches c’est une bonne chose car :

  • Simple / pas cher
  • Pas besoin d’eau potable
  • Pas besoin de retraitement d’eaux noires/vannes (les pires, d’autant qu’elle ne sont que très partiellement épurées… )
  • Pas de déchets (+ pas de transport de ces déchets) mais de l’engrais (compost).

Les idées reçues / questions fréquentes

Il faut passer aux toilettes sèches pour économiser l’eau

Même si dans les faits : oui, l’eau potable est précieuse, l’argument principal pour aller vers des toilettes sèches n’est pas l’économie d’eau (même si c’est toujours ça de pris). Par contre, la diminution de pollution est significative car 90 % de la pollution azotée d’un ménage sont dus aux toilettes à eau.

En effet, il n’y a pas de bonne méthode pour épurer les eaux-vannes (eau caca+pipi). Le gâchis est fait au moment où les eaux-vannes sont mélangées avec les eaux grises (savonneuses…) avant épuration. Ce gâchis est irréversible (source).

Les toilettes sèches, ça pue !

Si vous avez l’image des toilettes sèches de festival ou 10 000 festivaliers passent en 2 jours… alors là oui, ça pue. Mais rappelez-vous le temps des toilettes chimiques, c’était bien pire…

Donc non, des toilettes sèches domestiques ne sentent pas si :

  • On recouvre de sciure les excréments : l’humidité favorable à la fermentation et au développement des odeurs est absorbée.
  • Que la vidange du seau est faite régulièrement (~4 jours)
  • Que l’utilisateur met suffisamment de litière (copeau/sciure)
  • Que le seau n’est pas en plastique (le plastique absorbe les odeurs)

C’est légal ?

Les toilettes sèches sont autorisées y compris dans les habitations raccordées au réseau d’assainissement collectif, sous réserve qu’elles ne génèrent aucune gêne pour le voisinage. Les selles et urines doivent être recueillies dans un seau ou une cuve étanche. Arrêté 07/09/20. Ce texte impose aussi :

  • « composter sur une aire étanche conçue de façon à éviter tout écoulement et à l’abri des intempéries ». Il est communément admis que les SPANC (organisme contrôleur) impose un compost sur dalle en ciment. C’est une interprétation du texte. En effet, il est dit « aire de composte étanche » on ne parle pas d’infiltration (donc pas de dalle) (écoulement!= infiltration) (détail pour discuter avec le SPANC)
  • Les sous-produits issus de l’utilisation de toilettes sèches et après compostage doivent être valorisés sur la parcelle et ne générer aucune nuisance pour le voisinage, ni pollution.

Et les traitement médicamenteux ? ça va polluer mon jardin !

Ce que j’aime dans ce type de réflexion, c’est que ce n’est pas terrible de polluer son jardin mais cette même pollution, plus loin… semble invisible.

Il faut savoir que l’assainissement (quel qu’il soit) ne règle pas du tout le problème médicamenteux à l’heure actuel. Joseph Országh, après analyse, a déterminé que les résidus médicamenteux se dégradaient partiellement dans le compost.

Donc en plus de ne pas – trop – polluer son jardin avec les médicaments, on évite aussi de polluer le milieu aquatique…

Et la séparation d’urine, c’est mieux non ?

Non… les matière fécales nécessitent de l’urine pour composter correctement. Pierre l’écoleau, en parle mieux que moi. En gros c’est :

  • Moins lourd à vidanger (si pas d’urine)
  • Moins d’odeur dans les toilettes (si pas d’urine)
  • MAIS : Apparition d’odeur au compost (compost difficile sans urine)
  • ET SURTOUT : Azote pas assimilé : on ne règle pas le problème de pollution du milieu aquatique…

Et le papier toilette, on le met où ?

Le papier toilette est ce qui se dégrade le plus rapidement, vous pouvez donc le mettre dans les toilettes, comme dans des toilettes à eau potable. Préférez utiliser un papier toilette, ni coloré, ni blanchi, ni parfumé, pour éviter de polluer votre compost (à noter que cette préférence devrait aussi avoir lieu dans des toilettes à eau pour ne pas polluer les cours d’eau / les champs… même si la pollution plus loin semble invisible…).

Il faut un grand jardin pour ça.

Il faut un jardin, c’est plus pratique (même si on peut rêver d’une collecte de compost de toilettes sèches municipales en ville ou de points de dépôt…) MAIS il n’est pas nécessaire d’avoir un GRAND jardin. Un compost de 2m3 suffit pour 4 personnes (c.f. plus bas le dimensionnement du compost), soit une emprise au sol de 1mx2m et un compost de toilettes sèches n’émet pas d’odeur s’il est équilibré (j’en parle après).

C’est parti ?

La litière

Un mélange sciure et copeau est à plébisciter. Si c’est uniquement de la sciure de bois (poussière) ça va s’agglomérer et pas bien composter, les copeau aide à l’aération du compost, mais la sciure à un meilleur pouvoir absorbant.

Faites le tour des scieries / ébénistes autour de chez vous (ils utilisent plus certainement du bois massif), sinon les menuisiers (mais souvent il y a un mélange avec OSB/agglo…). C’est souvent un déchet pour eux, que peu valorisent (à moins d’avoir de gros volumes et de les transformer en bûches compressées). N’hésitez pas à donner en échange…

Le compost

Contrairement aux toilettes à eau qui génèrent des déchets (une eau souillée à jamais), les toilettes sèches à litière génèrent de l’engrais !!! Le tout sans transport, tout est fait sur place… C’est pas formidable ?

