Définitions des besoins
Scénario Course
"Conserver la possibilité d’être performant en course"
15 jours
1 personne
Ce scénario modélise les moments de course au large en solitaire. Ici la consommation électrique est presque nulle mais il faut minimiser le poids du bateau, et donc prévoir la modularité de toutes les solutions low-tech: garder ce qui est essentiel et laisser à quai le reste.
Scénario VIP
1 jour
15 personnes
Ce scénario imagine que le catamaran accueille une poignée de décideurs pour les sensibiliser à la low-tech dans un cadre insolite: celui d'un catamaran. Il faut assurer le confort des passagers et l'attractivité des solutions installées.
Scénario Science
"Permettre à une équipe de scientifiques de mener des mesures en mer"
5 jours
7 personnes
Ce scénario est défini pour accueillir une équipe de scientifiques à bord. En plus des marins, on compte 5 scientifiques amenant du matériel électrique. Un enjeu majeur pour ce scénario est d'assurer le confort des scientifiques et une production d'énergie suffisante pour recharger le matériel nécessaire à la mission.
Les systèmes
Pour chercher la sobriété et l'autonomie du bateau, Explore a identifié 4 systèmes que les étudiants de l'option auront à "low-techniciser".
L'objectif est de réfléchir l'aménagement du We Explore avec une démarche et une méthodologie d'ingénieur low-tech afin d'assurer les fonctions importantes pour chacun des 4 systèmes. Ces 4 systèmes sont bien distincts, chacun d'eux demande des compétences différentes et de haut niveau.
L'équipe WELOW a ainsi discuté et questionné les besoins du client, proposé des solutions techniques et établi des schémas flux pour chacun des systèmes qui illustrent les interactions entre chacune des solutions techniques retenues. Ces schémas ont évolué au fur et à mesure que les attentes du client se sont éclaircies et que l'équipe approfondissait le modèle technique et l’intégrait dans son territoire (voir plus loin la méthodologie SCOPE).
- Energie
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Ce système regroupe les solutions permettant d’alimenter le bateau en électricité et d’assurer son autonomie énergétique. Ces attentes se séparent en deux principales fonctionnalités:
La production d’énergie
Une production d’énergie verte est nécessaire sur le bateau pour assurer son autonomie vis à vis de la terre ferme. Le système énergie sert donc à définir, dimensionner et prototyper différents moyens de production d’énergie (solaire, éolien, hydraulique).
Le stockage d'énergie
La gestion et le stockage sont une grande composante du système d'énergie. En effet, les énergies renouvelables étant pour la plupart intermittentes, le stockage de celles-ci est nécessaire. Le dimensionnement du parc batterie ainsi que le réseau de câblage électronique seront à prendre en compte et à étudier dans cette partie.
Le parc up-cyclé
Une batterie up-cyclé est aussi sur la table. L'équipe réfléchit à comment recycler des cellules lithium-ions sans les souder pour en faire une batterie.
Schéma des flux du système Énergie - Février 2023
- Eau Chaude Sanitaire
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L’objectif est de permettre aux passagers la prise d’une douche chaude. Ces attentes se séparent en deux principales fonctionnalités:
Chauffer l’eauChauffer de l’eau pour qu'elle soit chaude au moment de la douche (température de consigne 38°C).
Réfléchir la douche
Assurer un confort de douche, faisant réfléchir à son usage, sa durée et la quantité d'eau utilisé.
Assurer la disponibilité d'eau
Faire en sorte qu'il y ait suffisamment d'eau douce à bord pour les différents usages et scénarios. Cela passe par 3 pistes principales de réflexions:
- Réduire la consommation d'eau douce (Usage d'eau salée, réflexions sur l'usage, circuit à recyclage...)
- Augmenter la quantité d'eau douce (Gestion des cuves, encombrement...)
- Produire de l'eau douce (déssalinisateur...)
Schéma des flux du système Eau Chaude Sanitaire - Février 2023 - Alimentation et matière organique
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Ce système regroupe l’ensemble des solutions permettant de stocker différentes formes de matière organique. Ces attentes se séparent en trois principales fonctionnalités:
Objectifs- Conserver les aliments
- Avoir le confort de manger des plats chauds à bord
- Gérer les déchets organiques produits à bord
Solutions d'échelles
Il est aussi intéressant de noter l'implication de différents acteurs pour ce système : nous avons par exemple, pour premier scope, le bateau où la nourriture est consommée ; puis en second scope, la base EXPLORE où elle est stockée, et enfin les producteurs externes des plats en troisième scope (cf : fiche démarche scope).
Le but serait de gérer ces flux de matière organique avec une approche similaire à celle de l’économie circulaire : les déchets produits à bord serviront d’engrais pour produire de nouveaux ingrédients.
Les solutions suivantes proposées ne concernent que le premier scope où nous intervenons. Le compostage des déchets par exemple sera favorisé à bord avec l’aide d’un bokashi, cependant les traversées n’étant pas assez longues, les déchets finiront d’être compostés à la base EXPLORE.
HydroponieCe module a pour but de constituer une solution de production de végétaux à bord, avec une utilisation soutenue à terre pour accompagner la croissance des plantes:
- Production: Le système hydroponique doit pouvoir apporter des végétaux comestibles à bord.
- Entretien: Selon les scénarios, le système doit fonctionner avec un entretien quasi-nul et donc être automatisé.
- Modulabilité: Le système doit être facilement transportable, montable et démontable pour accompagner son utilisation en support à terre et en disponibilité sur le We Explore.
- Adaptabilité: Au regard de la temporalité de la croissance des plants ainsi que celle des missions du We Explore, le système hydroponique doit garantir un apport végétal sur diverses périodes de l’année.
Schéma des flux du système Alimentation et matière organique - Février 2023 - Informatique et numérique
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Ce système regroupe les attentes concernant la gestion de l’information à bord du bateau. Ces attentes se séparent en trois principales fonctionnalités:
L’acquisition des donnéesAcquisition des données des capteurs (consommations d'électricité, de niveau de charge de batterie, de potentiométrie…) et transmission à une base informatique. Ici on souhaite récupérer les données en temps réel, sans problèmes liés à l’humidité, aux vibrations….
Gestion des données
Stockage en base de données, mise en page des données avec une interface utilisateur, cloud local pour accéder aux données partout sur le bateau. Les besoins sont de pouvoir centraliser les données de consommation d'électricité, d’eau potable, de chargement des batteries, de température d’eau. Ceci permettrait de pouvoir orienter ses choix en temps réel selon les évolutions de ces données.
Transmission des donnéesPouvoir envoyer des paquets de données à une base à terre. Soit des petits paquets pour des informations météorologiques ou de survie, soit des gros paquets pour transmettre du contenu multimédia pendant la navigation.
Schéma des flux du système Numérique - Février 2023
Point de vue systémique
Quels impacts le choix d'un catamaran low-tech impose à la base Explore ? à l'agglomération de Concarneau ?
Une fiche méthodologique a été réalisée pour expliquer la schématisation SCOPE, vous la trouverez ici.
Ces systèmes se croise et dépendent des un des autres : par exemple le chauffage de l'eau chaude sanitaire va avoir une impact sur la production énergétique. Mais ils dépendent aussi de contraintes extérieurs (météo, structures d'approvisionnements, réseau territoriale de récupération des déchets...).
L'équipe a réfléchi aux différentes interactions entre les systèmes et leurs environnements, et les a classé dans trois "Scopes":
+ Le Scope 1:
Toutes les solutions et les flux internes au bateau.
+ Le Scope 2:
+ Le Scope 3:
