Système modulable de plantes verticales

ModulFlora

''La nature à domicile, sans compromis''

Présentation

• Cahier des Charges

• Analyse du marché

• Etat de l'art

• Diagramme de gantt

Analyse fonctionnelle

• Besoin fondamental et bête à corne

• Diagramme fonctionnel

Conception

• Croquis

• Modélisation CREO

• Simulation

• Evolution et impression intermédiaire

• Maquette finale

Conclusion et flyer

LE CAHIER DES CHARGES

• Contexte et définition du problème :

Nous avons relevé un nombre important de contraintes autour des plantes d’intérieur: pas assez de place, besoin d’arrosage, impossibilité de fixer aux murs ou aux plafonds, marquage du sol par les pots, débordement, solutions existantes trop chères … Nous avons donc décidé de nous pencher sur deux de ces problématiques, d’une part le manque de place pour posséder des pots volumineux (notamment en appartement) et d’autre part la nécessité d’arroser les plantes. En étudiant l'état de l’art, nous nous sommes rendu compte que ces concepts étaient en contradiction ; les systèmes avec arrosage automatique prenaient beaucoup de place et les systèmes peu volumineux n'étaient pas automatiques. Notre objectif est donc de créer une structure modulable irriguée de manière autonome pouvant accueillir plusieures plantes sur la hauteur, résolvant ainsi la contradiction.

• Description des besoins :

Nous avons estimé qu’il était nécessaire de déterminer les besoins autour du système complet et de chaque module indépendamment. Nous avons de plus classifié les besoins identifiés sur les deux éléments dans l’ordre d’importance de leur mise en application.

Le système global doit avant tout permettre une autonomie en arrosage. Nous aimerions atteindre une indépendance d’une dizaine de jours sans avoir à renouveler l’apport en eau (0.5L par module). Il doit être modulable pour proposer une diversité d’organisation de la structure globale tout en préservant la stabilité. Il est de plus primordiale d'atteindre une grande fiabilité dans son étanchéité. Nous aimerions, si nous atteignons les deux objectifs précédents, atteindre des objectifs d’esthétisme mais aussi de praticité comme la possibilité de déplacer facilement l’ensemble du système, de le fixer au mur ou de le suspendre, de faire en sorte qu’il ne marque pas le sol…

Pièces indépendantes qui sont essentielles à notre système, les modules devront posséder un volume suffisant pour accueillir différents types de plantes à raison d’une plante par module. Ils devront par ailleurs offrir la possibilité de régler le flux de l’arrosage et le stockage de l’eau. Ce qui amène deux enjeux supplémentaires autour de ces pièces : l’étanchéité et la lutte contre les eaux stagnantes. Nous prévoyons idéalement une quantité d’eau stockée équivalente à 10 jours d’arrosage par module.

• Conséquences techniques :

Il nous sera nécessaire de nous interroger sur le type de matériau qui devrait être utilisé dans le cadre de la conception d’un prototype complètement fonctionnel. Il nous faut réfléchir à des solutions techniques pour réaliser une jonction entre modules étanche et un système de réglage du flux d’arrosage ainsi que du stockage de l’eau.

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UNE ANALYSE DU MARCHÉ

• Demande et opportunités de marché :

La demande pour les systèmes de support de plantes d'intérieur avec arrosage autonome connaît une croissance importante, en grande partie due à la popularité grandissante des plantes d'intérieur. Les consommateurs recherchent des solutions pratiques pour prendre soin de leurs plantes sans une surveillance constante. Le chiffre d'affaires des jardineries a augmenté de 7% entre 2018 et 2020, atteignant 3,12 milliards d'euros, avec un chiffre d'affaires de 250 millions d'euros pour les plantes d'intérieur. La sensibilisation croissante aux avantages pour la santé physique et mental des plantes d'intérieur est susceptible de stimuler davantage la demande. 3 foyers sur 4 en France ont acheté un végétal en 2019.

• Concurrence et défis du marché :

Le marché est concurrentiel, avec de nombreuses entreprises (parfois multinationales) proposant une variété de produits, allant des pots de plantes de base aux systèmes d'arrosage professionnel. Les principaux concurrents incluent des entreprises spécialisées dans la technologie horticole, ainsi que des fabricants de produits de jardinage et de décoration. Cependant, des défis intrinsèques au marché, tels que les coûts initiaux élevés des systèmes avec arrosage automatique, peuvent être un obstacle pour certains consommateurs. La durabilité, la qualité des composants et la garantie de ne pas endommager les plantes doivent être des priorités pour l'innovation dans ce domaine. Une fabrication française apporterait une réelle valeur ajoutée au produit et permettrait une démarcation positive face à la concurrence étrangère et low cost.

• Public cible, marketing et innovation :

Le public cible comprend les amateurs de plantes d'intérieur, les personnes occupées, et les étudiants, dont le nombre augmente chaque année (3 millions d'ici 2030). Les stratégies de marketing devront mettre en avant la facilité d'utilisation, le caractère abordable et esthétique du produit. Les réseaux sociaux et les influenceurs du jardinage sont des canaux de promotion efficaces. En termes d'innovation future, l'intégration de capteurs d'humidité du sol est une piste technologique prometteuse pour le marché. La solution doit être abordable pour un petit budget.

En conclusion, le marché des systèmes de plantes d'intérieur avec arrosage autonome offre un potentiel de croissance significatif grâce à la demande grandissante pour des solutions de jardinage d'intérieur pratiques et à l'intérêt pour les bienfaits des plantes d'intérieur. Toutefois, il est essentiel pour les entreprises d'adopter des approches innovantes et de garantir la qualité pour prospérer dans ce secteur concurrentiel.