Un compost qui ne sent pas est un compost équilibré. Équilibré en carbone (matière morte : feuille, carton, foin…) et azote (matière fécale, urine mais aussi déchets alimentaires). Il doit aussi être brassé / aéré / couvert pour réguler l’humidité et un peu arrosé l’été en cas de sécheresse, si jamais celui-ci est en plein soleil (un composteur à l’ombre c’est toujours mieux).

Quand on verse le seau de compost on couvre avec du carbone (feuille morte, paille, foin, herbe séchée…) : ça coupe quasi instantanément les odeurs.

Le dimensionnement, selon l’ADEME:

Composition de la famille (nombre de personnes)Vidange des excrétas (en kg/j)Vidange des excrétas (en kg/an)Volume minimum du composteur (en m3)
31.73631.50.6
42.639600.96
4 (travail à domicile)3.3712301.2
52.529200.92
source ADEME

Dans l’étude, il est aussi dit :

Par retour d’expérience, au bout d’un an la réduction de volume est d’environ 1/5.

Un composteur de 1,5 m3 minimum est conseillé pour une famille de 4 individus pour un an de remplissage.

L’étude décortique aussi le bilan microbiologique. C’est intéressant d’avoir des chiffres sur la destruction de ces bactéries après compostage.

Au minimum il faut 2 bacs, un bac de compost qu’on alimente + un bac de compost au repos. Il est possible d’ajouter un 3ème bac et donc d’allonger le repos du compostage. Ce 3ème bac donnera du terreau.

Il est préconiser d’attendre 18 mois (après mise au repos) avant dépendre du composte dans un potager ; cette durée peut être réduite à 9 mois pour les parterres ornementaux / les arbres…

Fabrication de toilettes sèches « type cube »

Il y a une quantité de modèles sur internet. J’aime bien celui-ci car son volume est optimisé et donc peu encombrant, il est déplaçable, facile d’installation (il n’y a qu’a le poser par terre).

Vous trouverez de nombreux sites qui proposent des tutos sur les toilettes sèches, voire l’achat de toilettes sèches (autour de ~250-400€).

De mon côté j’en ai fabriqué une petite série type « cube » pour des amis. En vrac dans la conception :

© fabuloustoilettes.com
  • Un seau avec un départ de anse sous le niveau du seau (illustration) : ça évite d’ajouter une bavette ;
  • Un seau en INOX : c’est cher mais ça ne garde pas les odeurs contrairement au plastique et vous le garderez toute la vie !

Choisir la bonne taille du seau, attendre sa livraison et faire le « cube » en fonction du seau me parait le plus adapté.

Choisir la taille de son seau :

Volume15L20L30L
Idéal pour2 personnes3 personnes4 personnes
Fréquence vidange à 2 personnes4 jours6 jours
8 jours
Fréquence vidange à 3 personnes3 jours4 jours
Fréquence vidange à 4 personnes4 jours
Poids plein8 kg10 kg12 kg

Plus la vidange est régulière, moins il y a de chance d’avoir d’odeur, moins le seau est lourd… mais plus fréquente est la corvée… Il est donc de bon ton d’installer le compost non loin des toilettes.

Niveau comptable :

  • 3-4h de fabrication
  • ~210€ de matériaux neufs et sans lésiner (option contreplaqué 3 plis + seau inox, soit de « très belles toilettes »…)
    • Ici, le choix du neuf a été fait pour faire une petite série pour des amis.
    • Mon précédent modèle de toilette m’avait coûté 0€, j’avais même fabriqué la charnière: voir l’article

Matériel nécessaire :

  • Panneau de bois (1/2 de 122cm x 250cm suffit)
  • 2 charnières
  • 1 abattant
  • Un seau
    • Inox si c’est pour un usage intérieur (car le plastique absorbe les odeurs)
    • Plastique alimentaire pour le reste
  • Des vis

Un mot sur l’abattant : il me parait important qu’il soit fixé au cube. En gros, il ne sera pas possible de lever en position « pipi pour homme » pour plusieurs raisons :

  • Décourager les hommes d’y aller et les encourager à aller pisser dans le jardin (le seau sera moins lourd à déplacer) ;
  • Inciter les hommes à pisser assis, ainsi éviter les risques d’éclaboussures de pipi sur le cube en bois > parce qu’après le bois garde les odeurs…
    • D’ailleurs il faut prévoir un traitement de surface sur le bois qui soit lessivable en cas d’éclaboussures d’urine
  • Limiter encore plus les odeurs/intrusions de mouches car la boîte est « bien fermée » une fois la lunette abaissée.

J’ai acheté l’abattant sur mes-toilettes-seches.fr car il répond à ces exigences. Il est aussi possible de se le fabriquer sans trop de peine.

Je ne détaille pas la fabrication, parce que ça n’est jamais qu’un cube en bois assemblé avec des vis…

Où ça s’installe ?

