Pot de fleurs auto-alimenté

SmartSprout 🌱

SOMMAIRE

Présentation :

• CAHIER DES CHARGES

• ANALYSE DU MARCHE

• COMPARAISON AVEC LES SYSTEMES EXISTANTS

• DIAGRAMME DE GRANT

Analyse fonctionnelle :

• BESOIN FONDAMENTAL ET BETE A CORNE

• PIEUVRE

Conception :

• CROQUIS

• MODELISATION CREO

• SIMULATION

• TESTS ET EVOLUTIONS

• MAQUETTE FINALE

Conclusion et Flyer

PRÉSENTATION

I. Cahier des charges

CONTEXTE ET DESCRIPTION DES BESOIN :  Etant toutes étudiantes, nous avons constaté certaines difficultés d'arrosage lors des grandes vacances d'été. En effet, nous sommes dans l'impossibilité de rammener nos plantes chez nous, ainsi, elles doivent survivrent plusieurs mois sans soins et surtout sans eau ! Nous voulons proposer une solution autonome et modulable au gré de nos besoins afin de partir en vacances l'esprit tranquille... Nous avons donc décidé de nous pencher sur plusieurs problématiques : D'une part il fallait que notre système fonctionne sur une longue durée, d'autre part nous voulions un système amovible afin de le modifier selon le besoin d'eau de la plante, l'espace utilisable dans l'appartement... De plus, nous désirions minimiser le coût du projet afin qu'il soit accessible au plus grand nombre.

CONSEQUENCES TECHNIQUES : Afin d'assurer l'arossage sur une longue période sans rechargement, il faut un volume d'eau conséquent et donc un socle suffisamment résistant au poids de l'eau. Il faut également assurer l'étanchéité du système.

II. Analyse du marché

DEMANDE ET OPPORTUNITÉS : Dans un environnement de plus en plus urbanisé, la vente de plantes d’intérieur a fortement augmenté ces dernières années. En effet, les français recherchent un peu de verdure et les bienfaits qu’elle procure. Par conséquent, on constate une augmentation des ventes de plantes d’intérieur de 8%. En effet, depuis la crise COVID, on a remarqué qu’en moyenne 6,7 végétaux sont achetés par an, par foyer. Ainsi, il y a une réelle demande de systèmes d'arrosage autonomes sur longue durée, comme par exemple les grandes vacances pour les étudiants. Un tel système permettrait à tout propriétaire de plantes de partir l’esprit tranquille et le cœur apaisé.
 

SYSTÈMES EXISTANTS ET CONCURRENCE : L’idée même d’un système d’arrosage n’est pas nouvelle, nos ancêtres l’ont décliné de différentes manières dès lors de l'apparition de l’agriculture. Aujourd’hui aussi, il existe différents systèmes d’arrosages pour les particuliers déjà existants sur le marché comme par exemple des systèmes de goutte à goutte principalement, des tuyaux poreux… ainsi que de nombreuses techniques de grand-mères comme avec de l'agar agar qui sert à gelifier des blocs d’eau pour conserver l’humidité durant un certain temps…. Alors pourquoi “SmartSprout” ? Dans un premier temps, notre invention permettra aux utilisateurs de partir sur une plus longue durée. Ensuite notre objectif est d’apporter une solution aux étudiants, on propose donc un système fonctionnel au prix le plus avantageux pour eux. Puis, notre système est modulable, il est donc possible d'ajouter des “étages” suivant la durée d’arrosage requise. Enfin SmartSprout fonctionne à l'énergie solaire donc c’est un atout au niveau écologique, l’utilisateur peut couper l'électricité pendant son départ sans s'inquiéter pour l’arrosage de ses plantes.

