La vie en boucles

Électrovanne automatisée en aquaponie

Le système aquaponique expérimental TA-500 est doté d’une zone de modulation de la température. Cette dernière utilise le soleil pour le réchauffement en hiver et les radiations infrarouges passives vers le ciel clair pour le refroidissement en été. Et donc, elle ne consomme aucune énergie fossile ou électrique. Pour obtenir ce résultat, la circulation de l’eau dans la zone de modulation de la température dépend des conditions atmosphériques. La gestion manuelle de la vanne qui commande cette circulation devient vite astreignante. Ce qui rend le pilotage automatique par électrovanne quasi indispensable.

Rappel du contexte

Un airlift élévateur remonte l’eau sur une vingtaine de centimètres. L’écoulement de l’eau correspond à la hauteur de la lame d’eau dans le tuyau, lequel est à l’horizontal. Il y a donc une pression proche de zéro en sortie. Lorsque le tuyau principal est libre, l’eau choisit prioritairement ce circuit. Lorsque le tuyau est obturé, l’eau s’écoule alors par le second circuit. Une seule vanne laissant un passage de 40 mm de diamètre , suffit pour gérer la circulation de l’eau.

Choisir le type d’électrovanne adapté au contexte

Trois types d’électrovannes se partagent le marché:
– Les électrovannes à membranes sont les plus répandues. Elles nécessitent une pression minimale pour fonctionner. Elles sont donc inadaptées dans le cas présent.
– Les électrovannes à boisseau sont parfaites sous réserve que le diamètre de l’orifice de la boule pivotante soit de 40 mm. Pour cette dimension, l’électrovanne coûte entre 120 et 200 €. Soit entre le tiers et la moitié du coût total de l’installation! Trop cher.
– Les électrovannes à guillotine équipent principalement de grosses sorties d’eau. On ne trouve pas de modèle à 40 mm de diamètre.
Conclusion : la construction d’un prototype s’impose.

Une électrovanne à crémaillère auto construite

Une vanne à crémaillère plastique (10 €), un petit moteur pas à pas 12 V (18 €), un pilote de moteur A4988 (2 €) , un boitier étanche (10 €) une alimentation 12V (5€) permettent de construire l’électrovanne. Prix de revient total pour le matériel : 45 €. L’utilisation de la broche « enable » permet de couper l’alimentation du moteur en dehors des phases d’activation.

Electrovanne à guillotine 40 mm pilotée par arduino
Electrovanne à guillotine 40 mm pilotée par arduino

Un pilotage par arduino en fonction des sondes de température

Si la température de l’eau est inférieure à la température de consigne basse (10°) ou supérieure à la température de consigne haute (16°), une comparaison avec la température du capteur atmosphérique permet de fermer, ou pas, la vanne. Cette fermeture conditionnelle oriente la circulation de l’eau sur la zone de modulation de la température.

La sonde de température « atmosphérique » doit rendre compte à la fois de la température de l’air et du rayonnement radiatif passif:
– Une sonde non protégée est trop sensible au soleil et peu sensible au refroidissement radiatif passif
– Placée sous abri, c’est correcte pour la température de l’air , mais insensible au refroidissement radiatif passif.
– Insérée dans une boule noire, le résultat est correct pour le refroidissement radiatif passif mais exagère le réchauffement solaire
– Lorsque la sonde est placée sous une plaque d’aluminium, cela semble offrir un bon compromis pour une gestion unifiée du réchauffement et du refroidissement.

Manœuvre de fermeture et d’ouverture de l’électrovanne à guillotine

1 Comment

  1. PAul Abadie

    Excellente trouvaille cette vanne peu commune par son mode d’actionnement !
    Astreignant, c’est un petit mot, car une fois passé l’engouement de l’expérimentation, la répétition devient pénible.
    Bravo pour les critères d’activation, car le choix des conditions d’activation est crucial.
    Merci en core pour votre partage.
    Paul

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