Principe physique - Notes de cours 1 PDF

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Choix des principes physiques : Dans cette étape du projet nous avons sélectionnés les principes physiques parmi ceux listé dans l’étape précédente (des modifications ont été apportées à nos principes après remarques du jury à la fin du 1er semestre), ci-dessous nous avons expliqués nos choix par différentes manières selon la fonction à accomplir.

Humidification : L’humidification des graines et leur germination est la fonction principale de notre produit, nous allons justifier le choix d’un principe à utiliser selon quelques critères résumés dans le tableau suivant, tel que :   

- : mauvais + : bon ++ : très bon

Consommation d’eau

Risques de moisissures

Coût

Trempage et rinçage

-

-

+

Brumisation

++

++

-

Capillarité

+

-

-

Nébulisation

+

-

-

Vaporisation

+

-

-

Remarques Méthode classique à améliorer pour notre germoir Régulation de la température, sans risque de moisissures Méthode naturelle et silencieuse / humidification progressive et filtres consommable Humidification rapide / génère du calcaire Diffusion saine et pas de consommable / consommation élevé et dangereux pour les enfants

Lumière : De manière générale la lumière du soleil suffit à la bonne germination des graines, mais on peut proposer des lampes spécialement conçu pour la culture des graines en accessoire optionnel, à noter qu’aucune qualité d’éclairage ne peut égaler les rayons du soleil qui ne sont malheureusement pas toujours au rendez-vous (PS : le coût de ces lampes varie de 15€ à 20€).

Aération : De la même sorte que pour l’éclairage, l’air ambiant suffit à la germination des graines, ce qui peut poser problème par contre est la poussière transporté sur les graines depuis le milieu extérieur, et dans ce cas nous opterons pour un filtre à air pour assurer la sante du consommateur.

Choix des solutions : Humidification : Par rapport au principe physique retenu précédemment qui est la brumisation on citera quelques solutions et procéderons à une étude comparative par élimination en soulignant les inconvénients qui nous empêche de les utiliser et les avantages de la solution retenue.

I-

Brumisateurs à électrodes immergés

En appliquant une tension aux électrodes métalliques immergés dans de l'eau du réservoir, celle-ci chauffe par effet Joule jusqu'à ébullition en produisant de la vapeur. La quantité de vapeur produite est proportionnelle au courant électrique qui à son tour est proportionnel au niveau de l'eau.

Inconvénients : Le principal inconvénient de cette solution est l’équipement nécessaire qui est inadapté à un germoir, tel que le courant électrique est mesuré par un transformateur ampérométrique : un contrôle du niveau de l'eau par le biais d’une électrovanne de remplissage et d’une pompe d'évacuation permet de moduler la production de vapeur, ce qui est trop complexe pour un germoir et qui ne rentre pas dans le budget du projet.

II-

Système à atomisation à air comprimé et eau

Le principe de fonctionnement des humidificateurs adiabatiques à air comprimé et eau consiste en l'utilisation d'air comprimé pour pulvériser l'eau en très fines gouttelettes. Celles-ci s'évaporent spontanément dans l'air en l'humidifiant et le refroidissant. En effet, l'évaporation se fait en "absorbant" la chaleur sensible de l'air qui, par conséquent, refroidit. Inconvénient : Cette solution comporte le même inconvénient que la précédente avec un équipement inadapté.

III-

Humidificateurs à résistances électriques

Les humidificateurs à résistances électriques immergées chauffent l'eau jusqu'à ébullition par transfert de la chaleur de l'élément chaud (résistance électrique) au liquide. Ils peuvent fonctionner avec de l'eau déminéralisée car ils n'utilisent pas la conductibilité électrique de l'eau. Inconvénients : Les résistances doivent toujours être entièrement immergés dans l'eau pour éviter qu'elles ne se surchauffent, ce qui nous oblige à mesurer en permanence le niveau de l’eau.

IV-

Brumisateurs à ultrasons

Un transducteur piézoélectrique immergé dans l'eau convertit l'énergie électrique appliquée en vibration mécanique à haute fréquence. L'eau, à cause de sa masse, ne peut suivre cette oscillation mécanique et crée une vague de compression et une autre de dépression, pendant laquelle l'eau passe par les trous en bouillant à basse température et pression en provoquant sur la superficie un brouillard très fin. Avantages : 

Très faible consommation d'électricité



Utilisation d'eau déminéralisée : assure l'élimination des problèmes dus aux bactéries et autres éléments contaminants.



Effet double : l'humidification, par effet adiabatique, réalise le refroidissement de l'air avec, par conséquent, la régulation de la température et évite l’usage d’un autre système pour assurer cette fonction.



Eau finement nébulisée : particules de quelques microns de diamètre que les graines peuvent facilement et rapidement absorber.

Conclusion : On a décidé choisir comme solution un brumisateur à ultrason en vue des avantages proposé et de l’équipement faible en coût mais néanmoins qui doit être développé pour être parfaitement adapté à notre germoir (pouvoir utiliser la solution avec un programmateur de cycle)....