Où vous voulez, à la place de vos anciennes toilettes polluantes / à eau potable, dans un cellier, une salle de bain…

Utilisation

C’est presque comme un WC :

  • Faire ses besoins (je ne fais pas de dessin)
  • Recouvrir généreusement de litière (copeau/sciure)

Bien sur pas autre chose que scelles/urine/papier dans les toilettes, pas de tampon, serviette ou autres choses non compostables…

Pour la vidange :

C’est bon de le faire tous les ~4 jours en intérieur. Quand on vide le seau, on le rince avec un peu d’eau. Après avoir déposer son offrande sur le tas de compost, on recouvre celui-ci avec des feuilles mortes, de l’herbe, du foin, du carton… ce qu’on a sous le coude…

Ressources

Je ne savais utiliser un poêle à bois sans polluer. Et vous ?

Je ne suis pas sûr qu’on m’ait appris à faire un feu. J’ai observé, et puis c’est pas si compliqué de faire brûler du bois. Mais se chauffer au bois de façon efficace / sans polluer, je ne savais finalement pas le faire… Ça fait pourtant un petit moment que je chauffe au bois. Mais il m’a fallu monter mon 2ème poêle, et rencontrer des personnes ressources (Agir LowTech) pour vraiment me pencher sur la question (c’était pas trop tôt).

Le chauffage au bois est pour moi le plus écologiquement soutenable. Dans le sens où le bois pousse à côté de chez moi, qu’il n’y a pas de transformation industrielle (coût énergétique pour le pellet par exemple, sans compter le transport…), il est renouvelable, je peux aller le couper/gérer mon bois en toute autonomie/liberté/de façon responsable. De plus, quand je coupe mon bois, vu la sueur que ça génère, je réfléchis 2 fois avant de remettre une bûche dans le foyer pour gagner 1°C de plus le soir avant d’aller me coucher…

Comme toutes les énergies, la plus écologique c’est celle qu’on a pas besoin de produire. Il faut donc viser avant tout l’efficacité de la combustion, chauffer moins, chauffer moins grand (faire des petites maisons quoi ;-). Mais déjà bien utiliser son moyen de chauffage ça permet de s’approcher des rendement annoncé par le constructeur de votre poêle.

Ce qu’il ne faudrait pas faire

Laisser une bûche brûler la nuit en sous tirage. En terme de pollution en particules fines, c’est équivalent à faire 12 fois le tour du périphérique parisien avec un vieux diesel. Guillaume, d’Ecolowtech et Agir Low-Tech détail les explications/les chiffres.

Utiliser un foyer ouvert/cheminée :

Le feu dans la cheminée, c’est ce qu’il y a de pire. Seulement 15 % du bois brûlé sert réellement à chauffer. À 85 %, il part dans les fumées, produit des gaz polluants et des émissions de particules fines très élevées. Ce mauvais rendement entraîne une surconsommation de bois importante et encrasse vite le conduit. À titre de comparaison, se chauffer une seule journée avec du bois dans la cheminée émet autant de particules fines que parcourir 3 500 km avec une voiture diesel.

Source quechoisir.org

Ce qu’il faudrait faire

Allumage par le haut

Un bon allumage est primordial car :

Les premières minutes de chauffe constituent 80% des émissions de particules fines sur l’ensemble de la période de chauffe.

Rund Um, France 3 Alsace

Pour bien démarrer un feu, il faut préférer un allumage doux, par le haut (appelé aussi Top-Down). Je vous laisse en chercher plus sur le sujet, et vous mets une vidéo explicative sur le « comment faire » :

J’étais pour ma part plutôt sceptique au départ sur cette technique, notamment parce que ça nécessite un allume-feu et ma réaction a été : « encore un truc a acheter… « . On peut fabriquer soit même ces allume-feu avec du marre de café, de la cire (et bien d’autres truc) – même si à l’achat, c’est un poste de dépense extrêmement faible…

Un bon réglage

Les flammes vous parlent, elle vous indiquent notamment si l’arrivée d’air est suffisante ou non :

  • Les flammes doivent être jaunes et danser doucement.
  • Si les flammes sont jaune vif et dansent rapidement, c’est que vous êtes en excès de tirage. Il faut diminuer l’arrivé d’air. Sinon les particules de bois sont pas complètement décomposées ou les gaz ne peuvent pas s’enflammer car pas assez chaud.
Signe de pollution / mauvais tirage (Source picbleu.fr)

Les fumées en sortie de cheminée sont synonyme de mauvaise combustion. C’est dingue ce truc : demandez à un enfant de dessiner une maison avec une cheminée, il va y dessiner une cheminée avec de la fumée qui en sort… de la pollution en somme… Un début de grille de lecture partager par Guillaume d’Ecolowtech et Agir Low-Tech (plus issus de l’expérience/observation que d’étude donc à prendre avec des pincettes) :

  • Gris/Marrons en général c’est manque d’air secondaire, beaucoup d’imbrûlés et de particules (d’où la couleur)
    • Trop de gaz imbrûlés rejeté = rejet de monoxyde de carbone (CO)
  • Bleu/gris c’est trop d’air et foyer qui monte pas assez en température…
    • Les particules de bois sont pas complètement décomposées ou les gaz ne peuvent pas s’enflammer car pas assez chaud.

