Je suis de près le projet open source Showerloop.org de Jason Selvarajan depuis un bout de temps. Ça fait un moment que ça me trotte dans la tête. Mais sa showerloop (en plus d’être documentée uniquement dans la langue de Shakespeare) semble complexe à assembler, bourrée d’électronique, et nécessite d’avoir accès à un fablab (ce que je n’ai pas). Jason et son équipe ont fourni un travail de dingue autour de leur système avec des analyses très poussées. Mais très récemment, suite à la documentation produite par le LowTechLab (plus simple et en français), l’envie de m’y coller a refait surface…
Allez bien jusqu’au bout de l’article… Lisez surtout la fin où je dis que « ça marche pas » 😐
C’est quoi une douche à recyclage ?
La douche à recyclage : l’eau est en circuit fermée, elle retombe sur ma tête une fois filtrée et donc propre. Elle est pertinente en terme d’économie d’eau et d’énergie, ce que la calculette ci-après va démontrer : http://showerloopcalculator.zici.fr/
80% d’économie d’eau par rapport à une douche classique
82% d’économie d’énergie par rapport à une douche classique
Pourquoi s’en prendre à la douche ?
L’eau liquide représente 1% de l’eau sur Terre. Dans les pays les plus riches, une large partie de l’eau et de l’énergie consommée chez soi est utilisée pour se doucher. Par exemple, dans un foyer français moyen, 39% de cette eau est utilisée pour le bain et la douche, et l’eau chaude sanitaire représente 12% de la consommation d’énergie. Il est donc important de réfléchir à des moyens de réduire cette consommation.
La douche à recyclage d’eau me parait pertinente parce que c’est quelque chose que tout le monde peut faire, là maintenant, chez lui s’il a envie. Locataire ou propriétaire, en ville ou à la campagne, jeune ou vieux, mélomane ou pépiniériste… On peut l’intégrer dans sa cabine douche actuelle sans y toucher (faire un sur-bac) on peut prévoir de continuer à utiliser la douche « normale » (à gaspillage d’eau) en parallèle, de temps en temps. Et en plus c’est économiquement très rentable ! Pour un foyer de 4 personnes se lavant 1 fois par jour, elle est amortie en moins de 6 mois !
C’est partie je me lance !
Conception
Je n’ai rien inventé, j’ai reproduit celle du LowTechLab. Voilà les schémas que j’ai pu en faire :
Pompe avant les filtres : Ce type de pompe auto-amorçage doit être au plus prêt de la source d’aspiration, en effet quand elle tire (quand elle n’est pas encore en eau) le fait qu’elle soit loin la fait forcer. Chez moi elle est quand même « protégée » des particules par la crépine. Même si c’est discutable car la crépine s’encrasse vite. Je pense que je vais déplacer le 1er filtre lavable avant la pompe, à la place de la crépine.
Un by pass,pour que ça puisse boucler sans passer par les filtres : ça sera pour traîner sous la douche une fois propre… ça évite d’user les filtres (inspiration showerloop.org)
Un vase d’expansion serait à ajouter (préférez utiliser une pompe à pressostat qui s’arrête automatiquement quand le robinet se ferme).
Fabrication
Je ne vais pas trop détailler la fabrication, vous allez comprendre pourquoi avec le paragraphe suivant. J’ai évidement adapté cette douche sur ma douche existante :
Les petites courses de raccord, filtre et autres bidules…
Installation d’une vanne pour fermer le circuit d’évacuation
Installation d’un T pour y glisser un tuyau afin de récupérer l’eau évacuée pour la boucle
Avec le tuyau qui va à la pompe
Utilisation du teflon pour l’étanchéité des raccord
La sortie du filtre (clapet anti-retour, entrée eau froide…)
La sortie assemblée
Installation dans la yourte
Le mini chauffe eau électrique (détail plus bas)
Le pommeau
Voilà voilà
1er mise en eau, ça tourne, mais il y a des fuites… (normal, ça aurait été trop simple)
A noter que la plomberie était un domaine très obscur pour moi, j’ai passé plusieurs heures à lire (livre + web) / apprendre comprendre les différents filetages / raccords possibles, c’est quoi un PER, du teflon… Une fois qu’on s’y plonge c’est pas si sorcier que ça même si j’ai quand même parfois eu la sensation d’avoir la tête sous l’eau…
Oui mais voilà, ça ne filtre pas suffisamment !
Et bien non, à mon grand regret, cette version « simple » de filtres ne fonctionne pas. L’eau ressort du filtre encore beaucoup trop savonneuse :
Avant passage dans les filtres
Après passage dans les filtres
On observe que l’eau à un peu éclaircie mais il en reste… Je ne suis pas le seul dans ce cas là, Jonathan témoigne aussi de cette eau trop savonneuse…
Un début de solution pour moi : la réponse à ce problème de la part de Jason (créateur de la showerloop):
Four 10cm diameter x 50cm filters are required to have an appropriate flow rate of 10l/min. With 6.6l/min two filters are sufficient and 1 filter for 3.3l/min. The surface area is more important than the length of the filter because that determines the flow rate through the filter and thus reaction times.
Pour 10L/min, sur la showerloop officielle, il préconise un filtre à charbon de 200cm x 10cm (linéaire) alors que le mien fait 20cm x ~7cm. On est bien loin de ce que préconise Jason pour que ça fonctionne… Du coup, mon eau passe trop vite dans trop peu de charbon actif. Je pense que c’est pour ça que l’eau sort encore savonneuse.
Donc je pense que pour la 2ème version de ma douche à recyclage, je vais reproduire les filtres de la showerloop.
Chauffer l’eau s’avère complexe
Dans une installation conventionnelle il y a 2 circuits d’eau : un d’eau chaude et l’autre d’eau froide, on ce fiche de savoir à quelle température l’eau sort du chauffe eau puisque l’eau est ensuite mitigée / mélangée à l’eau froide pour obtenir la température souhaitée. Dans notre cas il n’y a qu’un circuit, il n’est pas possible de mélanger avec de l’eau froide, ça ferait entrer de l’eau dans le système et on souhaite rester ici en circuit fermé.
