Objectifs de Développement Durables concernés (ODD)
Faim « Zéro »
Travail décent et croissance économique
Lutte contre les changements climatiques
Défis Résilience des territoires ADEME (si applicable)
Alimentation et agriculture
Ilôts de chaleur
Gestion de l'eau et des sols
Objectifs pédagogiques
Cet atelier consiste à construire un potager hors-sol réalisé en bidons de 20 litres recyclés, arrosé à partir d'un système de sous-irrigation par exsudation avec des pots en terre cuite.
L'irrigation par exsudation avec des pots en terre cuite est l'une des plus anciennes méthodes d'irrigation adaptée aux périodes de sécheresse prolongée ou lorsque les ressources en eau sont limitées. Contrairement à l'irrigation de surface, qui facilite l'évaporation de l'eau dès le lever du soleil, la technique d'irrigation par exsudation avec des pots en terre cuite permet d'amener l'eau directement aux racines tout en ralentissant l'évaporation de l'eau dans le sol. Les pots en terre cuite sont disposés en série dans des bidons recyclés et sont remplis d'eau provenant d'un réservoir placé à un mètre de hauteur. Le réservoir est équipé d'un système d'alerte par SMS qui prévient lorsque le niveau d'eau est bas.
À la fin de cet atelier, les participants seront en mesure de construire leur propre système de culture hors-sol, irrigué à partir de pots en terre cuite afin de cultiver dans de petits espaces avec un minimum d'eau.
Soft skills
Savoir travailler en groupe et en coopération
Respecter des consignes et des plans précis de construction
Compétences techniques :
Découverte de la modélisation 3D
Découverte de l'impression 3D
Découverte de la programmation d'objet et de l'électronique : arduino, plaque pastillée de prototypage (veroboard), soudure, composants..
Notions environnementales
Economies d'eau
Agriculture hors-sol
Possibilité d'alertes automatiques
Connaissances botaniques et agricoles (irrigation par les racines...)
Sensibilisation aux ressources environnementales et à leur préservation
Important : Atis a réalisé à l'avance deux supports diaporamas pour les phases pédagogiques en groupe, l'un portant sur les notions environnementales et le principe d'irrigation, l'autre sur le prototypage du projet a proprement parler.
Il est préférable d'avoir tout sur place la veille et donc de l'acheminer à l'avance.
Prévoir du tuyau d'arrosage pour relier les pots en série.
Prévoir des gants pour ne pas se salir
Prévoir des cutters pour couper les bidons de plastique et les transformer en bacs de culture.
Pour l'impression 3D qui prend beaucoup de temps (systèmes de bouchons raccordés à l'irrigation en série) : venir avec les pièces pré-imprimées (les couvercles de pôts, et prévoir le temps qu'il faut) mais ramener une machine fonctionnelle ou en avoir une pour expliquer tout le processus autour de la modalisation et de l'impression 3D. Les raccords de tuyau sont petits et peuvent être imprimés dans la journée (ou un d'entre eux). Pour la partie électronique on aura besoin des composants, d'une carte arduino et d'un fer à souder -cf doc de fabrication en pied de page).
Ramener à l'avance des bacs de plastique pour fabriquer les bacs de culture.
Laver à l'avance les bidons de plastique pour prévenir tout risque de glisse lors de la coupe et de contamination (huile, essence...)
Acheter à l'avance des pots en terre cuite (non vernissée ou émaillée pour l'exsudation).
Disposer de tuyau d'arrosage avec de la longueur supplémentaire (en cas d'erreur à la coupe)
Disposer de 4 plantes par bidon : chaque pôt irriguera les racines des 4 plantes installées autour.
Local/Lieu
Prévoir 30 mcarrés pour une dizaine de participant(e)s.
Nécessité de disposer d'un local avec du 220V pour la partie électronique soudure et l'impression 3D.
Disposer si possible d'un vidéoprojecteur pour partager des contenus de l'ordinateur des superviseurs avec les participants à l'atelier.
Faire si possible l'assemblage final sur le lieu d'utilisation car une fois monté, le dispositif doit être partiellement redémonté pour être déplacé.
ÉquipePour une dizaine de participants le mieux est d'être deux superviseurs d'atelier.
