Bretagne Transition / Etude et Proposition d'un panel de low-tech pour l'atelier Z

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-> lien vers le pad de l'atelier durant les Comices du Faire

Sommaire

Objectifs et jalon du projet

1) Proposer une série de principes low-tech avec des ordres de grandeurs de dimensionnement pour répondre aux besoins du Tiers-lieux Atelier Z lors de l'accueil de public, dans une démarche de durabilité (écologique, social, économique) et de pédagogie.

2) Proposer un dimensionnement technique plus précis de modules de conservation d'aliments pour un passage rapide au concret.

3) Proposer un retour d'expérience libre d'accès de la méthode employée pour réaliser cette proposition.

4) Realiser cette étude sur 6 jours avec un jalon de rendu pour le 3 juillet 2020, en vue d'un prototypage lors des Comices du Faire

Parties prenantes

1) Atelier Z: Tiers-lieux rural implanté à Nevez dans le finistère. Il définie le contexte de l'étude.

2) Bretagne Transition: Association engagée sur le sud-Finistère pour accompagner les acteurs du territoire en faveur d’une transition citoyenne durable et équitable. Il sont financeurs de l'étude.

3) Pierre-Alain Lévêque: co-fondateur du Low-tech Lab, réalise la proposition via le prisme technique/low-tech.

4) Xavier Moulin: Designer et professeur à l'EESAB, apporte l'oeil design dans cette étude pour anticiper le bon déroulé des projets qui suivront cette proposition.

Démarche utilisée

Nous pouvons définir la limite du contexte à ce que nous appelons l'écosystème de l'Atelier Z.

Nous pourrons aborder les ressources internes, les intrants qui seront nécessaires ainsi que les produits (ou déchets) qui en sortiront. Considérant l'usager du Tiers-lieux comme un élement de l'écosystème, l'intérêt de la proposition technique serait de chercher à minimiser les intrants de l'écosystème et la production de déchet de celui-ci, grâce à des solutions peu impactantes sur leur cycle de vie.

La proposition concerne un cadre technique et low-tech, elle n'est donc pas exhaustive. Elle peut servir de terreau pour engager une conception adaptée de chaque système, faisant intervenir différents prismes: design, ergonomie, social, architecture, paysagisme, ré-emploi de matériaux, etc.

1) Description du contexte de l'atelier Z et des caractéristiques des usagers du lieux

2) Description des besoins des usagers

3) A partir des besoins, déroulée d'une carte heuristique (brainstorming) des solutions possibles et les flux qu'elles impliquent (intrants et produits).

4) A partir des intrants et produits de 1er niveau nécessaires à chaque solution précedemment identifiée, réalisation d'une deuxième passe de brainstorming de solutions permettant l'apport des intrants de second niveau et étudier la possibilité d'utiliser les produits de 1er niveau comme ressources. Itération de l'exercice jusqu'à ce qu'il n'y est plus que des chaînes de solutions permettant la réponse au besoin de l'usager.

5) Dimensionnement technique grosse maille des solutions, intrants nécessaires et produits estimés

Contexte Atelier Z

Valeurs de l'Atelier Z

( à remplir par Atelier Z)

L'écosystème Atelier Z

Géographique et climatique

Cet écosystème est défini dans l'espace par la limite du terrain (environ 17000m² de prairie/bois) et de 2 batiments alloués à l'atelier: Un hangar et un atelier (soit environ 550m² de toiture). Cela implique un potentiel d'accès à de la biomasse locale.

Il a été fixé que l'écosystème Atelier Z était principalement utilisé sur la période printemps/été (période Mai-septembre)

L'écosystème Atelier Z est situé à Nevez, dans le sud finistère.

Sur la période Mai à Septembre, nous pouvons estimer 350mm de précipitation cumulée avec le mois de juillet le plus sec et environ 1000 heures d'ensoleillement.

Le lieu dispose d'une nappe phréatique.

Ressources et avantages

L'atelier Z dispose d'un espace important, aussi bien en terme de terrain que de batiments.

L'Atelier dispose d'un parc d'outils importants et variés

Le lieu est adaptable pour y penser différents types d'activités (bricolage, projection de film, etc)

Il est situé dans un cadre rural attrayant, proche de la mer.