Chauffe eau électrique
Je suis dans une situation ou l’électricité n’est pas abondante, en effet je ne suis pas raccordé au réseau, je suis autonome avec des panneaux solaires. Sur mon installation je ne peux dépasser les 700W d’électricité au moment T. Un calcul me permet de dire qu’avec 630W (il faut laisser de l’électricité pour la pompe par exemple), je peux remonter l’eau des 3°C (théorique) qu’elle perd dans la boucle en ayant un débit seulement de 3,33l/min – donc vraiment pas grand chose en débit (plus de débit il y a, plus il te faut de puissance) (démonstration). Du coup je laisse tomber l’électrique, c’est pas jouable avec les panneaux solaires :-p
Chauffe eau gaz
Certain chauffe eau à gaz possède des sondes en entrée et en sortie et il est possible de programmer la température. C’est donc parfait seulement ce sont des chauffes eaux qui coût cher (500 à plus de 1000€…)
Si vous avez une solution alternative je suis preneur.
Conclusion
Il y a encore du pain sur la planche avant que ça fonctionne correctement, mais j’avance. Même s’il y a encore beaucoup d’inconnues, j’ai des pistes à creuser. Il ne me reste plus qu’à prendre une pelle… (horf c’est facile).
Dans tous les cas il y aura un autre article sur ce sujet, parce que j’ai pas dit mon dernier mot…
Si d’autres veulent se lancer dans l’aventure ou ont des débuts de solution à proposer, manifestez vous avec grand plaisir 😉
Petit projet palette hivernal : un poulailler en palettes avec porte automatique qui s’ouvre quand le soleil est là, et qui se ferme à la tombée de la nuit. Comme ça les cocottes, c’est : autogestion.
La conception du poulailler est assez simple :
Un presque cube en palette dont une des faces s’ouvre complètement pour faciliter le nettoyage.
Les dimensions, c’est « taille palette » pour éviter les pertes/les découpes
Une toiture en tôle de récup’ simple pan.
Un petit pondoir tout de même avec toit ouvrant pour faciliter le ramassage des œufs.
Une porte automatique que je détaille plus loin.
Je pense que c’est un poulailler suffisamment grand pour 3 cocottes.
Coût : visserie (~15€) + moteur de la porte automatique (~100€) + charnière (~15€)
Structure
La structure est en palette, le bardage est en palette. il y a quelques planches qui ne sont pas de la palette mais qui ont été récupérées dans les poubelles du menuisier du coin. Rien de très original, voyez plutôt :
Da la palette
Le plancher
Les quatres coins
La face ouvrante pour le nettoyage
Hoo ça s’ouvre…
La plaque d’OSB c’est pour la porte d’entrée
La structure bardée
L’isolation et la couverture
Oui oui « isolation », mes poules seront au chaud. Tout relativement parce que j’ai mis que ~2cm de polystyrène. Polystyrène que j’ai récupéré dans les poubelles d’une enseigne d’électroménager (ils s’en servent pour emballer les téléviseurs, ordinateurs, etc…)
ÉDIT 2019 : ça c’est avéré être une belle bêtise d’isoler mon poulailler, en effet j’ai eu une invasion de poux rouge (qui on fini par faire mourir 2 de mes poules) et visiblement ils étaient bien niché dans l’isolant les poux…
L’intérieur sera fini avec du CP ~2mm récupéré d’anciennes caisses en bois.
Polystyrène des poubelles
Le CP pour la « finition »
La tôle pour le toit
La tôle pour le pondoir
Pour l’étanchéité (vu que c’est une partie ouvrante), j’ai mis une chute de bâche et un autre morceau de tôle par dessus
La porte automatique
La porte s’ouvre quand le soleil se pointe et se ferme quand le soleil se couche. Pourquoi ça ? Parce que je veux que mes cocottes soient à l’abri des renards et que j’ai trop besoin de liberté pour m’astreindre à être là tous les soirs pour la fermer et tous les matins pour leur ouvrir.
Nous sommes un couple et nous vivons en yourte, dans une démarche de sobriété heureuse écologiquement responsable. Pour cette raison, nous avons choisi d’aller vers l’autonomie électrique.
Dans cet article, je présente la manière de concevoir une installation photovoltaïque. Les calculs de dimensionnement peuvent être effectués avec un calculateur accessible sur internet : CalcPvAutonome. Cet outil pédagogique est libre de droit et détaché de toute structure commerciale.
Pré-requis
Se rappeler de son cours de physique de collège sur l’électricité. Rappelez-vous :
Ce qu’est un Watt, un Volt et un Ampère
La formule : P (puissance en Watts) = U (tension en volts) x I (intensité en ampères)
Différencier un circuit en série et un circuit en parallèle
Évaluer nos besoins électriques
C’est l’étape la plus importante. Il faut viser juste car une installation autonome s’ajuste difficilement une fois mise en route.
Pour prendre un exemple, des batteries neuves ne font pas bon ménage avec des batteries usagées, car les premières risquent de se décharger dans les secondes, ce qui les use prématurément.
Une sur-évaluation des besoins crée un gros trou dans le porte-feuille, mais a l’avantage de prolonger la durée de vie du matériel (puisqu’on ne joue pas avec ses limites) et l’usage au quotidien est moins contraignant (puisqu’il nécessite moins de surveillance).
Une sous-évaluation des besoins, au contraire, fera vieillir le matériel prématurément (~2 ans) et/ou contraindra l’usage (obligé de se limiter avant que les batteries ne soient à plat).
Besoins journalier
Pour évaluer vos besoins, il faut connaître la puissance de chacun de vos appareils électriques. Cette puissance, exprimée en Watt (W), est souvent mentionnée sur l’appareil. Si ça n’est pas le cas, vous pouvez investir dans un Wattmètre (~15€ en magasin de bricolage). C’est un appareil qu’on branche entre l’appareil et la prise de courant et qui nous indique directement sa consommation.
Une fois qu’on connaît la consommation en Watts de nos appareils, on calcule la consommation quotidienne de tous nos appareils en tenant compte de leur temps d’allumage quotidien. On l’exprime en Watts heure par jour (Wh/j).