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ETAT DE L'ART ET SYSTEMES EXISTANTS SIMILAIRES

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DIAGRAMME DE GANTT

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BESOIN FONDAMENTAL ET SCHÉMA EN BÊTE À CORNE

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DIAGRAMME FONCTIONNEL

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DES CROQUIS FONCTIONNELS

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LA MODELISATION 3D

De la séance 3 jusqu'à la séance 13, le travail le plus important a été la modélisation. Chaque nouvelle idée ou amélioration ammenait une évolution de celle-ci. Nous avons utilisé le logiciel CREO PARAMETRIC pour cette modélisation. Nous avons selectionné quelques exemples de notre modélisation, un panel le plus représentatif possible :

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NOS SIMULATIONS, DIMENTIONNEMENTS, CALCULS

Nous avons estimé la masse d'un module à 1kg. Avec cette estimation, nous avons obtenu une simulation des efforts et des contraintes entre deux modules. Les résultats nous ont amené à changer notre système de glissière pour le rendre plus solide et moins sensible au fluage potentiel. Les choix de matériaux en vue d’une industrialisation devront prendre en compte ces simulations, à la fois pour ne pas trop augmenter le poids propre des modules et pour résister aux contraintes.

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LES EVOLUTIONS ET MAQUETTES INTERMEDIAIRES

• Pièces ajoutées

Nous avons ajouté des pièces à notre produit pour trois raisons principales. La première est fonctionnelle : la glissière devait être bloquée en translation, nous avons donc utilisé un arrêt à bille à ressort commandé sur amazon; l’ajout d’un regard permet de voir le niveau d’eau restant dans la réserve, l’utilisation d’un joint torique a pour objectif de garantir l'étanchéité entre les modules. La seconde est esthétique : la vitre translucide a une forme oblongue et arrondie, qui rappelle la forme globale du produit. La troisième ne concerne pas le produit en lui-même, nous voulions utiliser d'autres machines du parc et incorporer plusieurs pièces à notre solution.

• Modifications fonctionnelles et esthétiques

Des modifications fonctionnelles importantes ont eu lieu tout au long du projet, l’idée générale est restée la même : un bac permettant d’arroser les plantes automatiquement. Cependant, le système de goutte à goutte a énormément évolué. Au début, nous avions pensé à une réserve qui se trouvait sur le module du dessus, un goutte à goutte permettait d’irriguer la plante du dessous. Cette solution a longtemps été privilégiée mais abandonnée à cause des difficultés techniques du goutte à goutte et l’impossibilité d’arroser le premier module. Finalement, un système d’arrosage par capillarité a été retenu, la réserve se trouve alors sous la plante et chaque module est complètement indépendant. Une languette permet d’ajuster le niveau d'ouverture et est contrôlée par l’utilisateur. Des modifications ont permis d’ajouter des poignées sur le côté du module, leur forme arrondie s'intègre bien dans l'esthétisme global. Le fond du module était en pente dans les premières versions de la modélisation, nous pensions qu’elle était nécessaire pour permettre l'écoulement de l’eau, ce qui s'est avéré faux. Cette différence de niveau a été supprimée pour une raison fonctionnelle et aussi pour une raison esthétique due à l’impression 3D.

Des modifications purement esthétiques comme les arrondis ont permis d’apporter un certain équilibre dans le produit, en plus d’augmenter la résistance globale en évitant les angles nets. L’utilisation de différentes machines du FabLab a permis de mettre différentes matières sur notre maquette comme le bois, le PLA et la résine transparente.

• Considération prototypique et industrielle

Dans une réflexion d’industrialisation de notre pièce, nous sommes arrivés à la conclusion que le bâti devra être en plastique ; peu coûteux, suffisamment résistant pour cet usage, il permet une fabrication facile par moulage. Le regard pourra lui aussi rester en résine transparente ou alors être fabriqué en PVC ou en Plexiglas. L’utilisation du verre est exclue, trop coûteuse et fragile. Les surfaces fonctionnelles nécessitant un usinage (le trou de la bille à ressort, la cavité du joint… ) ne poseront pas de problème de par leur taille et la matière utilisée. La maquette finale étant proche d’un prototype, cette étape consistera uniquement à des essais de résistance.

• Maquette intermediaire

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NOTRE MAQUETTE FINALE

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LA CONCLUSION

Au cours de ce semestre, nous avons réussi à produire un premier prototype de notre produit. Nous sommes satisfaits du système d'arrosage autonome et de la fonctionnalité globale du système (modulabilité, stabilité, esthétisme...).

Nous n'avons pas réussi à atteindre notre objectif d'étanchéité. Après réflexion, nous avions choisi, comme solution au problème d'étanchéité de l'arbre central, l'utilisation de joints toriques au niveau des glissières. Cette solution se trouve ne pas être suffisante, il nous faudrait donc poursuivre la réflexion autour de cette problématique pour rendre notre prototype complétement fonctionnel. Notre projet comporte cependant plusieurs points forts : 

• une modélisation avancée du produit (simulation, ajustement ...)
• de nombreuses maquettes qui ont permis une stratégie de l'essai-erreur efficace
• une maquette finale digne d'un prototype
• l'utilisation de plusieurs matières (PLA, résine, bois) et procédés (gravure et découpe laser, imprimante 3D filament et résine).

L'équipe est fière de vous présenter son projet ModulFlora.

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LE FLYER

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