Il dispose d'un bon potentiel solaire de part l'absence de gêne sur le trajet du rayonnement sur sa course Est / Sud.

Il dispose d'un fort potentiel biomasse de part le contexte rural et la surface de terrain disponible

Il dispose d'un fort potentiel eau de pluie de part des précipitations régulières et de la surface de toiture disponible pour la récupération. (350L cumulés par m² pour 550m² de toiture disponible)

Contraintes et inconvénients

La structure qui gère le tiers-lieux est aujourd'hui en quête d'un modèle économique pérenne

Le lieux est relativement loin d'une gare

De part leur état, certains batiments ne bénéficient pas de leur plein potentiel d'utilisation

Le lieux ne permet pas, pour le moment, un accueil d'usagers sur le long terme dans des conditions optimales (par exemple: bloc sanitaire peu attrayant, etc)

Les usagers

Deux types d'usagers ont été définis pour concrétiser la proposition.

Le Zdiste

Tout genre confondu, il vient en groupe d'une vingtaine dans l'écosystème Atelier Z, sur des sessions allant jusqu'à une dizaine de jour.

La tête dans le numérique, les mains à l'atelier, il vient pour vivre une expérience enrichissante et conviviale, qui fait sens pour lui, sur la thématique de la tansition.

Il est déjà plus ou moins engagé dans cette thématique et a envie de prendre part à la vie de l'écosystème.

Le Festivalier

Tout genre confondu, il vient à la journée, sur des week-end, lors d'évenements organisés sur le lieu. La jauge de festivaliers peut aller jusqu'à 300 par jour.

Il vient pour vivre une expérience conviviale, qui a du sens et s'ouvrir l'esprit sur les sujets de transition, qui ne font pas forcement partie de ses thématiques de prédilection. Il s'agit plus d'un consommateur du lieux et de ses activités qu'un acteur engagé dans son fonctionnement.

Besoins et solutions par type d'usager

Besoin de vivre une expérience qui a du sens /Zdiste/Festivalier

Besoin de se sentir faire parti de l'écosystème local

  • Appliquer la démarche 0 déchet lors du séjour
  • Appliquer la démarche Negawatt lors du séjour

Besoin de prendre conscience de ses consommations

  • Outils de mesure & tableau de bord simple des intrants et produits de l'écosystème
  • Installation de système low-tech à fort potentiel pédagogique

Besoin de faire par soi-même /Zdiste

  • Proposer une routine de gestion de l'écosystème

Besoin d'apprendre

  • Diffuser des films
    • Projecteur classique + enceinte + raspberry
      • Besoin d'éléctricité
    • Cinécyclo & Vélogénérateur
  • Médiathèque et contenue virtuel
    • Rayonnnage et serveur local
Exemple dimensionnement projection film

1200Wh nécessaire pour le son et la vidéo sur un film de 2h (cf bilan-elec)

Besoin de manger /Zdiste/Festivalier

Besoin d'avoir accès à de la nourriture saine

  • Plat de base équilibré, économique, simple à conserver et à préparer (inspiration plats traditionnels de nombreuses cultures)
  • Potager de légumes feuilles
    • Bon potentiel pédagogique
    • Besoin d'eau
  • Cueillette sauvage
    • Bon potentiel pédagogique
  • Jardinières à aromatiques
    • Bon potentiel pédagogique
    • Besoin d'eau
    • Besoin de compost
  • Partenariat pour récupération d'invendus de magasin locaux
    • Risque de production de déchets non-organiques
  • Approvisionnement auprès des producteurs locaux
  • Culture de champignon comestible (type pleurote)
    • Bon potentiel pédagogique
    • Besoin de matière carbonnée
    • Besoin d'eau
    • Besoin de chaleur pour stérilisation
    • Besoin de chaleur modéré pour croissance
  • Elevage de grillons comestibles
  • Poules et oeufs

Besoin d'avoir de l'eau potable en quantité suffisante (cf Besoin de boire)

Estimation besoin Zdiste

Pour 20 personnes, 60L/J d'eau potable sont nécessaires à la préparation des repas

