Code Source de Mosquito Trap

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Présentation du projet

Mosquito Trap est une piège à moustiques high tech mais low cost



Résumé

A partir de la technologie éprouvée de la photo-oxydation, il est possible d'assainir l'air ambiant (destruction des COV, virus, bactéries et spores dans l'air) tout en attirant les moustiques dans un piège (dégagement de bouffées de CO2 qui simulent la respiration d'une personne et attire le moustique dans un piège).

Quelques références sur la techno de photo-oxydation et l'attrait des moustiques pour le CO2 pour autant qu'il est diffusé de façon adaptée.


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En résumé le fonctionnement de ce type de dispositif est une connaissance du domaine public.


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Comment mettre cette techno à porté du plus grand nombre dans les pays emergents où 2 milliards de personnes sont exposées aux maladies portées par les moustiques ?
  • nous allons réutiliser des composants disponibles dans ces régions du monde pour créer un piège high tech low cost en open source.
  • nous mettrons en oeuvre le support du Coworking St Etienne, de l'Open Factory et des Tiers Lieux locaux pour associer les compétences techniques et sociales nécessaires
  • nous associons l'expérience du porteur d'idée dans le domaine de la santé et de l'innovation de services aussi bien que dans le déploiement de projet internationaux.

Pourquoi se lancer dans ce projet ?

Pour le moment cette technologie (Photo oxydation sur base de TiO2) n'est pas accessible aux pays du sud qui pourtant souffrent le plus des maladies propagées par les moustiques.

  • du fait du coût des appareils existants
  • par manque de réseau de maintenance localement
  • en l'absence de modèle conçu pour une fabrication locale pour une distribution local

Raisons pour laquelle nous voulons mettre en place un objet avec des qualités spécifiques:
*qui puisse être fabriqué localement avec les savoirs faires et les matériaux disponibles sur place. Nous pensons utiliser le recyclage de matériel informatique (ventilateur, BUS) et téléphonique (batterie, SMS). On pourra ainsi démultiplier la diffusion là où c'est utile et générer l'impact de santé publique voulu.

  • qui fonctionne sur batterie (de téléphone par exemple), sur alimentation USB ou via un panneau solaire. A voir.
  • qui soit connecté par SMS pour être reprogrammé à distance selon les besoins (programmation de la lampe et du ventilateur). Selon le type de moustiques, le volume du lieu d'usage, le mode d'alimentation électrique, la charge en moustique évoluant dans l'année et dans la journée il sera intéressant de pouvoir moduler le comportement du produit. La lampe peut éclairer en continu, par flash, en clignotant, à certaines heures, et de même le ventilateur peut jouer en permanence avec la lampe, par bouffées, en décallé avec la lampe etc...
  • qui puisse comptabiliser le nombre de moustiques capturés par période de temps pour déterminer l'épidémiologie. Il serait intéressant pour le site healthmap de disposer de ce flux de données pour compléter son offre. A partir de cette surveillance et d'autres données comme la pluviometrie on pourra alors provoquer l'activation à distance (par SMS) des dispositifs ainsi interconnectés.

A savoir avant de se lancer

Ce type de produits exsite déjà et propose des performances correctes (même si ces objets ne sont pas connectés ni reprogrammables). Nous avons donc tous les ingrédients de la recette. Nous ne sommes pas dans l'invention mais dans l'optimisation : moins cher, plus performant. A surveiller au cours du développement:

  • l'application de la peinture au TiO2 qui doit se faire en environnement propre (protection des personnes). Reste que cette base de teinture est universellement utilisée dans les produits de consommation courante sous les noms de blanc de titane, Pigment White 6 (PW6), ou CI 77891. A bien noter la différence entre différents type de TiO2 et l'effet booster d'une dépose en fine couche sur une base carbonée. Ref TiO2 et ses dérivés. Enfin en alimentation on le trouve sous forme de E171.
  • la lampe UV-C, qui est un produit peu cher et peu consommateur d'energie si on opte pour les LED, mais qui n'est pratiquement pas disponible dans les pays emergents. (reste que cette lampe existe dans les ordinateur haut de gamme à liquid cooling)
  • la forme du tube de diffusion de CO2 / capture des moustiques qui reste à étudier en fonction des habitudes des moustiques.
  • la qualité de l'accueil du moustique, pour qu'il ait envie de s'approcher du piège. Sur quel types de supports localement il aime à se poser, en dehors de la peau? Quelle matière, quelle forme est la plus attractive? Si cette matière existe dans le domaine du recyclage et qu'elle interagit positivement avec la lampe UV (par exemple si elle contient déjà du TiO2 du fait de sa peinture) on aura gagné une étape ou deux dans la conception.