La vitre est aussi un bon indicateur. Si votre vitre noircie c’est qu’il y a de grande chance que votre feu manque d’air (source). (ça peut aussi venir d’un bois trop qui n’est pas sec). Il n’est pas anormal que celle-ci soit tout de même à nettoyer de temps en temps…

Fermer l’arrivée d’air au bon moment

Quand la flamme n’est plus jaune/orange – quand elle est petite et commence à bleuir – c’est le moment de fermer l’arriver d’air. Si votre poêle est bien étanche (ce qui est souhaitable, sinon vérifiez les joints de portes par exemple) la braise devrait s’éteindre en quelques secondes.

J’avais tendance à laisser complètement se consumer le bois pour qu’il n’y ait pas de charbon, et plus que de la cendre. Guillaume d’Ecolowtech et Agir Low-Tech fait un petit calcul qui démontre que ça revient à laisser un radiateur électrique de 1000W branché dehors… En effet, on laisse s’échapper plus d’air chaud (dû au tirage du poêle qui est chaud) que ne nous en restitue le poêle avec ce qu’il reste comme braise à ce moment là. Du coup, à ce moment-là, on refroidit la maison.

Utiliser un poêle performant

Il est avant tout primordial d’utiliser un poêle à bois performant (bon rendement). Un foyer de cheminée ouvert est une catastrophe écologique, en plus de n’apporter que très peu de chaleur au foyer.

A titre de comparaison :

  • Cheminée ouverte : 10-15% de rendement (source)
  • Cheminée fermée/insert : 70 à 85% (mais 30 à 50% pour les anciens) (source)
  • Poêle à bûche : 70 à 85% (source) (mais 40 à 50% pour les vieux modèles – source) A noter que désormais la norme impose un minimum de rendement à 70% pour que le poêle soit mis en vente
  • Poêle de masse : ~90% (source)

Le bon dimensionnement de celui-ci par rapport à votre maison est aussi primordial. La tendance est au surdimensionnement « par peur d’avoir froid », et « qui peut le plus peu le moins ». Mais s’il est surdimensionné, vous allez avoir tendance à le mettre en sous tirage, ce qui provoque énormément de pollution aux particules fines.

Je ne vais pas détailler ici comment choisir son appareil, ce n’est pas le sujet mais c’est un point important.

Le bois

Il est nécessaire d’avoir du bois de chauffage adapté à votre poêle, avec un taux d’humidité inférieur à 20%. Sinon, il va utiliser beaucoup d’énergie pour gazéifier, donc faire baisser la température de combustion (= fumée).

Il faut aussi alimenter son foyer avec la bonne quantité de bois (quantité pour laquelle il a été conçu/optimisé). Pour connaître la bonne quantité de bois pour votre foyer vous pouvez vous référer au manuel de votre poêle. Si vous n’avez pas/plus de manuel vous pouvez vous référer à une méthode plus approximative expliqué sur le blog chauffageaubois.eu.

Si vous surchargez ou sous-chargez le poêle en bois par rapport à ses capacités, celui-ci n’atteindra pas les rendements pour lesquels il a été conçu. Vous allez perdre en efficacité, augmenter en pollution…

Les pellets dans tout ça ?

En terme d’autonomie, c’est pas dingue, ça ne pousse pas à côté de chez nous… Le procédé de transformation est énergivore, sans compter le conditionnement, transport… C’est possible de faire ses pellets soi-même, mais bon courage il faut broyer, presser… en gros, il faut des esclaves énergétiques…

MAIS ce type de poêle a le mérite d’être utilisable par n’importe qui (car « automatique ») qui n’aurait (par exemple) pas envie (dommage) de « bien faire »/ »d’apprendre » à bien faire brûler du bois… Du coup, je finis par me dire que dans la balance, un utilisateur de pellets n’est peut-être pas pire pour l’environnement qu’un mauvais utilisateur bois bûche.

A nuancer avec le fait qu’il existe des poêles à bois dits « intelligents » qui sont capables de réguler le tirage correctement pour gagner en rendement/efficacité/moins polluer… ça serait à privilégier par rapport au pellet pour un utilisateur « qui veut pas s’embêter… » (d’autant que ces poêles sont résilients et sont capables de fonctionner sans électricité).

Source

N’hésitez pas à commenter (sourcé au plus possible) cet article, il y a peut être des approximations / erreurs…

[Appel à contribution] Étude de restitution de chaleur sur le poêlito

Nous cherchons des personnes ayant un poêlito sous la main prêt à donner quelques heures et ainsi contribuer à ce projet open source. Une procédure sera fournie, ce n’est pas plus complexe que prendre des températures et les noter dans un tableur… Les données récoltées seront compilées, analysées et publiées sous licence libre bien sûr.

Le poêlito est une solution bien pensée pour les habitats liégés et mobiles car semi démontable. En plus d’être open source c’est une solution largement documentée par son créateur ce qui le rend accessible. Pour ma part j’ai essayé de rédiger un retour d’expérience mais la démarche n’était pas très chiffré… Suite à mon passage chez Agir Low-Tech et à la fabrication de leur prototype de poêle de masse pour petit habitat. J’ai  discussion avec Guillaume (d’Agir Low-Tech) et il nous apparaît pertinent de récolter de la donnée (qui n’existe pas à notre connaissance) sur le comportement thermique (restitution de chaleur) du poêlito.