Par exemple :
Un ordinateur de 40W utilisé 2 heures dans la journée : 40 W x 2 h = 80 Wh/j
Deux ampoules LED de 7W utilisées 4 heures dans la journée 2 x (7W x 4 h) = 56Wh/j
Avec cet équipement (ordinateur + 2 LED), ma consommation journalière serait donc de 136 Wh/j (80 Wh/j + 56 Wh/j)
Important : Il faut penser sa consommation en hiver, car c’est le moment où vous aurez le moins de soleil et c’est là où vous aurez le plus besoin d’éclairage (entre autres !).
Voici un tableau dynamique pour vous aider à estimer vos besoins journaliers : http://calconso.zici.fr
De notre côté, après avoir rempli ce tableau, j’obtiens 710Wh/j (pour nos besoins réels). Il faut savoir qu’un Français moyen c’est 5 700Wh/j et par personne (source), nous sommes 2 dans le foyer, ça fait donc 16 fois moins de consommation que le français moyen… Réduire sa consommation est déjà un premier pas vers l’autonomie énergétique (l’énergie la plus propre c’est celle que l’on ne consomme pas). Pour obtenir 710Wh/j, nous avons fait ces choix :
Un (petit) réfrigérateur (50L, consomme 360Wh/j) : il n’est pas compté dans les 710Wh/j, car nous considérons la consommation hivernale, et l’hiver, il fait froid dehors… Pourquoi dépenser de l’énergie pour chauffer sa maison et en dépenser encore plus à vouloir en refroidir une petite partie ? L’hiver nous avons un garde-manger à l’extérieur sous abri et en hauteur pour les rongeurs.
Pas de chauffe-eau / chauffage électrique : ces équipements ne sont possibles qu’avec l’abondance du nucléaire. Sur une installation solaire écologique/sobre, à mon sens il faut bannir toute conversion électrique en chaleur (grille-pain, bouilloire, sèche-cheveux…) ainsi que toute conversion électrique en mécanique forte (scie circulaire, disqueuse…).
Le chauffage se fait chez nous au bois (moins de 2 stères suffisent à chauffer une yourte de 40m² pour l’hiver) et c’est le même poêle à bois qui chauffe notre eau l’hiver.
Maximum instantané
Il est aussi nécessaire de connaître la puissance maximum instantanée dont vous avez besoin. C’est l’addition de toutes les puissances des appareils qui sont susceptibles d’être allumés en même temps.
Pour nous, par exemple : Scie sauteuse (450W) + Réfrigérateur (75W) + Musique (25W) = 550 W
Les panneaux
Ce sont les panneaux photovoltaïques qui produisent l’électricité. Leur puissance s’exprime aussi en W. Ils produisent au maximum de leur capacité quand les rayons du soleil viennent les frapper à la perpendiculaire.
En France, pour une autonomie totale, mieux vaut orienter les panneaux plein Sud, dégagés de toute source d’ombre, avec une inclinaison d’environ 65°. Cette inclinaison correspond à l’inclinaison parfaite pour le mois le plus défavorable en terme d’ensoleillement : décembre ou janvier. C’est à ce moment-là que l’électricité se fait rare en autonomie solaire. Le reste de l’année vous pourrez laisser la lumière allumée, vous serez probablement en sur-production.
Selon votre emplacement géographique, le soleil sera plus ou moins généreux. Par ailleurs, il y a des pertes dans toute installation électrique, nous allons les prendre en compte.
Il faut donc estimer la puissance crête (exprimée en W) des panneaux photovoltaïques à installer pour satisfaire vos besoins en fonction de votre situation géographique et du rendement électrique de l’installation.
La formule est la suivante : Pc = Bj / (Rb X Ri X Ej)
Pc (Wc) : Puissance crête (recherchée)
Bj (Wh/j) : Besoins journaliers
710Wh/j dans notre cas
Rb : rendement électrique des batteries
On considère 0.85 en général
Ri : rendement électrique du reste de l’installation (régulateur de charge…)
On considère 0.87 en général
Ej : rayonnement moyen quotidien du mois le plus défavorable dans le plan du panneau (kWh/m²/j). ines.solaire.free.fr permet de le connaître avec précision :
On obtient 1.39 pour Nantes avec comme paramètre : Orientation : Sud, Inclinaison : 65°
Sur la ligne « Globale (IGP) », récupérez la valeur du mois le plus défavorable (souvent décembre)
Dans notre cas, on obtient :
Pc = 710 / (0.85 * 0.87 * 1.39) = 691 Wc
Pour couvrir ces 691Wc, une hypothèse serait d’acquérir 3 panneaux de 240W.
Les panneaux solaires ont une durée de vie de ~25 ans et sont recyclables 4 fois. Pour amoindrir le coût, il y a de bonnes affaires en occasion.
Les batteries
Elles stockent l’électricité et nous permettent d’en avoir quand le ciel est couvert, ou la nuit. C’est le plus gros poste de dépense et c’est aussi ce qui s’use le plus vite dans une installation. Il est donc important de bien les choisir et d’en prendre grand soin.
Je recommande vivement de prendre des batteries à décharge lente (spéciales pour le solaire), car les batteries de démarrage (conçues pour une décharge forte et courte) ne conviennent pas à cette utilisation. Pour des installations modestes et sobres, préférez des batteries au plomb (car recyclables) de technologie AGM/Gel. Ce type de batteries ne nécessite pas d’entretien, ne dégaze qu’en cas de mauvaise utilisation, et peut tenir 10-12 ans si on en prend soin.
Pour leur garantir une longue vie, il est recommandé de maintenir les batteries entre 10 et 20°, et, autant que faire se peut, au-dessus des 80% de charge. Pour ça, il faut acquérir un contrôleur de batterie : un petit appareil qui (entre autres) indique le pourcentage de charge de vos batteries.