Les moyens utiles seront une collaboration avec des Fab Lab situés dans les régions endémiques et l'expertise d'entomologistes.
Le temps de développement est court (quelques jours) si on vise une maquette n'incluant pas tous les services de SMS, programmation et gestion de l'énergie. Malgré tout si on utilise un téléphone classique pour créer la solution on pourra démontrer l'élement clé du modele de diffusion par des opérateurs implantés localement (magasins de téléphonie, d'informatique).

Comment faire ?

La recette pour les pressés

Prenez un ventilateur de PC, une grande bouteille de Coca en plastique, et une canette de Coca en métal. Récupérez un dés à coudre de colorant alimentaire au TiO2 et la lampe UV-C LED du PC de votre petit frère. Sinon prenez la une lampe UV Lambda type Philips TUV mini. Dégotez aussi la grille du PC ou un morceau de moustiquaire qui servira à laisser passer le CO2 mais pas les moustiques. Sortez du placard le téléphone nokia 3110 de vos jeunes années et chargez-le.
Soyez malin (!!), pour permettre aux moustiques de sentir le CO2, d'entrer à proximité du ventilateur et de se faire piéger. Le tout piloté et alimenté par le téléphone.

Pour les très très pressés on peut acheter des composants déjà prêts, comme cette lampe LED alimentée à la main ou USB et remplacer les LED par des LED UVC ou encore coller une lampe Philips dans une bouteille de coca.

A faire avant

Le plus important est de cibler l'impact. Deux dimensions à cela :

  • la diffusion de cet outil auprès d'un maximum de personnes qui en ont besoin: définir le modele économique viable pour la fabrication locale de l'objet et assurer la diffusion du savoir faire nécessaire.
  • le design d'un outil efficace, adaptatif et facile à monter pour les fabricants locaux. La dimension R&D et l'approche scientifique sont clés.


Le modèle économique est donc celui d'un côté de l'open source / fabrication locale, récupération et recyclage. Mais d'un autre côté on est dans le domaine de la R&D typique du monde médical. Pour créer de la valeur d'usage, qu'un commerce s'implante et que les utilisateurs prennent soin de l'objet, il faut que médicalement le produit soit performant et qu'il corresponde à une logique économique soutenable localement.


Dans un premier temps les bénévoles qui portent l'idée doivent décrire le modele de fabrication locale, les éléments constitutifs du produit, les performances minimales attendues, puis tester la faisabilité, c'est à dire l'intéret pour un petit entrepreneur local de se lancer dans le commerce et la maintenance de cet objet. Ensuite le prototype, la petite série serviront à finaliser la preuve de concept.
Dans une étape suivante on pourra envisage un financement par exemple par une organisation internationale pour assurer la diffusion / formation des monteurs + circuits d'approvisionnement des pièces recyclées, mais aussi une amélioration du modèle par des équipes d'experts (R&D sur les espèces de moustiques / tests et amélioration des programme, des matériaux et de la forme / solutions pour les problèmes pratiques comme l'alimentation électrique, l'acheminement de LED, le système central de pilotage par SMS).

A faire pendant

A faire après

On a un modèle pour un objet efficace (démontré scientifiquement) et facile à monter avec des pièces de récupération ou disponibles localement. On a des personnes qui le proposeraient volontier dans leur boutique de téléphonie dans les pays emergents. On a une présentation en video du mode opératoir pour le fabriquer, en Français, Espagnol, Portugais, Anglais. On a un rendez vous à l'OMS, à la Gates Fondation, à la Rockefeller Fondation, pour expliquer de quoi on aurait besoin pour maintenir ce objet sur le long terme, l'améliorer, le diffuser plus encore. On a un réseau acadamique et de hacker qui testent les performances et proposent des améliorations (forme, matière, programmation etc...). On se balade en Floride, au Brésil, en Inde et en Côte d'Ivoire et des gens en fabriquent.
Ensuite on peut travailler à optimiser l'alimentation, en faire une version Pro pour les salles de classe, les lieux publics. On peut travailler à d'autres objets pour la santé publique, comme des poignées de porte en fils de cuivre de récupération, ...