Compétences nécessaires pour les pédagogues : programmation arduino et montages de base, modélisation et impression 3D, connaissance du principe du système à réaliser (irrigation hors sol par exsudation) rigueur dans la supervision de l'utilisation d'outils (fer à souder et cutters).
Normes/Sécurité
Attention il y a à la fois de l'électricité et de l'eau dans cet atelier : bien briefer les participants sur ce point et rester vigilants.
Utilisation d'un fer à souder : bien brancher et débrancher à l'usage, remiser à sa place dédiée, et ne pas utiliser dans autorisation ni supervision.
Consignes et supervision strictes lors de la phase de découpe des bidons de plastique.
Financement
Achat des matériaux peu couteux
Possibilité de récupération (bacs plastiques, tuyau d'arrosage, terre)
Achat de la partie électronique (arduino + board + composants) peu couteux.
Outillage possible à emprunter pour l'atelier.
Concernant l'imprimante 3D : l'emprunter ou la ramener sur place.
Eventuellement rémunération des superviseurs de l'atelier.
Ici le repas de midi est offert aux participants et donc intégré dans le budget de l'atelier.
Sélection des participants par profil en privilégiant mixité (nombre d'hommes et de femmes) et les personnes éloignées du secteur numérique. ATIS pratique la discrimination positive en choisissant d'assurer parité (femmes inscrites), et inclusion (profils débutants recherchés et sélectionnés, surtout si pratique de l'agriculture).
Accueil
Accueil dans le lieu de l'atelier de 9h-9h30 du matin.
10h presentation du lieu et de ses activités (idéal si l'atelier se tient dans un makerspace, fablab, ou lieu du faire où on a des projets réalisés)
Phase d'échanges questions/réponses avec les participants.
11h00 installation des participants et brief sur l'atelier proprement dit. Lancement de la phase de fabrication.
Consignes
Les consignes portent sur ce qui peut blesser durant l'atelier, ou salir l'espace de travail, afin de garantir la sécurité et de ne pas occasionner de perte de temps :
Attention à l'utilisation des cutters lors de la coupe des bidons
Porter des gants pour éviter les salissures, et ne pas mettre de terre partout lors du transfert dans les bacs de culture
Le fer à souder sera manipulé par les superviseurs, mais on doit s'assurer que personne ne va le brancher, le prendre, etc.
Préparation des Matériaux/Kits
Opérer un bon lavage de chaque bidon pour ne pas salir la terre, ou risquer de glisser lors de la coupe du bidon.
Ramener tout sur place la veille (sac de terre, bacs, pots etc)
On a donc sur place le jour J : de quoi réaliser le système physique (bidons, tuyau, pôts..), de quoi réaliser la partie électronique : plaques de prototypage, capteur, carte arduino, fer à souder..., de quoi expliquer la modélisation et l'impression 3D (video-projecteur, imprimante 3D, pièces pré-imprimées)
Pauses
Une seule pause dans la journée, obligatoire pour tous et toutes, la pause déjeuner (13h00-14h00).
Repas commun offert aux participant(e)s
Interdiction de toucher aux outils
Temps rapide de débriefing entre les deux superviseurs
Echange et réseautage entre les participants.
Fabrication/Assemblage
La fabrication se fait totalement le jour J hormis pour les pièces imprimées en 3D qui vont servir à raccorder les pôts au système d'irrigation en série, qui sont pré-imprimées à l'avance pour des raisons de temps (cela peut durer une journée d'impression 3D). On peut néammoins imprimer des pièces sur place pour démontrer.
Les points d'attention sont la protection des participants et du lieu lors phases de coupe des bidons et de garnissage avec la terre.
Etapes avec les participants
Matinée
9h00-9h30 : les participant(e)s arrivent.
9h30-10h30: visite du lieu, présentation du concept de Makerspace, pahse d'échanges questions/réponses.
10h30 : début de l'atelier en groupes
Installation des participants. Présentation d'un diaporama sur les enjeux de ressources et d'agriculture (utilisation d'un vidéo-projecteur ou d'un écran de TV connecté à l'ordinateur d'un(e)superviseur).
Présentation du projet et du principe de fonctionnement.
Questions/réponses.