Estimation besoin Festivalier

Pour 300 personnes, 900L/J d'eau potable sont nécessaires à la préparation des repas

Besoin de conserver des aliments sur des périodes d'une semaine /Zdiste

  • Concept de Garde-manger "semainier" avec différentes ambiances
    • Tiroirs à claies ajourées
    • Tiroirs opaques aérés
    • Bac + récupération quotidienne de glace pilée d'une poissonnerie locale
    • Mini réfrigérateur (optionnel)
  • Etagère + contenants vrac (type bocaux le parfait ou bidons étanches selon quantité)
  • Sechoir solaire
    • Bon potentiel pédagogique
Exemple de dimensionnement Zdiste: plat de base & garde-manger "semainier"
Plat de base 1 personne/3 repas/jour 20 personnes/3 repas / jour 20 personnes / 3 repas / 1 semaine
Semoule (ou autre) 180 g 3600 g 25,2 Kg
Fruit sec 90 g 1800 g 12,6 Kg
Oeuf 3 unité 60 unité 420 unité
Légume/légume feuille 390 g 7800 g 54,5 Kg
Fromage 60 g 1200 g 8,4 Kg
Fruit 3 unité 60 unité 420 unité

Garde-manger semainier: Des tiroirs ou caissettes adaptés sont dédiés au stockage de la quantité de chaque jour de la semaine. Ce qui garantie une bonne gestion des aliments.

Les tiroirs/caissettes sont prévus pour contenir 5 Kg de fruits et légumes. Empilables ou sur coulisses, elles font 500mm de profondeur, 150mm de hauteur, 400mm de largeur.

  • Proposition de Clément C. (Low-tech Lab) : partir sur la récupération des cagettes qui ont des dimensions normées. Les plateaux cagettes de largeur 30cm peuvent avoir des longueurs de 40 ou 50 cm avec des hauteurs différentes. Ce remploi permet de focaliser la construction du garde manger sur l'armature globale avec une moustiquaire. Des tous les 20cm permettent de supporter les cagettes et de s'adapter à différentes hauteurs. source : Groupement d’Emballages Fruits Rhône Alpes

L'ensemble des contenants est installé sur une zone propre, plate, à l'abris des insectes et rongeurs ou dans une étagère étanche aux nuisibles de part l'usage de moustiquaire ou grillage fin.

Un réfrigérateur consomme environ 360Wh par jour (cf bilan-elec)

Type d'aliment Nombre pour 1 journée Nombre pour 1 semaine
Tiroir à claies, ajouré (5Kg) Fruit, légume 3 21
Tiroir à claies, opaque (5kg) Féculent, Oignon.. 1 7
Bidon étanche (3L) Fruit sec, semoule,.. 2 14
Bac froid ou refrigérateur (50L) Fromage, bière...
Tiroir à oeufs (60 oeufs) oeuf 1 7

Besoin de préparer ses plats dans de bonnes conditions

  • Vélo smoothie
    • Bon potentiel ludique
  • Arrivée d'eau propre non potable + évier
    • Produit des eaux grises
  • Plan de travail propre
    • Produit des dechets organiques
Remarque

Dans le cas de l'usager festivalier, le besoin existe mais est à priori réalisé par un tiers impliqué dans l'organisation de l'évenement

Besoin de cuire/chauffer ses aliments

  • Si possible, repas crus
  • Jupes isolantes pour casseroles et marmites
  • Marmites norvégiennes
    • Convient pour cuisson et maintient au chaud de plat mijoté
  • Panel de fourneaux rockets stoves
    • Besoin de bois sec et bien coupés
    • Produit de la cendre
  • Four à pain/pizza
    • Besoin de bois sec et bien coupé à 20% d'humidité
  • Thermos à eau chaude
  • Zone de préparation et stockage de bois adapté
Estimation rocket stove et quantité de bois nécessaire /Zdiste

Un rocket stove de 2,5KW consomme environ 2Kg de bois sec à l'heure.

En estimation, la cuisson pour 20 personnes nécessite 2 fourneaux rocket stove de 2,5 KW pendant 30 minutes soit 2Kg de bois.

Cela représente 6Kg de bois à la journée et 42 Kg de bois sec pour une semaine.