Cahier des charges fonctionnel

*1. Présentation générale du problème

Réaliser un objet à partir de pièces recyclées disponibles dans les pays emergents, capable de rassembler un ventilateur (type PC), une lampe UV-B, et une forme contenant du TiO2 et étudiée pour diffuser un souffle régulier tout en piégant des moustiques.

  • 1.1 Projet
  • 1.1.1 Finalités


Le retour attendu est à mesurer en termes d'impact sur l'infestation des moustiques en zone endémique, et donc de diffusion de l'objet à grande échelle.

  • 1.1.2 Espérance de retour sur investissement


Le retour attendu est à mesurer en termes d'impact sur l'infestation des moustiques en zone endémique, et donc de diffusion de l'objet à grande échelle. L'investissement est relativement faible, puisqu'il est question de développer un modele tenant compte des conditions matérielles dans ces pays et un mode d'emploi accessible au plus grand nombre permettant de le reproduire localement. L'insertion de la fabrication dans les models économiques locaux doit faire l'objet d'une attention particulière pour assurer la diffusion concrète de l'objet.
Le ROI est de ce fait plus à évaluer pour un opérateur local, que pour l'équipe de conception. A quel prix peut il vendre l'objet, à quel coût de fourniture doit il s'attendre, et quelle marge brute en ressort. Sur quel type de métier existant peut on greffer cette activité si on envisage d'écraser les coûts fixes et d'apporter un complément d'affaire à l'opérateur local?

  • 1.2 Contexte
  • 1.2.1 Situation du projet par rapport aux autres projets de l’entreprise


Ce projet n'est pas lié à une entreprise, mais à un porteur d'idée. Il existe des fabricants mais dont l'impact sur les moustiques est limité du fait du cout et du modele de diffusion (fabrication en Asie, vente en Europe + US)

  • 1.2.2 Études déjà effectuées


Des échanges avec des concepteurs et fabricants de ce type de matériel (Groupe SEB N°1 mondial du petit electroménager). Ne sont pas intéressés par le marché de la zone endémique, du fait de l'absence de solution de distribution et de maintenance localement.

  • 1.2.3 Études menées sur des sujets voisins


De nombreuses études, dont une menée par YNOE (consultant en innovation présent à Lyon) donnent une bonne idées des propriétés techniques liées au TiO2 pour l'assainissement de l'environnement.

  • 1.2.4 Suites prévues


On imagine présenter le modele et ses résultats auprès d'ONG et d'organiations internationales intéressées par aider à la diffusion du concept. Leur soutien matériel et en termes de communication devant accélérer le décollage et l'impact de santé publique. Egalement un support financier devra permettre de poursuivre la recherche et l'amélioration du modèle. Par exemple pour développer des options d'alimentation électrique, des services d'épidémiologie etc...

  • 1.2.5 Nature des prestations demandées


Etude des composants disponibles sur le marché du recyclage en zone endémique. Lampe, ventilateur, objets peints contenant du TiO2.
Maquette fonctionnelle développée en Europe et en zone endémique (pour stimuler le partage de solutions)
Logiciel basé sur un téléphone mobile informé par SMS, permettant de piloter la lampe et le ventilateur, et de remonter des données de performance (nb de moustiques capturés)
Video de formation pour opérateur local

  • 1.2.6 Parties concernées par le déroulement du projet et ses résultats (demandeurs, utilisateurs)
  • 1.2.7 Caractère confidentiel s'il y a lieu
  • 1.3 Énoncé du besoin (finalités du produit pour le futur utilisateur tel que prévu par le demandeur)


Premier utilisateur, le monteur local. Il peut suivre les instructions et monter l'objet avec les moyens locaux et en tirer un profit qui l'incite à en vendre autant que possible.
Deuxième utilisateur, le bénéficiaire. Il place l'objet dans une chambre à coucher, une salle de classe, un restaurant etc... et l'appareil se met en route seul en fonction des besoins (type de moustique visé, nocturne ou diurne, saison / pluies). L'air ambiant est néttoyé de ses COV (virus, bactéries, spores, particules) sous l'effet de la lumière UC-B et de la peinture TiO2. Le ventilateur imite la respiration d'une personne en propulsant régilièrement le CO2 issu de la réaction d'oxydation généré par la lampe. Sans doute le CO2 est-il temporairement contenu dans un espace avant d'être aspiré par le ventilateur dans la colonne d'expulsion. Cette odeur attire des moustiques qui se rapproche de l'entrée de la chambre et son aspirés par le ventilateur. Ils sont là coincés, à la sortie par une grille et à l'entrée par le ventilateur. Au bout d'une heure de fonctionnement on a capturé les moustiques présents dans l'environnement et ils se trouvent morts de soif. Il y a un tiroir / une façon simple de les sortir pour les jeter.

