Construction d'un FabLab transportable

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Image de CAO à un stade avancé de la conception

Cet article relate la construction d'un FabLab transportable mené par une équipe projet de l'École des Mines de Saint-Étienne pendant la première moitié de l'année 2014.

Il donne les clés pour comprendre d'où vient le projet et comment il a été mené.
Le lecteur intéressé par la réalisation d'un projet similaire s'intéressera tout particulièrement à la section "critique du projet" pour ne pas perpétuer les erreurs commises lors de cette construction.


Contexte du projet

On peut au premier abord s'étonner de l'ambition d'un tel projet. Un FabLab est un lieu en soit. Un lieu qui propose à la fois une multitude d'offres matérielles (les différentes machines et autres ressources nécessaires au prototypage de produits) mais aussi des ressources humaines (les coworkers, le concierge).
Si l'aspect humain est assuré par la ou les personnes qui transportent le FabLab transportable, l'aspect matériel représente le premier enjeu d'une telle réalisation.

Un FabLab est avant tout un lieu. Ici le local d'OpenFactorySainté

Besoin initial

Le projet a été initié par Yoann Duriaux qui, après avoir lancé la réflexion autour d'OpenFactory Sainté, souhaitait créer des tiers-lieux éphémères sous le thème d'un RepairCafé par exemple.
L'idée consistait donc à pouvoir créer un événement de quartier en extérieur et venir à la rencontre des habitants en leur proposant un service (la réparation d'objets) et un échange sur les tiers-lieux.

C'est notamment dans cette dernière approche qu'il se rapproche d'une problématique façon DiscoSoupe Mobile.

Intérêts pour les concierges

Un tel projet permet au concierge :

  • d'augmenter sa liste de contacts et de compétences. C'est en effet une initiative qui nécessite de multiples approches : makers, geeks, éventuellement designers, bricolos, etc.
  • de concentrer la communauté autour d'une problématique intéressante et utile pour le tiers-lieux. Ce travail favorise donc les échanges dans le tiers-lieu.
  • d'ouvrir de nouvelles possibilités événementielles en proposant un atelier de fabrication prêt à être utilisé n'importe où.

Intérêts pour les bricolos

Les bricolos pourront :

  • Mettre leur créativité au service d'une problématique non triviale : comment transporter un lieu ?
  • Construire l'objet qui s'en suit
Exemple d'un atelier de bricolage mobile mais non transportable (il ne tient pas dans le coffre d'une voiture standard)
  • Travailler à plusieurs, briques par briques, à l'élaboration de l'objet (voir la section modularité pour davantage de détails).

Intérêts pour les designers

  • Transformer les idées des bricolos pour penser un objet davantage esthétique permettant de faciliter le contact avec les habitants lors d'évenements en extérieur.

Cahier des charges

Étant donné la problématique du projet, le cahier des charges a été dressé comme suit :

  • Conception et construction d'une structure transportable. Une structure est désignée comme transportable si :
    • Elle comporte des roulettes ou autre système d'asistance de mise en mouvement
    • Elle peut être transportée dans le coffre d'une voiture standard
  • La structure comprendra les outils classiques que l'on retrouve dans un FabLab
    • Une imprimante 3D
    • Une "boîte à outils" : tournevis, clés, pinces, petite perceuse etc.
    • Éventuellement : les outils de l'électronicien : câbles, pinces crocodiles, troisième main, fer à souder etc.
  • La structure présentera un accès facilité à l'ensemble de ces outils
  • La structure comprendra une table pour pouvoir travailler, comme dans un FabLab classique

Étapes de la réalisation

Conception

La première étape de la réalisation est celle de la conception. Elle s'est déroulée de janvier à mai 2014.

Préambule

Il est important d'avoir en tête que, lorsque l'équipe a commencé la phase de conception, elle avait tendance à mettre de côté la phase de construction. Elle voulait proposer un modèle idéal de FabLab transportable, quitte à devoir le modifier par la suite, pour le rendre plus facile à construire.
Aussi, l'équipe ne disposant d'aucun moyens matériels, elle s'est fixée comme seule contrainte de construction le matériaux avec lequel serait construit la structure : un bois contre-plaqué (comme le triply).