Pour les volontaires, inscrivez vous par ici : https://cloud.retzien.fr/index.php/apps/forms/3oHSjHD7225sfS9M

A prévoir :

  • Thermomètre infrarouge (entre 30 et 120€) si c’est un frein pour vous, dites-le, un prêt est possible…
  • Un ordinateur pour remplir un tableur
  • Une balance de cuisine pour peser de 1 à 3kg  (ou un pèse personne)
  • Un chronomètre / minuteur
  • Quelques heures devant vous (donc un copain et de la bière c’est pas mal…)

Merci d’avance pour vos contributions !

David Mercereau et Guillaume (Agir LowTech)

Une batterie d’ordinateur auxiliaire avec ma batterie de vélo

L’hiver est là, le ciel est gris, les journées sont très courtes et, pour les gens comme moi, autonomes en énergie avec du solaire, la précarité énergétique est palpable… Depuis quelques temps, je travaille à mon compte, et j’ai souvent besoin de travailler sur mon ordinateur en journée. Cela fait partie des choses qu’il est difficile de reporter au lendemain, même s’il n’y a pas trop de soleil (et peu d’énergie)… Si je suis dans la panade, je peux allumer le groupe électrogène bien sûr, mais ce n’est pas la solution que je souhaite privilégier. Depuis cette année j’ai réussi à bien optimiser mon surplus d’énergie solaire, ce qui me permet notamment de charger les batteries de mon vélo électrique. Ce qui me permet donc de stocker d’autant plus d’énergie – énergie que j’utilise un peu moins l’hiver pour me déplacer…. vous voyez où je veux en venir : je peux utiliser cette énergie stockée pour travailler sur mon ordinateur…

Actuellement la batterie de mon ordinateur est une 11,1V, 5,1Ah soit 56,61Wh, et elle me permet environ 3h d’autonomie. Je peux en déduire que mon ordinateur consomme 18,8Wh sur batterie (56Wh/3h) (ce qui est cohérent avec ce que je mesure sur le wattmètre quand il est branché + les pertes induites par la batterie…).

La batterie de mon vélo est une 13Ah/48V soit 624Wh de stocké, ce qui me permet un temps d’utilisation de mon ordinateur de ~30h (624Wh/19Wh=32h) soit 5 jours pleins à raison de 6h par jour… L’hiver peut donc venir, je peux travailler ! (chouette ?)

Pour pouvoir utiliser ma batterie de vélo qui est en 48V et mon ordinateur (qui est en 19V (c’est indiqué sur le transformateur entre la prise et l’ordinateur), j’ai acheté un petit convertisseur de tension 48V > 19V (pour 6€). Ensuite il m’a fallu :

  • Sur l’entrée 48V du convertisseur de tension : ajouter une prise XT90 mâle (car j’ai équipé mon vélo de ces connecteurs) ;
  • Sur la sortie 18V du convertisseur de tension : ajouter le connecteur compatible avec mon PC (là c’est un peu plus la jungle pour trouver le bon… il faut s’armer de patience…).

Et voilà le travail :

Conseils sur le convertisseur de tension :

  • Que le courant qu’il est capable de délivrer soit supérieur à celui dont vous avez besoin, sinon ça ne va pas fonctionner. De mon côté, j’ai observé 20-25W sur le Wattmètre, ce qui fait un courant de 1.3A. Mon convertisseur de tension permet 5A, on est large…
  • Que le rendement/l’efficacité ne soit pas trop moche. Le mien est à 94%, c’est correct.

Fabriquer une batterie de vélo avec des batteries d’ordinateurs de récup’ (18650)

J’ai dans le projet de monter un kit électrique pour pédalier sur mon vélo (transformer un vélo classique en vélo électrique). Dans le but de réduire mon impact sur l’environnement (et aussi parce que j’aime bien les défis techniques) et après avoir vu la vidéo de Barnabé et son vélo électrique, je me suis dit que moi aussi j’essayerais bien de me fabriquer ma propre batterie pour mon vélo. L’économie de l’achat d’une batterie pour vélo est aussi un argument de poids (environ 3/4 du prix d’un kit).

Mon objectif : fabriquer une batterie 48V ~13Ah (soit 13 séries / parallèles)

Faire une batterie a base de cellules lithium issues de vieilles batteries d’ordinateurs

  • C’est donner une seconde vie à un déchet actuellement non recyclé (le litium)

Inconvénient :

  • C’est un projet sur le long court :
    • La récup’, de mon côté ça a été plutôt vite : le dépanneur informatique du village m’a donné un plein carton de vieilles batteries
    • La désossage : c’est pas le plus long…
    • Le test – je vais le détailler juste après, c’est plutôt fastidieux.
  • Sur un vélo les batteries sont vraiment sollicitées (fort courant de décharge), donc quand on part avec des batteries qui ont déjà eu une vie, même si les tests qu’on a effectués sont bons, elles vont vivre moins longtemps (l’avantage étant qu’on sera en capacité de la réparer…). J’ai lu qu’il faut envisager de renouveler 20%/an, ça veut dire que le travail de récup’ / tri / test est quasi perpétuel :-/
    • Pour minimiser cet effet, j’ai choisi de faire une batterie en 48V (en général pour les vélo c’est plutôt 36V), ce qui permet, à stockage égal, de diminuer le courant de décharge et donc de moins solliciter les batteries.

Récup’ démontage

Pour moi la récup’ a été vite faite – l’informaticien de mon village avait tout une caisse de batteries – mais ça peut être fastidieux.

