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Tuto : Comment fabriquer un climatiseur solaire

Par I Publié le 1 Août 2018

Facile à fabriquer, ce climatiseur par évaporation produit de l'air frais à l'aide d'une simple pompe d'aquarium et d'un ventilateur. Couplé à un générateur solaire DIY, il le fait sans émettre de carbone ! Et se replie dans un seul seau pour le transport.


Inspiré du Burning Man, ce climatiseur par évaporation est alimenté par un petit générateur solaire et se replie dans un seul seau pour le transport. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Inspiré du Burning Man, ce climatiseur par évaporation est alimenté par un petit générateur solaire et se replie dans un seul seau pour le transport. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
L’été est là et il fait chaud. Très chaud. Environ 35°C  de la Grèce à la Scandinavie, où l'on a observé des records de température inédits au nord du cercle polaire. La faute au changement climatique ? Très probablement.
 
Mais bonne nouvelle : il est possible de se rafraichir sans pour autant émettre de dioxyde de carbone. Et le tout pour un petit budget, en utilisant des matériaux de récupération.
 
Dans ce tutoriel, nous allons fabriquer un climatiseur par évaporation, aussi appelé "swamp cooler " par les Américains. Une technique populaire de rafraichissement employée dans le sud des Etats-Unis ainsi que lors de festivals tels que le Burning Man.

Le principe ? L’air chaud de la pièce est aspiré dans un contenant à travers un tissu humide puis extrait par un ventilateur. L’évaporation de l’eau va, par un principe physique, faire baisser la température de l’air jusqu’à une dizaine de degrés pour les meilleurs évaporateurs.

Faute d'un thermomètre infra-rouge, nous n'avons pas pu mesurer la température à la sortie mais l'effet de fraicheur est indéniable et apprécié. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Faute d'un thermomètre infra-rouge, nous n'avons pas pu mesurer la température à la sortie mais l'effet de fraicheur est indéniable et apprécié. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Pour fabriquer une telle machine, il suffit d’avoir un récipient - comme un seau avec couvercle - plus un ventilateur et une pompe d’aquarium. Pour ce tutoriel, nous allons fabriquer un système en 12V afin de l’alimenter par un panneau solaire. Mais il est aussi possible d’utiliser un ventilateur et une pompe en 220V munis de prises secteurs conventionnelles. On obtient ainsi un système plus puissant, mais attention au risque électrique !

Nous allons donc réaliser également un petit générateur solaire avec une batterie, une régulateur de charge, une boite à fusibles, deux prises USB pour recharger des téléphones et deux prises 12V "allume-cigare" pour alimenter le climatiseur ainsi qu'une petite guirlande LED multicolore. On obtient ainsi un système autonome et zéro carbone, que nous avons testé pendant une semaine dans le désert catalan à l’occasion du Nowhere Festival, l’équivalent européen du Burning Man.
 

Première étape : rassembler les matériaux

De gauche à droite : fil de qualité solaire, batterie, boîte à fusible, seau du générateur et support en bois, prises 12V, régulateur de charge, fil électrique bicolore, seau de l'évaporateur, pompe, ventilateur, gaine d'aération. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
De gauche à droite : fil de qualité solaire, batterie, boîte à fusible, seau du générateur et support en bois, prises 12V, régulateur de charge, fil électrique bicolore, seau de l'évaporateur, pompe, ventilateur, gaine d'aération. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Pour réaliser ce projet, nous avons utilisé :

- Pour  l’évaporateur :
  • Un seau avec couvercle (ou tout autre récipient facile à découper)– 3€
  • Du grillage fin galvanisé – 8,5€
  • Du filtre pour hotte aspirante (ici en lin naturel) – 5€
  • Un ventilateur 12V/1,44W (de préférence avec un bon débit d’air, mesuré en RPM et une faible consommation électrique, en Watts) – 17€
  • Une pompe d’aquarium 12V/3W (avec elle-aussi une faible consommation) – 7€
  • Un tuyau en silicone avec un connecteur en « T » – 8€
  • Une prise mâle 12 volts – 7,5€
  • En option : un morceau de tube du diamètre du ventilateur, sur lequel on pourra brancher une gaine de ventilation – 5€
Total : 61€
 