Il sera détaillé comment ces contraintes ont rendu la réalisation plus difficile. Il est ainsi vivement recommandé de lire la rubrique "critique du projet" où se trouvent des suggestions pour s'affranchir de ces complications.

Concepts fondamentaux

L'idée retenue du FabLab transportable repose sur un certain nombre de concepts clés qui sont intéressants de par leur originalité ou leur difficulté de construction. Ils sont présentés ci-après.

Comparaison de l'encombrement d'une servante classique (78cm de hauteur) et d'une imprimante 3D. Les deux réunis prennent énormément de place.
Modularité

C'est probablement le concept le plus important. Chaque fonction réalisée par notre FabLab doit être associée à un module qui lui correspond.

Problème

Le cahier des charges suppose que le FabLab créé contienne un bon nombre d'outils. Leur nombre et leurs dimensions rendent vaines toutes tentatives de construire une structure d'un seul bloc. Comme seule preuve, on prendra l'exemple d'une imprimante 3D type MakerBot Replicator dont l'emcombrement correspond à la moitié d'une boîte à outils sur roulettes classique. Si à cela il faut y ajouter une table, on imagine aisément les difficultés à faire entre la structure dans un coffre de voiture...


Première esquisse du concept de modularité (janvier 2014). On retrouve l'idée des modules. Le système de fixation et les cotes ne sont pas encore définies.
Solution apportée

Au lieu de faire une structure d'un seul bloc, on propose la réalisation de plusieurs mini-structures qui s'emboîtent les unes dans les autres . Chaque mini-structure réalise une fonction bien particulière (voir les exemples ci-après). En assemblant toutes les mini-structures, on forme ce qui est le FabLab transportable.
Les mini-structures seront désignées par la suite comme des modules. Ils sont présentés dans la section dédiée : présentation des différents modules.

Avantages

Ils sont nombreux :

  • Le transport en voiture est possible. Il suffit de détacher les modules les uns des autres et de les agencer dans le coffre comme bon nous semble. Si malgré tout l'encombrement est trop important, rien n'empêche d'utiliser une autre voiture pour réaliser le transport.
  • On peut agencer les fonctions du FabLab transportable comme il nous plaît. En effet, comme chaque module présente une fonction spécifique, et que tout module s'emboîte l'un dans l'autre, on peut décider de placer telle fonction plutôt en bas, ou plutôt en haut de la structure.
  • Comme annoncé dans la section "intérêts pour les bricolos", il est possible de construire le FabLab par morceaux. Plusieurs personnes peuvent oeuvrer à sa construction sans forcément travailler ensemble stricto sensu. L'idée est ici d'autant plus intéressante qu'elle reprend une philosophie open source : un code initial est présenté (ici le système de fixation) et chacun peut, à loisir, y ajouter du contenu (ici les modules). En ce sens, le concept de FabLab transportable tel qu'il est présenté offre des possibilités d'adaptation aux besoins de l'usager remarquables.
Inconvénients

Voir la section "critique du projet" sur la conception.

Système de fixation
Présentation des différents modules

Les modules présentés ici sont ceux qui ont été pensés comme essentiels à la réalisation d'un FabLab transportable "complet". Comme il a été déjà mentionné, il est tout à fait possible et même recommandé de créer ses propres modules.