On cherche ici la capacité des batteries, exprimée en ampères heure (Ah) :
Cap = (Bj x Aut) / (DD x U)
Cap (Ah) : Capacité des batteries
Bj (Wh/j) : Besoins journaliers
710Wh/j (déduit des besoins journaliers)
Aut : Nombre de jours d’autonomie (sans soleil)
2 jours ici, 3 dans le centre de le France, 4 à 5 si c’est dans le Nord
DD (%) : Degré de décharge maximum
Ici 30%, 20% ce serait encore mieux
U (V) : Tension finale du parc de batteries. Elle est déterminée en fonction de la puissance totale des panneaux :
Inférieur à 500 Wc : 12V
De 500 à 1500 Wc : 24V (c’est notre cas)
Au-dessus de 1500 Wc : 48V
Dans notre cas, ça nous fait :
Cap = (710 x 2) / (0.3 x 24) = 197 Ah
Le calcul propose un parc de 197Ah en 24V. Une hypothèse serait d’acquérir 2 batteries 200Ah de 12V, à mettre en série pour atteindre 24V.
Attention : Ce type de batterie n’accepte pas de courant de charge supérieur à 20% de sa capacité. Il faut s’assurer que cette limite est respectée.
Dans notre cas, le parc de batteries peut encaisser 40A maximum (20% de 200Ah), et on respecte bien ce ratio car nos panneaux produisent au maximum ~30A (700Wc / 24V de tension du parc de batteries)
Les batteries se détériorent si leurs conditions d’utilisation optimale ne sont pas respectées. Une batterie mal menée tient 1 ou 2 an seulement. Je conseille donc de ne pas acheter de batteries d’occasion, car rien ne garantit que l’utilisateur précédent en ait pris soin (conditions de stockage, dépassement des tolérances…)
Régulateur de charge
Le régulateur de charge est placé entre les batteries et les panneaux, c’est lui qui gère la charge des batteries en fonction de ce que peuvent fournir les panneaux. Le régulateur se choisit en fonction de la puissance du parc de panneaux photovoltaïques ainsi que du voltage du parc de batteries.
On privilégie un câblage en série, car en série les intensités ne s’additionnent pas, et les plus petites intensités limitent les pertes dans les câbles.
Avec nos 3 panneaux en série, nous pouvons utiliser un régulateur de charge MPTT type 150V/35A.
Sur sa fiche technique, on voit qu’avec des batteries en 24V, il accepte :
1000W de puissance maximum de panneaux :
Avec un total de 3 panneaux en 240W, on monte à 720W
150V de tension maximum de panneaux :
Avec 3 de nos panneaux en série ayant une tension (Vdoc) de 43,6V (c’est différent pour chaque panneau, mais c’est indiqué dans la fiche technique du produit), on additionne et ça monte à 129V
40A de courant maximum de panneaux:
Chacun de nos panneaux a une intensité max (Isc) de 7,37A (indiqué dans la fiche technique) on s’applique une marge de sécurité de 38%, on monte à 9.66A. Il y a de la marge !
Convertisseur
Le convertisseur transforme le courant continu des batteries (ici 24V=) en courant alternatif assimilable par les appareils standards du marché (230V~). Il se choisit en fonction de la tension d’entrée (ici 24V) et de la puissance maximum à délivrer (ici 550W).
Une hypothèse serait d’opter pour un convertisseur type 24/800 qui, selon sa fiche technique, monte en puissance maximum de sortie à 700W avec des pointes possibles à 1600W.
Schéma de câblage
Où acheter
Il est possible de tout acheter sur internet. Il y a de nombreux sites spécialisés, mais pour ma part, j’ai préféré me rapprocher d’un professionnel proche de chez moi. C’était sécurisant d’avoir un regard de connaisseur pour valider mon installation. Attention cependant, tous les installateurs photovoltaïques ne sont pas spécialistes dans l’installation autonome ou en site isolé ; beaucoup font simplement de la pose pour des panneaux connectés au réseau électrique national, ce pour quoi il n’y a pas de stockage et donc pas de batteries.
Budget
Pour du matériel neuf et pour cette installation :
Panneaux photovoltaïques : entre 569€ et 792€
Batteries : entre 864€ et 1 363€
Régulateur : ~300€
Convertisseur : entre 310€ et 376€
Contrôleur de batteries : ~150€
Câblage, cosses, fusibles, piquet de terre… : ~60€
Le budget total est donc compris entre 2253€ et 3041€.
Avec un fournisseur d’électricité, on peut utiliser nos appareils électriques sans limite tant qu’on paie notre consommation ;
Avec une installation autonome c’est « illimité tant qu’il y a du soleil », la seule limite étant la puissance de notre convertisseur ; après l’achat du matériel, peu importe la consommation. La durée de vie d’une batterie c’est ~10, 12 ans, les panneaux 25 ans…
En restant avec notre consommation journalière de 710Wh/j voici un rapide comparatif :
EDF : 0.15640 € (le kW)
Conso 0,71kWh/j sur 30j = 3,3 + 8,4€ d’abonnement = 11,7 € / mois
Enercoop : 0.16830 € (le kW)
Conso 0,71kWh/j sur 30j = 3,5 € + 10€ d’abonnement = 13,5 € / mois
L’installation autonome (sur 20 ans, avec 1 renouvellement du parc batterie on arriverai à ~3500€):
3500€ / ~20 ans / 12 mois = 14,5 € / mois
Donc si on ne considère que le coût direct ce n’est pas rentable économiquement parlant… Mais ça le devient probablement si on intègre les coûts sociaux, environnementaux et politique présents ou futurs.
Le paradoxe, c’est que les 710Wh/j correspondent au besoin maximum, l’hiver sans soleil, et que 9 mois sur 12 nous sommes en sur-production car il y a plus de soleil. Nous pouvons donc, summum du luxe, laisser la lumière allumée toute la journée 9 mois sur 12 !
Installer
L’installation est plutôt accessible. C’est presque « le fil rouge sur le bouton rouge, le fil vert sur le bouton vert ». Il faut quand même garder à l’esprit que c’est du courant électrique continu et qu’une mauvaise manipulation peut être très dangereuse. Les batteries arrivent chargées. Attention donc à la manipulation. Je ne peux que vous conseiller de bien lire le manuel de chaque appareil (régulateur, convertisseur…) que vous aller connecter. Vous apprendrez, par exemple, qu’il est impératif de brancher le parc de batterie sur le régulateur avant les panneaux. Et qu’il est judicieux de bâcher les panneaux avant de les brancher.