  • 1.4 Environnement du produit recherché
  • 1.4.1 Listes exhaustives des éléments (personnes, équipements, matières…) et contraintes (environment)
  • 1.4.2 Caractéristiques pour chaque élément de l’environnement



*2. Expression fonctionnelle du besoin

  • 2.1 Fonctions de service et de contrainte
  • 2.1.1 Fonctions de service principales (qui sont la raison d’être du produit)


Nettoyer l'air des COV et capturer des moustiques.

  • 2.1.2 Fonctions de service complémentaires (qui améliorent, facilitent ou complètent le service rendu)


Alimentation par une batterie de téléphone, programmation par SMS, relevé de nombre de moustiques capturés, envoi d'informations de fonctionnement par SMS.

  • 2.1.3 Contraintes (limitations à la liberté du concepteur-réalisateur)


Doit être réalisable à partir de matériel de récupération. Doit être testé commercialement comme une activité complémentaire viable d'acteur économiques locaux dans les pays endémiques.

  • 2.2 Critères d’appréciation (en soulignant ceux qui sont déterminants pour l’évaluation des réponses)
  • 2.3 Niveaux des critères d’appréciation et ce qui les caractérise
  • 2.3.1 Niveaux dont l'obtention est imposée.


Doit effectivement capturer des moustiques de différentes espèces. On doit pouvoir mener des études scientifiques de terrain pour accréditer l'efficacité. Une certification académique / OMS devrait être obtenue sur la base du modèle et du procédé standard diffusé.

Niveau de CO2 à générer = CO2 émis par un humain qui dort : 0.013 m3/h
Type LED / Puissance LED UVC :
o Il faut savoir qu’il n’est pas nécessaire de descendre dans les UVC pour activer le Ti02.
o Les LED UVA (400 nm) sont suffisantes et 10 moins cheres
o La quantité de C02 dépendra de la quantité de polluants dans l’air à ce moment là car le C02 est obtenu en décomposant des polluants organiques.
Supports de Ti02 :
o A demander à un labo, par exemple celui des mines d'ales spécialisé sur la photocatalyse (contact en cours). "Photocatalysis with TiO2 anatase is more efficient than rutile or brookite. Nanocrystalline anatase is commonly prepared with high surface area having a high degree of crystallinity" (article touvé via Google sur "CO2 production from UVC TiO2"
o Les grands fournisseurs de Ti02 photocatalytique sont Degussa, ou Millenium.

  • 2.3.2 Niveaux souhaités mais révisables


Doit s'adapter aux conditions locales par modulation du ventilateur et de la lampe, développant une meilleure performance (nb de moustiques capturés) qu'en situation standard
Doit pouvoir être piloté à distance par SMS (marche / arrêt et programme)
Doit compter le nombre de moustiques capturés et le renvoyer par SMS à un central

*3. Cadre de réponse

  • 3.1 Pour chaque fonction
  • 3.1.1 Solution proposée


PROBLEME DES LED
A moyen terme prendre l'option d'acheter des LED UV à des fabricants chinois qui vendent sur Alibaba à 0,5 € la led... , à court terme pour un proto il faut s'approvisionner dans un magasin d'électroinique (Lyon par exemple).

PROBLEME DE l'alimentation
A moyen terme prendre l'option de plugger l'objet sur tout téléphone portable. A court terme pour un proto utiliser la prise USB qui relie un smartphone à son alim.

PROBLEME DU ventilateur
A moyen terme permettre d'utiliser tout type de ventilateur de PC et si possible convertir le circuit en 24V pour économiser de l'énergie. A court terme pour un proto récupérer un ventilateur d'un PC et monter un circuit en 12V

PROBLEME DU PILOTAGE VENTILATEUR ET LED
Utiliser la plateforme de programmation de Orange (contacts en cours) open source qui permet l'interoperabilité par SMS. SENSONET et SENSONET

  • 3.1.2 Niveau atteint pour chaque critère d’appréciation de cette fonction et modalités de contrôle
  • 3.1.3 Part du prix attribué à chaque fonction
  • 3.2 Pour l’ensemble du produit
  • 3.2.1 Prix de la réalisation de la version de base
  • 3.2.2 Options et variantes proposées non retenues au cahier des charges
  • 3.2.3 Mesures prises pour respecter les contraintes et leurs conséquences économiques
  • 3.2.4 Outils d’installation, de maintenance … à prévoir
  • 3.2.5 Décomposition en modules, sous-ensembles
  • 3.2.6 Prévisions de fiabilité
  • 3.2.7 Perspectives d’évolution technologique