A noter que maintenant, certains dépanneurs ont compris que ça valait de l’argent les cellules lithium, et n’hésitent pas à faire payer pour qu’on revalorise leur déchet…

Protocole de test

Après démontage des batteries, il y a un premier test visuel pour éliminer celles qui ne semblent pas bonnes, comme par exemple celle-ci :

Ensuite je teste la tension de chacune au multimètre et j’élimine toutes les batteries où la tension est <2V (même si certains disent que même à 1V elles peuvent être bonnes, je pense que les chances sont moindres…).

Ensuite je mets dans le testeur, (un OPUS BT C3100 pour ma part, il marche bien !) et je lance un « quick test » le testeur va tester la résistance interne (RI) de la cellule. Je garde uniquement les cellules ou le RI < 300 ohms (plus la résistance est faible mieux c’est !) pour comprendre le RI je vous conseille cette lecture.

De nouveau sur le chargeur je lance un « charge test » à 1000mA de courant. Ça va lui faire faire un cycle : charge – décharge – charge et ça va compter les « mA » qui lui reste dans le ventre (ça donne la capacité de la batterie). A cette étape, j’ai gardé uniquement les cellules >2000mA. Il faut compter 9h pour le test complet. C’est le test le plus long… En plus de mon côté je fais ça « quand il y a du soleil » avec mon installation solaire autonome donc l’hiver c’est pas tous les jours…. J’ai testé 165 cellules, avec un OPUS à 4 slot, faut compter 52 jours (à raison d’1 test/j).

Suite à la charge, j’élimine toutes les batteries qui ne montent pas au dessus des 4V une fois chargées.

2 mois après les cycles de tests, si la batterie s’est « autodéchargée » à plus de 0.07V, je l’élimine aussi.

Donc pour résumer :

  • Tension de départ (en l’état) >2V
  • Un RI < 300
  • Capacité encore > 2000mA
  • Un voltage en fin de charge >4V
  • Une autodécharge <0,07V

Pour les curieux, je vous mets une image du tableau de synthèse :

Le fichier source au format odt (open document tableur).

Statistique

J’avais récupéré une grosse trentaine de batteries de PC, chacune contient entre 4 et 8 (fréquemment 6) cellules.

Pour un total de ~210 cellules 18650, au final j’en ai utilisé 78 (et encore en cherchant bien).

Un taux de réutilisation de 36%

Assemblage

Il faut un équilibre dans les cellules, chaque parallèle doit avoir la même capacité (Ah testé plus haut). Pour cela vous pouvez utiliser un site qui fait ça pour vous : https://www.repackr.com. Un extrait de ce que ça m’a donné :

2457   2364   2563  …
2445   2331   2346  …
2440   2273   2331  …
2132   2264   2281  …
2108   2243   2092  …
2098   2207   2067  … encore 10 colonnes...

Ici chaque colonne représente une parallèle. la première colonne = 13680mA, la seconde 13682mA… bref le logiciel mixe les cellules pour obtenir une capacité uniforme sur chaque parallèle.

Pour l’assemblage « physique » Il y a 2 grands choix :

  • Assembler soudé avec bus bar + fil fusible, c’est une solution très économique mais pour changer quelques cellules défectueuses, ça devient très pénible je trouve ;
  • Assembler par « serrage ». Il y a différents types : vruzend, 18650.lt… C’est plus cher, mais ça me semble plus simple à démonter en cas de pépin isolé…

J’ai choisi un assemblage par serrage pour faciliter le démontage (dans l’optique ou il faut changé 20% des cellules / ans ça me semble plus pratique…).

Le schéma global 13 séries, 6 parallèles :

Le BMS

Le BMS (Battery Management System) est un système électronique permettant le contrôle et la charge des différents éléments d’une batterie d’accumulateurs

Il surveille l’état de différents éléments de la batterie, tels que : tension température, état de charge, état de santés…

Wikipedia fr BMS

C’est donc un élément indispensable pour gérer les batteries 18650. Il se choisi en fonction du nombre de cellules que vous avez à connecter en série (ici c’est donc un 13S).

Pour faciliter le branchement, j’ai installé un connecteur étanche XT90 (que vous voyez en jaune).

Petite sacoche

Ma couturière préféreé ma confectionné une sacoche étanche. Pour éviter le poinçonnage sur la sacoche j’ai ajouté une chute de membrane EPDM (de reste de ma toiture) mais elle n’est pas visible sur ces photos.

Rendu sur le vélo

Voilà ce que ça donne sur le vélo. Je n’explique pas ici comment j’ai installé mon kit moteur Bafang car c’est déjà bien documenté sur internet.

J’ai mis la batterie sous le cadre avant ce qui permet de mieux équilibrer le poids du vélo (c’est un vélo hollandais, la roue arrière porte déjà beaucoup a cause de la posture du cycliste) et ça permet aussi de conserver un porte bagage utilisable.

Prix

En gros voilà ce que ça m’a coûté en €.

  • Connecteurs XT90 M/F : 2,5€
  • BMS 13S 48V 20A Li-ion Cell Battery ANN Balanced E-bike 18650 : 25€
  • Pour l’assemblage : Vruzend V2 18650 Battery Kit : 35 x 3 = 105€

Total : ~130€, une batterie similaire (13A 48V) coûte entre 250€ et 400€

Et comme dit plus haut c’est énormément de temps… donc ce n’est économiquement pas hyper viable mais écologiquement ça se tient, c’est donner une seconde vie à des batteries qui seraient parties à la poubelle (en France il n’y a actuellement aucun circuit de recyclage pour les cellules lithium, ça coûte moins cher d’exploiter les gens loin…).

