Energy harvesting on artificial forest
Contexte
Habitat dans une forêt artificielle
Le choix d'habiter dans une forêt artificielle n'est pas anodin. En effet les forêts artificielles ont un point commun entre elles : elles sont quasiment toutes plantées de la même manière (voir photo ci contre). Nous allons utiliser cette symétrie afin d'adapter la maison à toutes les forêts. La durée de vie de ces forêts est d'environ 20 ans, le temps que les arbres arrivent à maturité. Nous pourrons donc utiliser les arbres pendant 10 ans avant de devoir changer de forêt. Le défi est de taille car il faut faire attention à ne pas abîmer l'arbre et ne pas l'empêcher de grandir : la maison devra s'adapter tout au long de son séjour dans la forêt.
Vivre en autonomie, produire son électricité, son chauffage et gérer l’eau : une réalité
L’autonomie a toujours été relative à nos besoins. Cependant, ces dernières années, le développement de certaines technologies, l’accès à l’information ultra rapide et les volontés de mettre en place des modes de fonctionnements écologiques, tous ces facteurs ont permis la démocratisation des moyens pour vivre en autonomie. En dehors des villes, des villages, nous avons la possibilité de nous "désabonner" de certains services par un équipement en matériels alliant les nouvelles technologies : panneaux solaires, batteries, téléphonies mobile... et des moyens plus traditionnels comme le chauffage au bois et les toilettes sèches.
Etat de l'art
Energy Harvesting / Récupération d'énergie
La récupération d'énergie (Energy Harvesting en anglais) est un domaine en plein essor. En effet, si les systèmes de récupération d'énergie existent depuis très longtemps, comme les dynamos pour s'éclairer à vélo ou les allumes gaz mécaniques, de nouveaux systèmes ingénieux sont aujourd'hui mis au point pour récupérer l'énergie depuis de multiples sources. La récupération d'énergie au sens "Energy Harvesting" consiste à exploiter les sources d'énergie faibles et diffuses présentes dans notre environnement. Les énergies renouvelables comme le solaire, le photovoltaïque et l'éolien sont à contrario des sources très importantes de récupération d'énergie, mais à plus grande échelle. Le terme "Energy Harvesting" peut également être traduit en "récolte d'énergie" ou "moissonnage d'énergie". En fait, cela s'apparente aussi dans certains cas à un recyclage de l'énergie utilisée... Pour faire du Energy Harvesting, différentes techniques peuvent être employées :exploiter les mouvements d'un corps, la chaleur, les vibrations ou encore les ondes électromagnétiques. De nouvelles découvertes scientifiques permettent aujourd'hui d'exploiter plus facilement ces sources d'énergies. Les avancées dans le domaine des nanotechnologies permettent notamment de créer des systèmes miniatures et très sensibles pour récupérer de faibles sources d'énergies mais suffisantes pour faire fonctionner de petits capteurs sans-fils. Voici quelques unes des techniques de récupération d'énergie qui vont se développer :
- La piézoélectricité : récupération de l'énergie générée lorsqu'une pression est exercée sur un matériau piézoélectrique. Les vibrations peuvent également être transformées ainsi en électricité.
- La thermoélectricité : récupération de l'énergie résultant de la différence de température entre deux éléments. Tout appareil émettant de la chaleur peut être source d'énergie.
- Le photovoltaïque : récupération de l'énergie solaire mais aussi recyclage de la lumière artificielle.
- L'énergie cinétique : énergie issue des mouvements d'un corps.
- L'électromagnétisme : collecte de l'énergie véhiculée par les ondes électromagnétiques.
La récupération d'énergie par capteurs n'est pas réservée aux fanatiques d'écologie, c'est un vrai marché qui devrait peser près de 4 milliards de dollars en 2020.
Récupération de l'eau
La récupération d'eau est un point très important pour la maison car c'est un élément vital. Le système auquel nous avons pensé n'est pas très original mais a le mérite d'être simple et efficace. Il s'agit d'une cuve enterrée équipé d'une pompe à bras (voir photo) pour récupérer l'eau. La cuve sera équipée d'un capteur permettant de connaître le niveau d'eau et ainsi leur autonomie restante.
Solutions
Production d'électricité
Panneau solaire souple
Pavé piézoélectrique
L’arbre à vent