La connaissance des moustiques est un domaine en cours de structuration, qui sera certainement relancé si cet objet a l'impact et la diffusion visés. La recherche sur le moustique peut amener à faire évoluer l'objet (lumière et ventilateur) et à proposer des éléments complémentaires. Aussi dans la conception on peut sans doute intégrer un port et un système de pilotage (bluetooth, USB, NFC, le téléphone lui même etc...) permettant de coordonner l'objet avec des accessoirs. A ce stade on ne sait pas ce qui sera pertinent pour augmenter l'utilité mais on peut citer : mesurer l'impact sur la purification de l'air (impact sur la charge en COV), ajouter des LED de différentes qualité.
La réalisation d'une version Pro, pour les hopitaux ou les lieux publics.
La réalisation d'une version Premium pour les clients du Nord. Travail sur le design, l'autonomie, la connection avec un smartphone. Cette version peut permettre de financer la diffusion de la version Low Cost.

Prototypage

Esquisses

Utilisation de bouteilles de coca en plastique

L'idée est de mettre à profit le standard que représente cette matière de récupération, transparent, facile à couper et emboucher pour positionner et repositionner les parties. Il faut aussi considérer que l'objet contenant en surface du TiO2 est un objet de la vie courante qu'on remplacerà régulièrement. On pourrait même mettre des M&Ms blancs ça marcherait sans doute.Schema3.jpg

Idée d'alimenter la lampe et le ventilateur avec un téléphone mobile connecté en USB pour permettre un accès universel.
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Prototypes créés lors du ‪ProtoHackathon : Marathon de prototypage accéléré

Mieux comprendre le projet

L’origine du projet et son histoire

Les étapes marquantes, les détournements et évolutions du projet initial

Les freins, les problèmes non résolus, les défis

Le défi principal est la faisabilité locale. Et en découle une liste de problèmes à résoudre.

  • L'alimentation en électricité. Faut-il que l'objet dispose en annexe d'un système de génération d'énergie ou peut on supposer que là où il y a un téléphone mobile chargé ça fonctionne ?
    Si on opte pour la génération d'énergie, faut-il concevoir quelque chose qui se 'remonte à la main' (source d'energie musculaire) ou qui requiert un panneau photovoltaique ? Qu'est-ce qu'on remonte, une batterie ou une accumulation d'énergie (énergie potentielle, pression dans une bouteille)?
    Si on permet de recharger une batterie ça pourrait être celle d'un téléphone.
  • La fourniture de la lampe UV. Ce sont des composant peu chers mais difficiles à trouver dans le commerce. Il faut que le monteur les commande sur internet ou que ses fournisseurs habituels lui livre le produit. Il faut idéalement disposer de lampe UV à 253 nm (UV C)
  • La partie électronique qui coordonne le mouvement du ventilateur et la lampe. Est-ce possible de récupérer des circuits existants? Est-ce faisable de les fabriquer dans une usine spécialisée qui ensuite le redistribue ? Est-ce possible de donner des plans simples pour un montage local? Un téléphone peut il piloter ces deux éléments, par quel type d'interface ? Y-a-t-il des hub techniques standards permettant de pluger une LED UV et un ventilateur (deux éléments électriques) à un téléphone ?

Les éléments facilitateurs

Conditions de réutilisation

Exemples concrets

(témoignages et portraits de porteurs du projet, d’acteurs, d’usagers : ce qui avait été prévu, ce qui a été fait au final, pourquoi ?, « si c’était à refaire ? »,– en texte, en vidéo…)

Des ressources pour aller plus loin

Bibliographie : livres, lieux et sites pour aller plus loin

un site commercial sur le sujet mais qui rassemble pas mal de liens de valeur
L'histoire des pièges à moustique de Floride. Intéressant pour la partie piège en tissus
tout sur le TiO2

Pour ne pas rester seul

(personnes ayant de l’expérience et prêtes à la partager, y a-t-il un réseau sur ce projet ?)

Quelques ressources pratiques

(courriers préremplis, outils d’animation…)


Passer à l’échelle ?

(Y a-t-il d’autres projets complémentaires…?)



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