PUBLIC CIBLE ET MARKETING : Notre première idée était destinée aux étudiants qui font face à des difficultés de maintenance lors des grandes vacances d’été… Mais après réflexion, notre système est simplement destiné aux propriétaires de plantes s’absentant sur une certaine période, c'est-à-dire, tous les actifs, les retraités, les étudiants… Bref, tout le monde. La promotion de notre produit devra mettre en avant la facilité d’utilisation, le caractère modulable et amovible du produit. En termes d’innovation futures, on pourrait remplacer le bec unique par un multibec pour pouvoir arroser plusieurs plantes…

III. Comparaison avec les systèmes existants

SYSTÈME	AVANTAGES	INCONVÉNIENTS
	Faible coût   Prend peu de place	Arrosage en continu   Pas pour les longues durée
	Idéal pour de longues durées   Peut fournir plusieurs plantes   Vitesse d’arrosage modulable	Coûteux   Prend de la place   Arrosage en continu
	Idéal pour de longues durées   Peut fournir plusieurs plantes	Coûteux   Nécessite une source d'électricité en continu

IV. Diagramme de Grant

Nous avons rapidement choisi notre sujet. Donc la modélisation sur Creo a rapidement commencé ainsi que la commande des premières pièces (Électroaimant, panneau solaire, minuteur…). Puis nous avons eu un premier défi, le taraudage. On a dû faire 3 à 4 tests de taraudage avant que celui-ci ne fonctionne. Puis, on a refait une commande pour le joint et la bille. Ensuite un deuxième défi s’est imposé, le fonctionnement des panneaux solaires avec le minuteur. La suite était consacrée à des tests et à la recherche d’améliorations possibles.

ANALYSE FONCTIONNELLE

I. Besoin fondamental et Bête à corne

Le système existe parce que l’entretien de plantes demande une certaine maintenance. L’utilisateur achète des plantes pour leur intérêt thérapeutique ou esthétique qu’elles apportent, mais les utilisateurs évoluent temporellement en fonction des habitudes et des modes. Le système pourrait donc évoluer en fonction des habitudes changeantes de l'utilisateur et de nouvelles solutions d’arrosage ou de structure sont alors requises. La disparition du système pourrait être due à la pénurie d'eau ou son remplacement par un modèle plus optimisé. Il y a peu de chances de voir disparaître le système d'ici 20 ans. Sous sa forme actuelle, le besoin est validé.

II. Pieuvre

FP1 : arroser les plantes

FP 2 : activer la valve à bille

FC1 : s’adapter à l’appartement

FC 2 : ne pas écraser les plantes

FC 3 : recevoir de l’énergie solaire puis la convertir en énergie électrique

FC 4 : ouvrir la valve selon les horaires préalablement choisi

FC 5 : arroser les plantes

FC 6 : alimenter le système en électricité

CONCEPTION

I. Croquis

II. Modélisation Creo

Notre système est composé de plusieurs parties :

-  La base du réservoir où on peut retrouver à l'extrémité un trou fin qui permet un écoulement controlé, on peut aussi observé un cavité cubique à l'exterieur qui permet l'étanchéité de l'electroaimant ainsi que son fonctionnement.

-  Le module cylindrique est ce qui permet d'agrandir la capacité du réservoir. C'est un module quii peut s'empiler.

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-   La couronne et les pieds permettent de maintenir en hauteur notre système. On peut observer des encoches sur la couronne où peuvent s'insérer les pieds. Il y a aussi un couvercle où l'on peut poser les panneaux solaires

III. Simulation

Nous avons réaliser les simulations suivante : 

Notre système de reservoir d'eau nécessitant d'être en hauteur, nous avons du créer une couronne sur pieds pour maintenir celui-ci à la bonne hauteur. Ainsi notre simulation de force se porte sur les pieds puisque c'est à cet endroit qu'on pourrait observer une flexion si le poid du reservoir devenait trop important, c'est notamment ce qu'illustre les simulations ci-dessus.

IV. Tests et évolutions

Nous voulions un réservoir modulable en volume à l’aide d’ajouts ou retraits de certaines parties. Pour ce faire, notre idée première était de faire un taraudage afin d’assembler les différentes parties mais l’imprimante 3D n’était pas de cet avis (Voir les photos) : Le taraudage n’était pas du tout précis et il y avait de la matière superflue qui nous empêchait de visser les différents réservoirs entre eux.