- Pour la guirlande :
  • Une prise mâle 12 volts – 7,5€
  • Une guirlande LED RGB de 2m, 1A 12V –  9€
Total : 16,5€
 
- Pour le générateur solaire :
Un kit made in Holland contenant :
  • Un panneau photovoltaïque 20W
  • Un régulateur de charge PWM 5A
  • Une batterie AGM 12V/14Ah
  • Un câble électrique d'extérieur en 2x2,5mm²
Total : 124€
 
      Auquel on rajoute :
  • Un seau avec couvercle – 3€
  • Un module avec deux prises femelles 12V–11€
  • Un module avec deux prises USB et un indicateur de charge de la batterie – 21€
  • Du câble noir et rouge en 2x2,5mm2 pour les branchements intérieurs –10€
  • Un boitier de fusibles de bateau –16€
  • Une planchette en bois et deux équerres métalliques de récupération – 0€
Total : 61€
 
Grand total : 262,50€

Le prix total du projet s'élève à 262,50 euros. Un chiffre élevé mais bien moindre qu'il y a quelques années grâce à la baisse continue des prix du solaire. Il recouvre essentiellement celui du générateur dont les composants pourront être réutilisés dans d'autres projets comme l’alimentation d’une yourte ou d'un van. L'évaporateur, lui, n'a coûté que 61 euros.
 
On peut bricoler la même chose pour encore moins cher en récupérant par exemple le ventilateur sur une tour d’ordinateur, les fils électriques sur une chaine Hi-Fi et en achetant d'occasion le panneau et la batterie. Les batteries de voiture ne sont pas conseillées pour ce montage car elles ne sont pas conçues pour effectuer des cycles de décharge profonde et vont s'abimer très rapidement. Il faut leur préférer des modèles gel ou AGM.

Deuxième étape : assemblage de l’évaporateur

Adapté sur une perceuse, une scie à cloche permet de gagner beaucoup de temps. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Adapté sur une perceuse, une scie à cloche permet de gagner beaucoup de temps. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
On commence par découper une série d'ouvertures dans l'un des seaux à l’aide d’une scie à cloche, mais un cutter peut aussi faire l’affaire. Deux rangées de trous d'une dizaine de centimètres de diamètre sur les flancs du seau permettront à l'air d'y rentrer facilement. Un autre orifice de 120mm (le diamètre du ventilateur) dans le couvercle permettra d'extraire l'air humide. Un peu de ruban de masquage appliqué au préalable permet de faire des découpes sans bavure.

Pour l'alimentation en eau, on réalise une boucle avec le tube en silicone et le connecteur en "T".  Et on perce ce tube tous les centimètres de petits trous à l'aide d'une aiguille chauffée au briquet.
 

Détail du tube de silicone. La partie qui forme un cercle est percée tous les centimètres d'un trou d'aiguille. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Détail du tube de silicone. La partie qui forme un cercle est percée tous les centimètres d'un trou d'aiguille. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
À l’intérieur du seau, on place sur le pourtour intérieur le filtre de hotte aspirante et on le maintient en place à l’aide d’un tube de grillage. On place l'anneau du tube de silicone entre le grillage et le pourtour intérieur du seau, au dessus du filtre de hotte. Il faut ensuite ventouser la pompe au fond du seau et y insérer l'extrémité du tube. La pompe va ainsi remonter l’eau depuis le fond du seau et humidifier par le haut le filtre de hotte.
 
Le ventilateur est fixé en dessous de l'ouverture dans le couvercle du seau et maintenu par quatre vis. Nous avons fixé au pistolet à colle à l’extérieur un tube métallique de 120 mm, pour y rajouter une gaine de ventilation mais celle-ci s'est avérée inutile à l'usage. Une grille peut aussi être installée pour éviter que des doigts baladeurs ne touchent l’hélice.

Il faut enfin dénuder les fils du ventilateur et de la pompe, souder ensemble les fils positifs d’un côté, négatifs de l’autre et relier le tout à une prise mâle 12V.