11h00 : début de la phase de fabrication en groupes
Création de trois groupes de trois à quatre personne. On dispose d'un bidon "bac de culture" par groupe soit ici 3 bidons pour une dizaine de personnes. Chaque groupe va commencer la transformation des bidons en bacs de culture. Il s'agit d'une phase dangereuse (coupe du plastique au cutter) donc qu'on supervise avec beaucoup d'attention. Objectif : disposer de trois bacs de culture remplis de terre, d'un réservoir contenant l'eau perforé puis équipé d'un robinet, préparer la phase suivante d'intégration des pôts d'irrigation à relier entre eux avec le tuyau et le système de raccords.
- Déjeuner offert à tous et toutes
- Pause obligatoire (interdictoin d'utiliser les outils)
- Debriefing rapide entre les deux superviseur
- Réseautage entre les participants
Après-midi
14h00-15h00 : suite de la fabrication de chaque bac de culture et intégration des pôts en terre.
- Remplissage des bacs
- Intégration des pôts dans les bacs remplis de terre
- Intégration des plantes dans les bacs : 4 plants par bacs, autour de chaque pot
- Découverte des connecteurs imprimés en 3D et des couvercles de pots.
- Fixation étanche de ces couvercles sur les pôts à l'aide de gel silicône.
- Finalisation du réservoir (bidon avec orifice et robinet, raccordable au tuyau d'irrigation)
Comme le gel silicône met du temps à sécher, on va utiliser ce temps pour passer à la découverte de briques de fabrication numérique : modélisation/impression 3D et électronique.
15h00-16h00 : phase de découverte de la modélisation et de l'impression 3D
- Utilisation d'un vidéo-projecteur raccordé à un ordinateur
- Présentation d'un logiciel de modélisation 3D montrant les pièces réalisées, explication des principes de base
- Présentation de l'imprimante 3D, de son fonctionnement.
- Illustration concrète par le projet : les pièces disponibles ont été réalisées de cette manière.
16h00-17h00 : découverte de l'électronique programmable avec le système de suivi et d'alerte pour le niveau d'eau du réservoir. Réalisation de la partie électronique.
- Diaporama de vulgarisation et présentation des composants, notamment la carte électronique programmable arduino, et présentation du principe de fonctionnement dans le cadre du prototype : capteur/code source vidéoprojeté/bouclier GSM permettant d'envoyer automatique des SMS.
- On construit le prototype en permettant à tous de voir et de comprendre les différentes étapes, mais vu la contrainte de temps, les superviseurs réalisent les opérations, surtout à risque (soudure). Le prototypage va se faire en deux temps :
Prototypage de la partie matérielle avec des fils de prototypage sur plaque d'essai (pas de soudures), pour tester le fonctionnement entre la carte arduino, le capteur de niveau d'eau et le bouclier électronique GSM. Test du code source vidéo-projeté et explications de fonctionnement.
Fabrication du prototype final en recréant le circuit cette-fois sur une plaque pastillée (veroboard) avec des soudures définitives. Démonstration et principes de base de la soudure de composants à l'étain.
Une fois assemblé, le dispositif relie 3 bacs au réservoir, et comprend la partie électronique de contrôle et d'alerte. Il faut réaliser l'assemblage final là où la culture va être faite car il est difficile à transporter. Ici on a pas eu le temps de modéliser ou fabriquer un boîtier pour le système électronique, ce qui aurait pu se faire soit en amont, soit lors d'un atelier plus long.
Cette étape est toujours celle qui doit motiver tout le monde, et qui est la plus contrainte en temps.
Apporter les bacs sur la zone de culture.
Apporter le réservoir
Vérifier les orifices des pôts, raccorder le système d'arrosage
Installer le dispositif électronique de contrôle de niveau d'eau
L'alimenter électriquement en veillant à ce qu'il n'y aie aucun risque de contact ultérieur avec de l'eau
Rangement
Le rangement a été fait par les superviseurs car l'atelier a fini tard.
Dans le cas où vous disposez de deux jours, organisez un rangement coopératif pour impliquer et former les usagers à l'utilisation d'un atelier d'outillage partagé.
Photo de Groupe
Communication
Communication avec des photographies de l'atelier sur les réseaux sociaux des organisateurs (ATIS, Burkina) : posts sur LinkedIn et facebook avec l'utilisation du mot-clé #forgeCC.
Creation d'un groupe whatsApp pour relier les participants de l'atelier.