Le Cube : emplacement pour imprimante 3D
Le module de Cube en CAO (dernière version de conception)

Fonction

Il s'agit d'un cube ouvert (seule les arrêtes du cube sont contraintes) visant à abriter une imprimante 3D. Les dimensions indiquées dans le plan ont été choisies de telle sorte à ce que le Cube puisse abriter une imprimante 3D de type Rep Rap.
Le fait que le Cube soit ouvert vient de deux raisons : la première est fonctionnelle. En effet, l'impression 3D demande encore une interaction forte avec l'utilisateur : débobiner les fils de plastique à l'arrière de l'imprimante, vérifier que l'impression s'effectue correctement etc. Un emplacement ouvert et accessible facilite ces manipulations. La deuxième raison est davantage esthétique puisque, à un stade précoce du projet, il a été pensé que les parois du Cube seraient faîtes en plexiglass. Par la suite, nous avons décidé de faire du bois contreplaqué notre seul matériau. Le verre a alors été abandonné au profit du vide.

Plans

La toolbox : la boîte à outils

Fonction

Ce module est composé de trois tiroirs qui servent à stocker les différents outils du FabLab.

Outils classiques Électronique Accessoires Mesures Utiles
  • marteaux
  • tournevis plats et cruciformes
  • clés plates
  • scie(s)
  • perceuse et forets
  • cutter
  • clés Allen
  • étau
  • dremel


  • pince multiprise
  • pince coupante
  • pince à dénuder
  • pinces crocos
  • fer à souder
  • multimètre
  • troisième main
  • clous
  • vis
  • crochets
  • boulons
  • écrous
  • joints
  • chevilles
  • rivets
  • mètre
  • niveau
  • équerre, règle
  • paire de ciseaux
  • papier/crayons
  • papier de verre
  • scotch
  • colle, glu

Les dimensions laissent avantageusement la possibilité d'emporter un grand nombre d'outils.

Plans

Le pied

Fonction

Ce module se résume à une planche à roulette. Il possède cependant le système de fixation qui lui permet de s'emboîter avec les autres modules.

Plans

La table

Fonction

Ce module est un socle pouvant recevoir une table afin que l'utilisateur puisse avoir un support de travail.

Fonctionnement, mise en oeuvre

  • Système d'encastrement
  • Système de pied ajustable
  • Stockage
La table se range sur le module toolbox


Plans

Validation du concept : création d'une maquette

Intérêt de la maquette

Valider rapidement le bien fondé de notre concept, obtenir enfin quelque chose de concret et obtenir des informations sur d'éventuelles modifications à apporter (les dimensions par exemple).

Réalisation

La maquette a été réalisée avec du carton récupéré dans les poubelles de l'école des Mines. Les outils utilisés lors de sa réalisation sont des cutters, un pistolet à colle et un peu de fil de fer.

Dessin des plans sur un logiciel de CAO

à mettre

Construction

Le Fablab transportable basé sur ces plans n'a pas été réalisé du fait de sa complexité et du retard accumulé.

Les pistes d'amélioration

  • idées de nouveaux modules, notamment pour l'électronique
  • système de fixation de l'imprimante dans le Cube et système pour amortir les vibrations lorsque l'on tire un tiroir ou que l'on travaille sur la table

Critique du projet

Sur la gestion du calendrier

La partie conception s'est avérée plus longue que ce qui était prévue, principalement pour pouvoir régler les problèmes de fixation entre les différents modules et de dépendances entre chacun d'eux.

Sur la conception

  • trop porté sur le "théorique" alors qu'on aurait pu penser concret : matériau de récupération (à ACCUMULER dès le début du projet. Prendre sans vraiment réfléchir à quoi ça pourrait servir. Puis seulement après, voir les utilisations possibles)
  • il était possible de créer un "système modulaire" mais avec des modules qui ne s'emboîtent pas forcément : un système donc bien plus simple par sa conception, chaque module pouvant être pensé séparément mais qui nécessite un moyen de transport adapté
  • avoir un module imprimante 3D et un module table ou un module toolbox en contact peut poser problème, même avec des dispositions adaptées car les imprimantes 3D ont tendance à être sensibles aux vibrations
  • peu de données sur les caractéristiques des matériaux utilisées, étude des contraintes impossible à mettre en œuvre

Sur la construction

Télécharger les plans

Module toolbox

Module cube

Pour recevoir l'imprimante 3D.

Module table

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