Donc, nous avons finalement opté pour un très gros taraudage et un joint pour assurer la liaison étanche. Nous avons dû modéliser sur Fusion car Créo ne voulait pas fonctionner pour faire un taraudage plus épais.

Notre deuxième souci était de faire fonctionner notre minuteur… En effet, nous avons dû re-commander des panneaux solaires car notre première commande était insuffisante, et nous n’avons pas reçu le bon minuteur (On ne commandera plus sur Aliexpress…). Nous avons donc dû faire preuve d’improvisation et sommes descendus à la PFM pour recevoir les conseils d’un gentil technicien qui a passé du temps à nous expliquer et nous montrer comment faire les tests de fonctionnement, régler les paramètres afin qu’ils soient optimaux…

Ce montage permet de faire fonctionner le minuteur et l'électroaimant en plein soleil, malheureusement, le minuteur a rendu l'âme lors d’un de nos tests (trop de tension pour lui, il n’a pas pu le supporter)… Par manque de temps, nous n’avons pas pu en recommander un autre, par conséquent nous avons remplacé le minuteur par un simple interrupteur pour faire la démonstration du projet. Bien sûr, à terme, il faudra remplacer l’interrupteur par un nouveau minuteur.

Ensuite, il a fallu assurer l’étanchéité du réservoir au niveau du taraudage lors de l’assemblage des différentes parties et au niveau de la bille qui se soulève. Au niveau du taraudage nous avons donc collé avec du mastic un bout de caoutchouc circulaire assez épais sur la partie haute du réservoir (En noir sur la photo ci-dessous). Cette méthode a été concluante, nous avons donc procédé de même avec le trou de la bille en utilisant un tout petit joint torique, le défi étant que la bille devait retomber dans le cercle défini par le joint après qu’elle ait été attirée par l’aimant. Nous avons donc essayé plusieurs tailles de billes et de joints afin de choisir le meilleur combo.

Lors de nos derniers tests, nous nous sommes rendues compte que notre dispositif marchait “en direct”. En effet, il marche uniquement si il y a du soleil, or, ce n’est pas toujours le cas, surtout à Strasbourg. Afin d’améliorer le système, nous avons donc voulu rajouter un accumulateur, une sorte de batterie. Nous nous sommes alors servis d’une de nos batteries externes comme accumulateur, les panneaux solaires chargent la batterie quand il y a du soleil et donc de l'électricité. Lorsque le système a besoin d'énergie, le minuteur (ou plutôt dans notre cas l’interrupteur) laisse passer le courant, délivré par la batterie externe.

V. Maquette finale

CONCLUSION et FLYER

Au cours de ce semestre, nous avons accompli une étape dans notre cursus d’ingénieur mécanicien en produisant le premier prototype de notre produit. Notre but était de créer un système d’arrosage automatique et autonome pour que le fait de partir longtemps de chez soi ne cause pas la sécheresse de nos plantes. Nous sommes assez satisfaite de notre prototype de part son autonomie grace aux panneaux solaires, et aussi de part sa modulabilité.

Toutefois ce prototype n’est pas parfait et il reste des améliorations a apporter. En voici quelques-unes : 

• Un kit de plusieurs bec suivant le nombre de plantes à arroser
• Un minuteur qui fonctionne pour que le système soit parfaitement autonome
• Une étanchéité parfaite, en effet taraudage et impression 3D ne vont pas ensemble, il y a donc une solution a trouver ici comme par exemple l'emploi d'un autre type de production

Malgré ces quelques désagréments, notre système rempli tout de même la fonction principale qui était « arroser les plantes ». De plus, le fait que notre système soit modulable en fonction de la durée d’absence ou la quantité d’eau nécessaire le rend intéressant. 

Enfin, ce projet nous a permis de nous rendre compte du processus de création d'un produit, en commencant avec l'écriture du cahier des charges fonctionnelles et en terminant avec la présentation d'un prototype. 

Nous vous présentons notre projet, SmartSprout :