Veillez à éviter les courts-circuits, surtout près des batteries qui peuvent dégager de petites quantités d’hydrogène… gaz très explosif.
Énergie d’appoint
D’autres sources d’énergie peuvent être couplées avec un système solaire autonome :
L’éolienne : le coût reste très élevé (même pour une Piggott auto construite) si on le rapporte à ce que ça produit. De plus, pour qu’une éolienne produise un minimum, il faut la mettre à 18m de haut, ce qui nécessite une autorisation de la Mairie. Ceci étant dit, ça reste un bon complément au solaire ;
Le pétrole : un groupe électrogène peut permettre de ne pas sur-dimensionner son installation. Il permet potentiellement de :
Recharger ses batteries si le soleil n’est pas au rendez-vous afin de leur garantir une longue vie ;
Pouvoir utiliser ponctuellement un appareil qui consomme beaucoup : scie circulaire, machine à laver, bétonnière… ;
L’hydrolienne…
Ressource pour aller plus loin
Des ressources pour aller plus loin :
Le calculateur libre : calcpvautonome.zici.fr/ En plus de présenter la démarche et permettre les calculs exposés ci dessus, il propose des explications, et d’autres outils ou informations utiles, tel que le diamètre des fils électrique,
Note : L’installation dont il est question ici n’est pas le reflet complet de mon installation. Elle a été simplifiée pour plus de compréhension.
Glossaire technologie :
Panneaux monocristallins ou polycristallins à privilégier car bon rendement, Panneaux amorphes bon rendement sous faible luminosité mais mauvais avec de forte luminosité.
Régulateur MPPT à privilégier car 95% de rendement. Les régulateur PWM (moins cher) peuvent être pertinent dans des utilisations estival ou dans de toutes petites installations (type poulailler) car il on un rendement 70% (donc 30% de l’énergie du soleil perdu)
Batterie AGM ou GEL pour les installation modeste < 350Ah, au dessus passer à des technologie type OPzV, OPzS
Convertisseur « Pur Sinus » à privilégier au « Quasis Sinus » dès que vous avez des appareils type ordinateur, pompe, chaîne Hi-Fi ;
L’association Low-tech Lab, que j’avais déjà rencontré pour le four solaire, à profiter de son lowtechtour pour passer me voir. Le sujet de la visite c’était : le poêlito. Durant leur (chouette) séjour nous avons fabriqué un poêlito 60L afin qu’il le documente.
Ce type de poêle (Rocket Stove à foyer ouvert) est très différent de ce à quoi nous sommes habitués. Il est donc bon de faire fi de son savoir sur l’allumage d’un feu et de prendre le temps de comprendre et d’appendre comment allumer un rocket.
De mon côté, au premier allumage, je ne me rappelais que vaguement de la notice d’utilisation. J’ai fait comme si c’était un poêle « standard ». Résultat : j’ai enfumé la pièce… Ceci étant dit, même si vous lisez bien la notice, prenez votre temps pour appréhender ce type de combustion et réussir des belles flambées. Une belle flambée pour moi c’est :
Une flambée qui chauffe dur et vite ;
Où on voit bien la flamme sur la vitre (c’est synonyme de bon réglage de tirage, poêle chaud, bois bien sec et bien disposé) ;
Qui ne noircit pas la vitre. Vitre qui noircit = mauvaise combustion (donc pollution).
Vocabulaire
Le cendrier : se trouve à l’avant, en bas du bidon, il dispose d’un bouchon de cendrier ;
L’alimentation en bois : se trouve en haut du bidon, elle dispose aussi d’un bouchon ;
Le T : se trouve à l’arrière du bidon, il fait la jonction avec l’évacuation verticale des fumées ;
La vitre ou plaque de cuisson : se trouve au dessus du bidon ;
Allumage
Voilà comment je procède, si le poêle est encore chaud :
Vider le cendrier (1) s’il ne l’est pas. Cela permet à l’air de mieux circuler.
Ouvrir le bouchon d’alimentation en bois (2). Celui-ci restera ouvert tout le temps de la flambée. Il sera refermé quand les braises ne seront plus incandescentes en fin de flambée afin que l’air chaud du logement ne s’échappe pas.
Mettre quelques morceaux de papier froissé au fond du cendrier (1) ;
Ajouter des bouts de cagettes (ou autre truc qui prend très vite), ainsi que quelques petites sections qui brûleront rapidement (petit bois léger) par le conduit d’alimentation (2).
Enflammer le papier à l’aide d’un briquet au niveau du cendrier
Refermer partiellement le bouchon de cendrier (il est très fréquent de le laisser complètement ouvert quelques secondes au moins pour que le démarrage se passe bien).
Vérifier que le départ horizontal vers la zone de flammes n’est pas obstrué par le bois.
Si la flamme ou les fumées remontent, refermer un peu plus le bouchon du cendrier (parfois il faut complètement le fermer).
Procédure dans le cas d’un allumage avec un poêle froid, même tiède (ça facilite grandement le démarrage) :
Faire les étapes 1 à 4 citées ci-dessus
Ouvrir T (3) à l’arrière du poêle et verser 5cl d’alcool à brûler sur un peu de cendre. Allumer avec un briquet et replacer rapidement le bouchon – je conseil l’utilisation d’un allume-gaz tempête : quand il y a du vent ça fait du tirage à cet endroit et la flamme du briquet à tendance à ne pas tenir… ;
Pendant que l’alcool brûle, terminer avec les étapes 5 à 7.
Quand la fumée ressort par le conduit d’alimentation de bois, le mauvais réflexe c’est de refermer celui-ci avec le bouchon. Le bon réflexe consiste à fermer totalement le bouchon du cendrier et à laisser le conduit d’alimentation complètement ouvert. Une fois que les fumées sont reparties dans le bon sens, vous pouvez ré-ouvrir progressivement le bouchon du cendrier.
Une fois le poêlito lancé, ajouter du bois en commençant par des petites sections bien sèches, légères. Il ne faut pas que tout soit tassé car il faut que de l’air circule mais on peut remplir le conduit.