D'un point de vu conception, on peut imaginer une zone fixe dediée à la cuisson avec par exemple deux rocket stove de 2,5KW, un four à pain et un petit rocket stove de 1KW pour le chauffage rapide de l'eau.

Estimation rocket stove et quantité de bois necessaire /Festivalier

On peut estimer l'usage de 4 fourneaux rocket stove de 2,5 KW utilisés pendant 2 heures pour 1 repas.

Pour midi et soir, cela représente environ 32Kg de bois sec à la journée.

D'un point de vu conception, on peut imaginer un usage ponctuel de ces fourneaux. Ils n'y a donc pas intérêt à les rendre fixe. On peut imaginer avoir un module remorque équipé de rocket stove, de marmites de cuisines collectives et option comme "plancha" ainsi qu'une zone de stock de bois. Ce module peut être mis à disposition d'autres évenements au cours de l'année.

Besoin de pouvoir consommer ses aliments dans de bonnes conditions

  • Plateau commun où tout le monde mange (Inspiration Sénégal)
  • Usage de feuille de Balisier/canna comme assiettes compostables
    • Produit des déchets organiques

Besoin de boire /Zdiste/Festivalier

Estimation de besoin /Zdiste

50L d'eau potable par jour sont nécessaires pour 20 personnes

Estimation de besoin /Festivalier

600L d'eau potable par jour sont nécessaires pour 300 personnes

Source d'eau
  • Eau du réseau
  • Eau du puits
  • Eau de pluie
Filtration grossière
Stockage
  • Cuve
    • Plastique opaque
    • Béton
  • Nappe phréatique
Exemple dimensionnement cuve /Zdiste

Il peut arriver, notamment l'été, qu'il ne pleuvent pas pendant 3 semaines, les cuves doivent pouvoir assurer l'ensemble de la consommation en eau du séjour des 20 personnes. Il faut donc estimer un stockage de minimum 15000L qui pourra être rempli en amont (par la pluie ou autre).

D'un point de vue de conception, il est possible d'imaginer une ou des cuves en béton. Il peut être intéressant de réfléchir au positionnement de ces cuves qui peuvent servir de murs pour d'autres usages mais aussi de masse thermique, soit fraiche soit chaude selon les besoins: L'eau est un liquide intéressant pour stocker des calories.

Exemple dimensionnement cuve / Festivaler

On peut estimer à 5000L d'eau nécessaire sur un weekend pour accueillir les festivaliers sans prise de douche. Il est possible d'imaginer des cuves mobiles en 1000L à dispatcher selon les besoins. Elles peuvent être mise à disposition d'autres évenements locaux au fil de l'année.

Mise en pression du circuit
  • Par différence de potentiel passive
    • Besoin d'une différence de potentiel
      • Différence de hauteur
      • Différence de pression (masse ou pression appliquée sur le liquide)
    • Inconvénient potentiel de creation de structure
  • Pompes
Potabilisation
Stockage eau potable
  • Contenant type canari (inspiration sénégal / Inde)
  • Cuve inox fermée + robinet
  • Cuve plastique fermée + robinet

Besoin de sommeil /Zdiste

Besoin de se reposer dans des conditions confortables

  • Zone de camping confortable abritée des aleas climatiques
  • Zone de sieste au calme abritée des intempéries

Besoin de dormir dans des conditions confortables

  • Zone de camping confortable abritée des aleas climatiques
  • Dortoirs

Besoin de faire ses besoins dans de bonnes conditions sanitaires /Zdiste/Festivalier

  • Cabine de toilette sèche confortable
    • Besoin de sciure
    • Besoin de produits d'entretien
    • Produit des dechets organiques
  • Urinoirs bottes de pailles
Exemple dimensionnement toilettes sèches /Zdiste

2 cabines de toilettes sèches et une zone urinoir pouvant accueillir 4 personnes sont nécessaires. On peut imaginer des toilettes fixes, dans une zone sanitaire à proximité des cuves d'eau et douche. L'avantage de localiser au maximum les zones d'eau est de limiter les canalisations et les pertes thermiques pour les douches ainsi que de concentrer les potentiels problèmes de fuites à un seul endroit.