Le filtre de hotte est maintenu en place par le rouleau de grillage. Une pompe remonte l'eau depuis le fond du seau et humidifie ce textile. Le ventilateur extrait l'air humide qui se refroidit par évaporation. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Le filtre de hotte est maintenu en place par le rouleau de grillage. Une pompe remonte l'eau depuis le fond du seau et humidifie ce textile. Le ventilateur extrait l'air humide qui se refroidit par évaporation. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Le climatiseur est presque prêt ! Il ne reste plus qu’à construire le générateur photovoltaïque pour l'alimenter. Si l'on souhaite utiliser une prise secteur et non l'énergie solaire, il suffit d’ajouter un adaptateur allume-cigare qui convertira le courant du 220V au 12V. Comme précisé plus haut, on peut également utiliser une pompe et un ventilateur plus puissants et fonctionnant directement en 220V mais attention à ne pas s’électrocuter !

Troisième étape : assemblage du générateur solaire

S'il vous manque un outil, c'est l'occasion de rendre visite au FabLab ou Makerspace le plus proche de chez vous. Merci à La Paillasse de nous avoir accueilli. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
S'il vous manque un outil, c'est l'occasion de rendre visite au FabLab ou Makerspace le plus proche de chez vous. Merci à La Paillasse de nous avoir accueilli. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Nous utilisons un deuxième seau pour contenir le circuit électrique du générateur et sa batterie. Il est possible d'utiliser n’importe quel contenant mais notre objectif est que tout le système évaporateur+générateur puisse se replier dans un seul seau pour le transport.
 
Il faut y percer quelques trous d’aération par sécurité au cas où la batterie produirait de l’hydrogène. Ainsi que des trous dans le couvercle pour y placer les prises USB, 12V et l'indicateur de charge.
 
A l’intérieur du seau, nous avons placé une planche verticale sur laquelle sont vissés le régulateur et la boite à fusibles. Deux équerres métalliques permettent de maintenir verticale cette planche grâce au poids de la batterie placée au fond du seau.
 

Détail de l'intérieur du générateur solaire. Le régulateur de charge et la boite à fusible sont vissés sur une planche, qui tient verticalement grâce à deux équerres et au poids conséquent de la batterie. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Détail de l'intérieur du générateur solaire. Le régulateur de charge et la boite à fusible sont vissés sur une planche, qui tient verticalement grâce à deux équerres et au poids conséquent de la batterie. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Le régulateur de charge est un petit boitier coutant environ 15 euros qui s’occupe de gérer la charge et décharge de la batterie et assure une protection contre les surtensions. Il est connecté au panneau solaire, à la batterie et aux prises USB et allume-cigares, en passant par la boîte à fusibles.

Détail du branchement électrique. Seuls trois fusibles sont connectés afin d'alimenter les trois prises. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Détail du branchement électrique. Seuls trois fusibles sont connectés afin d'alimenter les trois prises. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Astuce : Pour ne pas abîmer le régulateur, il faut toujours y connecter en premier la batterie puis le panneau solaire. Et pour le démontage, il faut d’abord déconnecter le panneau, puis la batterie.

Le générateur solaire et l'évaporateur. On aperçoit la guirlande LED ainsi que les différentes prises et l'indicateur de charge. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Le générateur solaire et l'évaporateur. On aperçoit la guirlande LED ainsi que les différentes prises et l'indicateur de charge. (Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
Le climatiseur solaire est désormais prêt ! On obtient une élégante solution "low-tech" pour se rafraîchir pendant les vacances et recharger son téléphone à l'énergie verte.

Testé durant une semaine dans le désert espagnol, le système produit bien de l'air frais, même si sa puissance limitée le réserve aux petits espaces. Ajouter des glaçons au fond du climatiseur est une bonne solution pour en augmenter l'effet !

La batterie du générateur solaire ne s'est jamais vidée malgré une utilisation continue des différentes prises électriques. Une version de plus grande capacité ainsi qu'un panneau plus large permettront peut-être l'an prochain d'alimenter une glacière et autres enceintes !

Bonus

(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
La guirlande multicolore a été très appréciée pour l'éclairage nocturne.

(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
N'oubliez pas de le nettoyer après usage...

(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)

(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)

Si la batterie pèse son poids, le tout est néanmoins très compact et facile à transporter !
(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)
(Crédit : Jean-Jacques Valette / We Demain)






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