Conduit bien chargé
Le même conduit chargé (avec le la lumière)
Vérifier de temps en temps que le bois brûle seulement en partie inférieure et ne se bloque pas. Secouer le bois pour l’aider à descendre au besoin.
Pendant la flambée, l’appareil demande un peu de surveillance et d’entretien. Mais une fois que la masse est chaude, on arrête la flambée. C’est un poêle qui doit donc tourner à plein régime (pas à faible tirage, c’est polluant). Généralement, je fais une flambée vers 18h-19h le soir, comme ça on fait la popote sur le poêle, et une autre le matin au réveil.
Quand le feu s’éteint : Quand il n’y a plus de braise incandescente, penser à refermer les 2 bouchons (alimentation bois et cendrier) intégralement pour ne pas laisser partir toute la chaleur…
Des petits trucs en vrac :
Plein de petites sections de bois brûlent mieux que 1 ou 2 grosses toutes tassées ;
Vue du dessus
Quand le poêle chauffe beaucoup, même bouchon de cendrier fermé, il est possible que des flammes remontent le long du conduit d’alimentation, le poêle est en train de s’emballer. C’est un phénomène que je n’ai observé que 2 fois dans l’hiver. Il est conseillé d’avoir de l’eau dans un vaporisateur non loin. Mettez en 2, 3 coups par le conduit d’alimentation de bois ça va faire redescendre la température sans éteindre le poêle ;
L’essentiel de l’air doit arriver par le haut du conduit d’alimentation : on peut le réduire de moitié si vraiment le tirage est trop important mais jamais d’avantage ;
Si la vitre noircit, 3 possibilités : le bois n’est pas sec ; le régime de combustion est trop intense (trop d’air au cendrier) ; l’arrivée d’air par en haut est trop faible ;
Fendre, fendre fendre
J’avais beaucoup de travail pour ce qui était de fendre le bois. J’ai essayé le merlin et pifffiiiouuu, c’était pénible et fastidieux. Du coup je me suis payé un Smart-Splitter, et là je dois dire que c’était limite du plaisir (toutes proportions gardées) de fendre du bois. Avec cet engin, il est très facile de faire « des allumettes » parfaites pour le poêlito.
Aller, une petite vidéo pour vous montrer l’engin :
Note : la vidéo est ce qu’elle est… et je précise que je n’ai aucune action dans l’entreprise qui fabrique cet outil.
Nettoyage de la vitre
Poêle sans couvercle
Je nettoie la vitre de temps à autre (rarement, surtout quand je veux frimer). Pour ça rien de plus simple :
Retirer le couvercle du bidon
Retourner la vitre
Humidifier une feuille de papier journal
Tapoter cette feuille dans de la cendre de bois
Nettoyer la vitre à l’aide de cette feuille de journal tartinée de cendre…
Une grosse chauffe permet un nettoyage « automatique » de la vitre.
Le ramonage
De mon côté, j’ai constaté que les tuyaux d’évacuation était plutôt clean après un hiver (consommation < à 2 stères) mais ça dépend du bois que vous brûlez. Je conseille de jeter un coup d’œil au moins au milieu de l’hiver, et de faire un gros coup de nettoyage à la fin ou au début… Par contre, j’ai constaté pas mal de dépôt de cendre dans la cloche du poêlito (sous la vitre) et donc aussi dans le fond du tuyaux d’évacuation de fumées. Il faut donc retirer cette cendre afin de ne pas obstruer l’évacuation des fumées au moins une fois au milieu de l’hiver.
Version courte : Au risque de faire des déçus, non l’autonomie électrique solaire n’est pas « rentable économiquement » au moment où j’écris ces lignes. Sauf dans certains cas exceptionnels, bien sûr. Par contre, je pense que ça peut être écologiquement soutenable de vivre sobrement en autonomie électrique. Je vais détailler dans la version longue :
L’autonomie électrique suscite beaucoup d’intérêt, je le constate lors de mes ateliers citoyens sur le photovoltaïque. Cet intérêt pour l’autonomie peut poindre pour plusieurs raisons : pédagogique, politique, écologique ou des contraintes purement techniques. Une contrainte technique pourrait être, par exemple, l’absence de réseau électrique à proximité (haute montagne) ou un fort besoin de mobilité (caravane, bateau, yourte…). Dans ces cas-là, le choix de l’autonomie électrique peut être intéressant économiquement, car le coût de raccordement peut être exorbitant ou impossible.
Quand je parle de choix « économique rentable » c’est dans une vision à très court terme et sans prendre en compte les coûts environnementaux / sociaux… A mon sens, il serait pourtant bon d’en tenir compte.
Alors voilà, je vais essayer de comparer l’incomparable. Je vais essayer de comparer le coût d’une installation autonome et de le mettre en parallèle avec le coût de l’électricité produite par un fournisseur d’électricité en France (EDF, enercoop…). Les coûts annoncés sont ceux du moment, ils peuvent bien sûr fluctuer. Si je prends l’exemple de mon foyer qui consomme 1kWh/j, voici ce que ça donnera :
Chez le principal fournisseur d’électricité Français, EDF le kW est vendu 0.15640 €
Le coût d’achat pour une installation qui supporte une consommation de 1kWh/j est de ~2200€. L’élément qui vieillit le plus rapidement est la batterie (10 – 15 ans). Donc 2200€ / 10 ans / 12 mois = 18,3€ / mois
Si je prolonge sur 20 ans, avec un renouvellement de parc de batteries, on arriverait à 3200€. Le reste du matériel, lui, vit plus longtemps (25 ans pour les panneaux par exemple) Donc 3200€. / 20 ans / 12 mois = 13,3€ / mois
Donc ce n’est pas économiquement viable mais pas trop mal sur 20 ans. A noter que pour faire durer ses batteries autant de temps, il faut en avoir pris soin (pas de décharge profonde, pas de courant de charge trop élevé, pas de température trop chaude…).