Prevoir 2 seaux de 15L à vider/nettoyer tous les jours

Exemple dimensionnement toilettes sèches /Zdiste/Festivalier

5 cabines de toilettes sèches et zone urinoir pouvant accueillir 5 personnes sont nécessaires. On peut imaginer des cabines mobiles qui peuvent être mises à disposition d'autres évenements au cours de l'année. A la différence du Zdiste, le festivalier ne participe à priori pas, à la vidange. Pour faciliter le travail d'un membre de l'organisation, il est intéressant de penser un contenant facilement déplaçable, type brouette ou concept de remorque à vélo spécial "compost".

Besoin de gérer son hygiène /Zdiste/Festivalier

Besoin de gérer ses menstruations dans de bonnes conditions sanitaires

  • Cabine de toilette
  • Cabine de douche
  • Poubelles à déchets non-organiques

Besoin de se laver le corps régulièrement /Zdiste

  • Cabine + bassine et gants
    • Inconvénient de confort minimal
  • Bonus bain nordique + sauna
    • Besoin de bois sec
    • Besoin eau propre non-potable
    • Fort potentiel confort
  • Cabine de douche
    • produit des eaux grises
    • Besoin de produits d'entretien
Creation d'eau chaude
Distribution d'eau chaude
  • Par différence de potentiel
    • Différence de hauteur entre cumulus et cabine de douche
    • Différence de pression (application d'une masse ou pression sur l'eau chaude)
Exemple dimensionnement systèmes douches /Zdiste

500L d'eau propre non-potable sont nécessaires pour une douche efficace (20L) par jour pour l'ensemble du groupe. Il peut être intéressant de limiter chaque douche à 20L et de l'assumer par un aspect "jeu".

Chauffer cette eau avec le soleil nécessite 6m² de capteur solaire pour porter ces 500L à 37°C.

Le stockage de l'eau chaude doit dans l'idéal être réalisé dans un unique cumulus très bien isolé pour limiter les pertes de chaleur.

Une consommation électrique de 500Wh par jour est a considérer pour le circulateur.

Besoin de se laver les mains régulièrement

  • Robinet à eau propre non potable + évier
    • Produit des eaux grises
  • Canacla (inspiration Sénégal)
    • Avantage d'une division par 15 du volume d'eau nécessaire par lavage de main
  • Savon DIY
Exemple dimensionnement robinet classique /Zdiste/Festivalier

80L d'eau propre non-potable necessaire pour 20 Zdiste sur une journée,

600L par jour pour les festivaliers

Exemple dimensionnement Canacla /Zdiste/Festivalier

6L d'eau propre-non potable nécessaire pour 20 personnes sur une journée

40L par jour pour les festivaliers

Besoin de laver les dents régulièrement /Zdiste

  • Dentifrice DIY
  • Besoin d'eau propre non potable
  • produit des eaux grises
Exemple dimensionnement eau lavage de dent

250mL d'eau propre par personne donc 5L par jour pour 20 personnes

Besoin de laver ses vêtements régulièrement /Zdiste

  • Machine à laver à pédale
    • Besoin d'eau propre non-potable
    • Produit des eaux grises
  • Besoin d'eau chaude (cf création d'eau chaude)
  • Lessive DIY
  • Zone de séchage abritée des intempéries
Exemple dimensionnement consommation machine à laver récente /Zdiste

4 tournées de 5 Kg sur 10 jours afin que chacun puisse laver une fois ses vetêments, soit 320L d'eau chaude.

Un cumulus de 100L, bien isolé, utilisé ponctuellement, raccordé à 2m² de capteur solaire est nécessaire pour le chauffage de l'eau à 60°C sur une journée.