Retour d’expérience

Cela fait maintenant plusieurs mois que j’utilise mon vélo (maintenant) électrique avec mon moteur Bafang et franchement, ça change la vie. Moi qui n’ai pas de voiture, ça permet d’étendre son périmètre de circulation de façon non négligeable. De plus le vélo est encore utilisable « sans l’électricité » en retirant la batterie car le moteur est placé à un endroit qui ne déséquilibre pas le vélo.

Notez que j’ai acheté mon kit avec une batterie. J’ai donc 2 batteries, une « neuve » et une « de récup » (dont cette page rend compte). Pour le moment, je ne constate pas de grande différence en terme de tenue de charge (complexe à comparer). En tout cas, la batterie « de récup » me satisfait. Je fais entre 50 et 80km avec un charge de batterie (ça dépend comment j’appuie sur les pédales/le chargement… Mais pourquoi diable as-t-il acheté une batterie « neuve » ? Et bien :

  1. Parce que je suis en situation d’autonomie électrique et l’hiver il y aura certainement des moments ou je ne pourrai pas recharger, ça me fait du stockage en plus donc.
  2. Parce que c’est BEAUCOUP de temps de faire sa batterie de vélo, et que je commençais à douter d’y arriver et je ne sais pas si je vais avoir le jus pour changer 20% des cellules / ans…

Aller plus loin

Réglage BMV – Contrôleur batterie pour solaire autonome

Note explicative adapté au contexte solaire pour le contrôleur de charge Victron BMV Le manuel en Français est accessible a cette adresse

Avertissement : Ayé à l’esprit que la donné de pourcentage de charge du BMV sont a prendre avec un certain recule (source1, source2), d’autant plus si les paramétrages par défaut est laissé sur celui-ci. Cette notice est là pour vous aider à affiner vos réglages afin de s’approcher tant que faire ce peu de la vérité.

Cette notice a été rédigé de façon collaborative, une discussion est en cours sur cette notice, si vous voulez participer c’est par ici.

Paramètres

Les paramètres modifiables sont les suivants (voir la notice pour aller au menu de SETUP)

01 Battery capacity (Capacité de batterie)

Capacité de la batterie en ampères heures

Capacité en C20 (voir la doc de votre batterie)

Exemple

  • 1 batterie de 220Ah/12V seule : 220
  • 2 batteries 220Ah/12V en série : 220
  • 2 batteries 220Ah/12V en parallèle : 440
  • 4 batteries 220Ah/12V en série : 220
  • 4 batteries 220Ah/12V 2 série de 2 parallèle : saisissez 440

02. Charged Voltage (Tension chargée)

La tension de la batterie doit être supérieure à cette valeur pour que celle-ci soit considérée comme pleine.Le paramètre de tension chargée doit toujours être légèrement en dessous de la tension de l’état de charge du chargeur (en général 0,2V ou 0,3V en dessous de la tension float du chargeur).

Préalablement il faut s’assurer que la tension « float » de votre régulateur est adéquate par rapport à celle de vos batteries. Si je prends pour exemple une batterie AGM Victron, la documentation annonce une tension float de 13,5 -13,8V. Mon régulateur doit avoir la même tension de float.

Sur le BMV il faut indiquer tension « float » du régulateur à laquelle on soustrait 0,2-0,3V. La tension de float est celle du régulateur. Si votre régulateur a une tension de float paramétré à 13,8, il faut indiquer 13,6 dans le BMV.

Si vous avez 2 batteries 12V en série multiplier la tension chargé par 2 (exemple une tension de float 13,8 est à 27,6 pour 2 batterie 12V en série)

03. Tail current (Courant de queue)

Une fois que le courant de charge a chuté en dessous du courant de queue spécifié (exprimé en pourcentage de la capacité de la batterie), la batterie sera considérée comme étant entièrement chargée.Remarque:Certains chargeurs de batterie cessent de charger si le courant descend en dessous d’un seuil spécifique. Le courant de queue doit être paramétré avec une valeur supérieure à ce seuil.

Par défaut c’est à 4% il faut modifier cette valeur à :

  • 2% pour l’usage en solaire avec batterie plomb
  • Laisser 4% pour le litium

04 Charged detection time (Durée de pleine charge)

Il s’agit de la durée durant laquelle les paramètres définis (Tension chargée et Courant de queue) doivent être atteints pour considérer que la batterie est entièrement chargée.

Par défaut c’est à 3min. Dans un premier temps c’est pas mal, vous pouvez augmenter jusqu’à 10 min.

05 Peukert exponent (Indice Peukert)

Si l’indice n’est pas connu, il est recommandé de maintenir cette valeur à 1.25 (par défaut) pour les batteries plomb-acide et de la modifier à 1.05 pour les batteries au lithium-ion. Une valeur de 1.00 désactive la compensation Peukert.