Ceci étant, vous remarquez qu’il y a une partie fixe (l’abonnement) qui joue en ma faveur avec une faible consommation. Si je prends l’exemple d’un foyer plus gourmand en électricité avec le même exercice, disons 5kWh/j :
EDF : 0.15640 € (le kW)
0.15640€ * 5kWh/j x 30j = 23,46€ + 8,4€ d’abonnement = 31,85 € / mois
Enercoop : 0.16830 € (le kW)
0.16830€ * 5kWh/j x 30j = 25,245 € + 10€ d’abonnement = 35,45€ / mois
L’installation autonome :
Sur 10 ans : ~13000€ / 10 ans / 12 mois = 108€ / mois
Sur 20 ans (avec un renouvellement du parc de batterie) : ~18000€ / 20 ans / 12 mois = 75€ / mois
Il ne faut pas être sorti de Saint-Cyr pour observer que plus on consomme, moins c’est rentable économiquement parlant d’être autonome par rapport à l’achat chez un fournisseur d’électricité.
Pour information, un Français consomme en moyenne 5,7kWh/j/personne (source). Mon foyer est composé de 2 personnes, on est donc à 0,5kWh/j/personne, c’est donc presque 16 fois moins que la moyenne nationale. Il faut donc être dans une démarche de sobriété volontaire forte pour que ça ne soit pas un gouffre financier.
Tout ça pour dire que quand je vois des gros titres d’articles dire « En autonomie, plus de facture EDF ». Oui c’est vrai, plus de facture chez un fournisseur d’électricité. Ce qui est souvent omis par contre, c’est le coût de l’installation… C’est pas magique, si c’était réellement moins cher d’être autonome, on serait plus nombreux.
Et pourquoi c’est comparer l’incomparable d’ailleurs ? Parce que sur le réseau je consomme et je paie ce que j’ai consommé. En autonomie, j’ai acheté du matériel et ensuite l’installation nous donne ce que le soleil veut bien nous donner et ce qu’on peut stocker :
Sur le réseau, si vous ne consommez pas pendant un mois (parce que vous êtes parti en vacances), vous n’allez rien payer (sinon l’abonnement) alors que votre installation est là, vous l’avez payé, l’amortissement court…
Par contre, en autonomie, la journée quand les batteries sont pleines, vous avez de l’électricité en plus de ce que vous avez dimensionné. Il est très fréquent (environ 9 mois sur 12) que mes batteries soient pleines à 12h. Le reste de la journée, je peux consommer plus que ce que j’avais prévu et je ne payerai rien en plus, le matériel est là… L’été, en France, on peut sans problème avoir une consommation jusqu’à 4 fois supérieure à l’hiver, avec le même matériel.
Voilà pourquoi comparer le coût au kW/h n’a pas vraiment de sens.
C’est pédagogique ?
Mon foyer consomme 0,5KWh/j/personne. Je suis persuadé qu’en faisant les plus gros efforts possibles, je n’en serais pas là si j’étais branché sur le réseau. Parce que être sur le réseau me fait penser que l’électricité est « infinie ». Tant que je paye, rien ne me limite dans ma consommation… Sauf que, jusqu’à preuve du contraire, nous vivons dans un monde fini (et non infini). Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme disait Lavoisier en 1789. Vivre en autonomie électrique solaire me fait toucher du doigt cette finitude : je sais que quand mes batteries sont déchargées, il faut attendre le soleil pour pouvoir utiliser de l’électricité de nouveau.
J’observe la même chose avec l’eau. Je n’ai pas l’eau courante à l’intérieur (par choix), le robinet est à l’extérieur. Je peux vous assurer que je réfléchis 2 fois avant d’en utiliser, et que, de fait, je raisonne ma consommation. Je sais qu’à la fin du bidon de 20L que j’ai porté (20Kg) il va falloir aller en chercher d’autre, le bidon n’est pas infini…
C’est écologiquement soutenable ?
Mise en parallèle
En autonomie :
Les panneaux solaires vivent 25 ans et se recyclent 4 fois, le recyclage permet la fabrication d’autres panneaux photovoltaïques. L’extraction du silicium qui compose le panneau nous permet donc ~100 ans d’électricité. (Source, le dossier sur futura-sciences.com) (plus au début de cet article)
Les batteries :
Les batteries solaires les plus couramment utilisées (AGM/GEL/OPzV/OPzS) sont au plomb et on une durée de vie max entre 10 et 15 ans. Le plomb est une vieille technologie, la filière de recyclage est en place et avec de vieilles batteries au plomb, on sait en faire de nouvelles (source). Le recyclage des batteries (comme tous les recyclages) nécessite de l’énergie c’est pour ça que, dans une démarche écologique, il est intéressant de prendre soin de ces batteries afin qu’elles vivent le plus longtemps possible.
Il est aussi possible d’utiliser des batteries au Litium, elles sont plus coûteuses, mais on une durée de vie plus longue (~30 ans). Technologiquement on sait recycler ce type de batterie mais pour le moment l’extraction du Litium (qui se fait dans des conditions sociales désastreuses) coûte moins cher que son recyclage. Du coup on ne le recycle pas… Logique économique pure…
Si on met ça en parallèle avec EDF (principal fournisseur d’électricité Français), une écrasante partie de l’électricité fournie est d’origine nucléaire. L’uranium (matière première pour les centrales) est extrait dans des conditions désastreuses. Mis de côté le fait que son usage peut générer des catastrophes encore plus désastreuses, pour le moment, on ne sait pas recycler les déchets nucléaires. Le gros problème des déchets nucléaires, c’est qu’il faut attendre 200 000 ans avant qu’ils soient inoffensifs. C’est un beau cadeau fait aux générations futures. Pour le moment, quand vous achetez de l’électricité à bas prix chez EDF, ce coût ne comprend pas le démantèlement des centrales (personne ne sait faire pour le moment), la gestion des déchets dans les 200 000 prochaines années. Si c’était le cas plus personne n’achèterait de l’électricité nucléaire je pense…
Ma conclusion
L’autonomie électrique solaire est-elle écologiquement soutenable ? Moi je dirais OUI à condition d’être dans une démarche de sobriété forte. Je pense que vivre en autonomie avec 0,5kWh/j avec la conscience que l’énergie n’est pas infinie, en faisant en sorte que mon matériel vive longtemps est plus soutenable que d’acheter son électricité chez EDF et d’en consommer 19kWh/j.