Besoin de se deplacer /Zdiste/Festivalier

  • Parc de vélo disponible
  • Véhicule partagé

Besoin de convivialité /Zdiste/Festivalier

  • Tireuse à bière
    • Refroidissement par récupération de glace pilé d'une poissonnerie locale

Besoin d'accéder au réseau virtuel /Zdiste

Besoin de recharger téléphone et ordinateur

Estimation besoin

1500Wh par jour sont necessaires pour assurer une charge du téléphone et du PC pour l'ensemble des 20 membres (cf Bilan-elec)

  • Pédalier générateur en matériel de seconde main
    • Bon potentiel pédagogique
    • A noter qu'une personne qui pédale génère environ 50W de puissance instantanée (soit 1000Wh d'énergie si chacun pédale 1h)
  • Unité solaire autonome en matériel de seconde main
    • Bon potentiel pédagogique

Besoin d'accéder à la wifi

Estimation besoin

200Wh par jour sont necessaires pour 12h de box wifi (cf bilan-elec)

  • Unité solaire autonome en matériel de seconde main
    • Bon potentiel pédagogique

Besoin d'alimenter le hardware informatique

Estimation besoin

120Wh par jour sont necessaire pour faire alimenter un petit serveur sur 12h (cf bilan-elec)

  • Unité solaire autonome en matériel de seconde main
    • Bon potentiel pédagogique

Besoin d'y voir même lorsqu'il fait nuit /Zdiste/Festivalier

  • Jeu de lampes solaires (cf bilan-elec)

Besoin de bricoler /Zdiste

Besoin d'utiliser des outils électriques

Estimation besoin

Plus compliqué à estimé, 6000Wh par jour sont environs necessaires pour l'alimentation des outils électriques (cf bilan-elec)

Il est possible de poser une limite maximum de puissance disponible à instant T, par exemple 3000W. Ce qui évite l'usage de trop gros matériel de production électrique.

  • Groupe électrogène diesel adapté huile de friture usagée + station de filtration
    • Bon potentiel pédagogique de voir d'où vient l'énergie
    • Inconvénient d'émission de CO2
    • Besoin d'huile usagée
  • Groupe électrogène essence couplé à gazogène
    • Bon potentiel pédagogique de voir d'où vient l'énergie
    • Inconvénient d'émission de CO2
    • Besoin de biomasse seche broyée

Besoin de recharger de l'electroportatif

Estimation besoin

1000Wh par jour sont necessaire pour recharger 4 batteries d'outils électroportatifs

  • Unité solaire autonome en matériel de seconde main
    • Bon potentiel pédagogique

Besoin d'accéder à de l'eau propre non-potable (cf besoin de boire)

Informations et solutions complémentaires pour répondre aux intrants necessaires et aux produits /Zdiste/Festivalier

Besoin total en eau

  • Zdiste/ Environ 1000L par jour dont 110L potable
  • Festivalier / Environ 2500L par jour dont 1500L potable

Besoin total en électricité

  • Zdiste/ Environ 10000Wh par jour et par exemple une capacité maximum de 3000W instantané
  • Festivalier / Environ 5000Wh par jour
  • Exemple dimensionnement: centrale solaire autonome seconde main: 600W crête de panneau + parc batterie de 5000Wh

Hygiène et entretien

  • Concept de "meuble d'apothicaire"
    • Pour le stockage des matières premières et la fabrication de tous les produits d'entretien et d'hygiène (dentifrice, déodorant, lessive, etc)
  • Partenariat avec une scierie locale
    • Pour fournir la sciure nécessaire aux toilettes seches

Energie

  • La zone forestière bois-énergie, pour produire durablement la biomasse nécessaire au fonctionnement des différentes low-tech
    • Bon potentiel pédagogique et biodiversité
  • Partenariat avec une scierie locale

Gestion des produits

  • Phytoépuration pour la gestion des eaux grises de tous les systèmes (aucune eau noire de produite)
    • Dimensionné pour traiter au maximum 900L journalier pour les Zdistes et jusqu'à 1500L par jour sur un week-end pour les festivaliers
  • Composteur compartimenté, 3 x 1m3
    • pour la gestion différenciée des dechets organiques humain et issu des low-tech
  • Elevage de mouches soldats noires
    • pour la reduction rapide des dechets organiques humain et issu des low-tech
    • Comme alimentation pour les poules
  • Poubelles de tri
    • Pour les déchets non-organiques

Références

La majorité des solutions et propositions de dimensionnement sont issus:

- du wiki du Low-tech Lab

- Du rapport du projet Habitat Low-tech

Les liens sur des mots sont soit des tutos soit de l'inspiration soit de l'information complémentaire Fichier:Bilan-elec.xlsx