En général :

  • 1,25 pour le plomb-acide
  • 1,05 pour le litium

Le mieux est de calculer le coefficient de Peukert qui correspond à votre batterie à partir des données constructeur. Il vous faut la donnée de capacité en C20 et en C1. Ensuite vous pouvez indiquez ces informations dans une calculette d’exposant Peukert comme celle-ci : https://fr.planetcalc.com/2268/

  • Par exemple pour une AGM 220Ah Deep cycle :
    • C20 (décharge en 20h) elle est donnée pour 220Ah
    • C1 (décharge en 1h) elle est donnée pour 65% donc 143Ah (220*0,65)
    • Le résultat de la calculette de coefficient Peukert est donc de 1.17 pour cette batterie (voir le calcul)

06 Charge Efficiency Factor (Facteur d’efficacité de charge)

Le Facteur d’Efficacité de Charge compense les pertes en ampères-heures qui se produisent pendant la charge.100% veut dire aucune perte.

  • Par défaut 95%
  • 85% pour le plomb (source1, source2) pour un dimensionnement correct avec une décharge de 10, 20% quotidienne. Un ajustement a faire selon utilisation (source1, source2)
  • 95% pour le litium

07 + Autres

Peuvent être laissé par défaut ou aux choix de l’utilisateur RTFM.

Conseil

Synchroniser

Synchronisé 1 fois par semaine (dans l’idéal pour une bonne fiabilité, 1 fois par mois au maximum) votre BMV, attendez une belle journée ensoleillée, que le régulateur soit en float depuis quelque temps et appuyé 3 secondes sur + et –

Le BMV peut également être synchronisé en mode d’exploitation normal en appuyant en même temps sur les boutons + et – pendant 3 secondes.

Recharger les batteries quotidiennement à 100% diminue le risque d’erreur dans le calcul du SOC (%)

Ajuster

Une surveillances des données est une bonne chose, en ça il est pertinent d’avoir du monitoring sur son installation (des courbes d’histoire) pour déceler les incohérences, problèmes de paramétrages…

Par exemple si vous constatez des « bons » de ~95% à 100% durant la charge par exemple c’est que vous pouvez augmenter le paramètre d’efficacité de charge (06).

Autre exemple : si votre courbe de charge de ralentie pas (fait un petit plat) en fin de charge c’est peut être que la tension chargé (02) est trop faible ou que votre coefficient de Peukert n’est pas le bon.

Sources

Licence

Créative Common CC0 : https://creativecommons.org/share-your-work/public-domain/cc0/

Cabane (micro MOB) pour enfant

Avec tous mes chantiers du moment, j’avais pas mal de chutes à traîner sur le terrain et j’avais envie de faire une petite cabane d’enfant pour ma fille… J’ai principalement utilisé les chutes de bois d’ossature (douglas 45×85) et de l’OSB de contreventement 8mm de ma cabane de jardin mini MOB, et puis de la tuile plate du clocheton. On m’a donné un toboggan en plastique, ce qui m’a décidé à me lancer… J’avais aussi pas mal de restes de visserie (issue du chantier paillourte & cabane). Donc en gros pour ce petit projet, j’ai dû racheter quelques liteaux pour la toiture, les charnières des portes/fenêtres, les supports des poteaux et quelques planches de bardages.

Je ne vais pas trop détailler techniquement ici parce que j’ai ré-utilisé des techniques que j’avais déjà utilisées et documentées.

J’ai fait une dalle bois comme pour la mini MOB, avec les mêmes supports réglables (qui permettent aussi une rupture capillaire). A ceci près que là c’est « sur pilotis ». Les plots en béton sont en fait des parpaings (2 supperposés) qu’il me restait de mes « fondations de yourte« , dans lesquels j’ai coulé un peu de béton avec des petits morceaux de ferraille qui traînaient pour le passage de l’un à l’autre (éviter cisaillement).

J’ai ensuite construit les murs au sols. Des chutes de 45×95 et de l’OSB pour contreventer le tout. J’ai quand même simplifié par rapport à une MOB : il n’y a pas de lisse basse, pas de lisse haute… c’est une cabane pour enfant, je vais pas m’amuser à suivre les DTU… Si jamais vous voulez plus d’info sur les écarts de vis, entraxes d’ossature, etc., j’en dis plus sur l’article de la mini MOB. En gros, là, j’ai fait « avec le bois que j’avais » / les tailles de vis qui me restait…

Le montage des murs s’est fait facilement : c’était pas trop lourd à porter à bras d’homme vue la taille. J’ai mis une faîtière d’une section 145×45 de reste de la structure de mon lit.

Pour la toiture j’ai contreventé en OSB 8mm et j’ai fait comme pour le clocheton de la paillourte : même pente de toit, même technique de pose de tuile… sauf qu’il y avait beaucoup moins de découpes :-). En faîtière pour les tuiles, j’ai récupéré 10 tuiles canals qui s’ennuyaient dans le jardin de mon voisin… ça fera le temps que ça fera et s’il y a des infiltrations c’est pas la mort, il y a le pare-pluie et pas d’isolant… et c’est une cabane d’enfant…

Pour les rives, je suis pas très fier du résultat mais bon je n’avais pas la motivation d’acheter des tuiles plates de rives donc j’ai fait comme j’ai pu (bourré de mortier + tuiles vissées au bois…)

Il ne reste plus qu’à barder (même technique que pour la mini mob).

Vue d’ensemble du résultat final :

La porte en OSB tiendra pas bien longtemps mais bon j’avais plus que ça sous le coude alors ça tiendra le temps qu’il faut…