Maintenant je n’ai pas connaissance d’étude sur la question (ça m’intéresserait beaucoup). Les avis divergent, mais ce qui est certain pour moi, c’est qu’il n’est pas écologiquement soutenable de vivre en autonomie électrique en souhaitant le même confort électrique que raccordé au réseau.
Fournisseur d’électricité renouvelable
Il existe une bonne alternative à EDF si vous voulez consommer de l’électricité abondante de façon plus responsable : enercoop.fr
Je terminerai en disant :
L’énergie la plus propre est celle dont on a pas besoin !
C’est le gros point pénible à résoudre pour moi en autonomie électrique : la machine à laver. En choisissant un mode de vie plus sobre, j’ai volontairement diminué mon confort (par besoin de cohérence, de sens) mais ma limite, c’est le linge. Je ne suis vraiment pas prêt à laver mon linge à la main, d’autant plus qu’en ce moment j’ai un enfant en bas âge qui porte des couches lavables…
Sur mon installation électrique autonome, il est inimaginable de brancher une machine à laver dans son fonctionnement classique, c’est un poste de dépense électrique beaucoup trop important. On monte vite à 2,8kW. Le plus gros poste de dépense électrique d’une machine à laver, c’est la résistance électrique qui chauffe l’eau (~2kW). Le moteur lui ne consomme pas tant que ça (~250W).
Je vais essayer de balayer le champ des possibles pour laver son linge avec moins de 300Wh d’électricité, en laissant de côté le lavage à la main bien sûr…
Des petits trucs à savoir
Pour laver son linge à l’eau chaude au mieux, il faut que l’eau monte doucement en température. Si le linge reçoit un choc thermique, les tâches se fixent.
Pour laver son linge à l’eau froide de façon efficace, il faut détacher à la main et faire tremper son linge 1h dans l’eau avant de le mettre dans la machine.
De nombreuse machines à laver standard (a vérifier dans la doc technique) ont besoin d’un minimum de 1 bar de pression pour fonctionner… Si vous voulez 1 bar de pression, il vous faudra un château d’eau (10m de haut = 1bar) ou un petit surpresseur.
Machine à pédale
Il y en a de toutes les sortes, toutes les tailles mais la plus lowtech c’est la vieille machine à laver et son vélo :
Avantage : 0kW/h électricité, pas besoin d’eau sous pression
Convient au sportif en mal d’exercice (pas moi donc) parce qu’il faut donner de la sueur !
Je ne me sens pas prêt à faire la machine à la main, c’est pas non pour la faire avec les pieds…
Petite machine à laver qui ne chauffe pas l’eau
Il existe des petites machines à laver ou vous mettez vous même l’eau. Barnabé, sur son blog l’énergie-autrement parle de ce modèle qui permet 2,5Kg de linge pour 170W. J’ai aussi trouvé celui-ci qui permet 4,5Kg pour 200W. Il doit y en avoir bien d’autres… Noter que les lave-linge classiques, c’est au moins 6Kg.
Avantages : pas besoin d’eau sous pression, faible encombrement.
Sinon, vous pouvez toujours bricoler une machine à laver « ordinaire » et shunter la résistance électrique afin qu’elle ne chauffe pas l’eau. Méfiance tout de même : maintenant les machines sont bardées de capteur, il est largement possible que votre machine refuse de démarrer si l’eau ne monte pas en température.
Apporter l’eau chaude depuis une autre source
L’eau chaude peut être produite par bien d’autres moyens : panneaux solaires thermiques, bois, gaz…
Il existe des machines à laver double entrée (eau chaude + eau froide), c’est l’idéal si vous voulez continuer à faire votre machine à laver à l’eau chaude. Il est très difficile de trouver ce type de produit en France mais de nombreux pays Européen en sont équipés et il n’est donc pas si difficile que ça de s’en procurer. Vous trouverez ici un témoignage d’utilisation de ces machines.
A noter l’existence du TherMix d’Hervé Pont. Thierry en parle sur son blog formaterre. Il permet de transformer un lave linge simple entrée en lave linge double entrée. Mais j’ai peur que ce bel engin ne soit plus commercialisé…
La solution que j’ai retenue : machine à laver classique, programme lavage à froid
De mon côté j’ai une machine à laver standard qui a un programme à froid. Je fais tremper mon linge 1h dans l’eau avant de le mettre dans la machine et je détache à la main. Je l’ai testé sur mon installation solaire et ça fonctionne parfaitement. Il faut quand même attendre que les batteries soient chargées (ou quasi), et que le soleil soit au rendez-vous pour lancer un cycle de lavage… Voici les graphiques de monitoring.
Charge de la batterie : on observe la petite dessante vers 14H, un nuage est passé par là.
Température dans le local (c’est l’hiver il n’est plus ventilé) ça montre que le convertisseur c’est un peu emballé quand même
Consommation de la journée. On voit bien le pique à 14h, c’est la machine à laver…
Puissance instantané (extrait du contrôleur de batterie)
Noter que sur le graphique de consommation je ne suis pas sûr des valeurs. Le wattmètre indiquait 280W max alors que la pince ampèremètre USB qui fait le graphique indique 500W. J’ai plus confiance en mon wattmètre que ma pince ampèremètre USB mais bon…
Le linge (et les couches lavables) trempe
Le bidon de lessive à la cendre, du bicarbonate de soude et quelques gouttes d’huile essentielle
Je récupère l’eau dans une bassine pour arroser le jardin
Cette solution nécessite de l’eau sous pression que j’ai pour le moment et me permet de conserver mon lave-linge traditionnel (donc pas d’achat supplémentaire).
Si vous avez d’autres solutions n’hésitez pas à en faire part.
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La porte s’ouvre quand le soleil se pointe et se ferme quand le soleil se couche. Pourquoi ça ? Parce que je veux que mes cocottes soient à l’abri des renards et que j’ai trop besoin de liberté pour m’astreindre à être là tous les soirs pour la fermer et tous les matins pour leur ouvrir.
![[Passerelle Eco] Concevoir son installation photovoltaïque autonome](https://david.mercereau.info/wp-content/uploads/2018/01/PE_PV_ban-825x372.jpg)
Apporter l’eau chaude depuis une autre source
