TESTS TECHNIQUES
L'ensemble des expériences techniques et électroniques
MESURE DES PARAMÈTRES
CHOIX DE L'ENCEINTE
OPÉRATION : DIMINUER LE TAUX D'ÉTHYLÈNE
​​​​ Pour les tests techniques de phase 2, nous avons tenté de reproduire les conditions de conservation optimales pour les fruits et légumes. Notre but était de réguler différents paramètres dans une enceinte close, les paramètres retenus jusqu’à maintenant sont décrit dans le tableau ci-dessous :
Ces chiffres sont tirés de la documentation transmise par la CTIFL (Centre Technique Interprofessionnel des Fruits et Légumes) sur la conservation des F&L à court terme.
Dans un premier temps, nous tenons à valider les technologies retenues pour la régulation de ces paramètres.
Nous avons décidé de mener nos tests techniques sur une enceinte de petite taille par rapport au produit fini, afin de réduire les coûts lors de la validation des concepts techniques. La première étape était de construire cette boite, afin de limiter la déperdition en température notre choix s’est tourné sur une boite en mousse expansée après un test en polystyrène. Le module de test devait être capable de contenir quelques bananes. Les mesures intérieures ont été fixées à 14*25*10 cm (hauteur*largeur*profondeur).
Pour les tests, les paramètres doivent être suivis avec précision. Pour cela, nous nous sommes tournés vers la sonde DHT22 pour sa facilité de mise en œuvre et sa précision. La sonde est lue par un module Arduino lui-même branché à un PC. La sonde a les spécifications suivantes :
• Mesure de l’humidité relative de 0 à 100% avec une précision de ±2%
• Mesure de la température de -40°C à 80°C à avec une précision de ±0.5°C
Afin d’enregistrer les mesures, elles sont transmises à travers le port série de l’ordinateur afin d’enregistrer un point toutes les X secondes (X ajustable). Les données peuvent être aussi suivies en temps réel via l’afficheur LCD branché à l’arduino. Le schéma de branchement est le suivant :
Grâce à ce système, nous sommes en mesure de mesurer la température et l’hygrométrie à l’intérieur de l’enceinte.
En ce qui concerne la mesure d’éthylène, nous nous sommes heurtés à la difficulté de nous procurer des capteurs. Il existe plusieurs technologies embarquées, celle qui offrait le meilleur rapport précision (encombrement*cout) étais la technologie PID (PhotonIonization Detector). Celle-ci offrait une précision satisfaisante mais les coûts (proche de 100 euros tous les 4 mois car un remplacement de la lamp Argon s’impose) ne la rendais pas viable pour notre projet. Étant donné les contraintes sur la présence d’éthylène (cf tableau ci-dessus), nous avons pensé qu’un effort maximum pour absorber l’éthylène suffisais pour répondre à la demande, et ce sans mesure puisque nous tenterons d’atteindre une limite basse.
Pour baisser la température et valider le concept, nous avons utilisons un thermo-élément Peltier, c’est une pompe à chaleur fonctionnant sur le principe inverse du thermo-couple :
Afin de diffuser le froid dans l’enceinte et d’évacuer la chaleur hors de l’enceinte, on utilise des radiateurs et ventilateurs. Des videos de la mise en place du montage sont visionables sur notre site internet.
OPÉRATION : BAISSER LA TEMPÉRATURE
OPÉRATION : AUGMENTER L'HUMIDITÉ
Afin de valider le principe de fonctionnement, nous tenterons de prouver que la valeur minimale atteinte était inférieure à la valeur minimale que nous devons atteindre. Le premier test nous donnais une valeur limite de 19.3°C, après un découragement de courte durée nous avons vite compris (en jouant sur l’alimentation des ventilateurs et en constatant que la face chaude était enfaite bouillante) que cette limitation était dû au trop faible transfert de chaleur avec l’air. Nous avons donc dû augmenter la taille des dissipateurs thermiques. Les tests se sont faits itérativement afin de dimensionner les radiateurs, sous le schéma suivant :
Les différentes mesures ont donné les résultats suivants, à chaque fois avec des dissipateurs différents (plus gros).
Avec en abscisses les secondes et en ordonnées la température en Celsius.
Conclusion : A travers ces différents tests, nous avons mis en évidence les points de vigilance qui conditionnent la décente en température, a savoir l’isolation thermique de l’enceinte et le débit calorifique de la pompe à chaleur.
Dans notre cas, nous comptons utiliser un principe à charbon actif, on utiliserait le flux d’air brassé par notre ventilateur pour le faire passer au travers d’un filtre qui purifierait l’air et absorbe l’éthylène.
Pas encore mis en place par manque de temps, nous nous appuyons sur l’expertise du fabricant pour garantir son efficacité.
SCHÉMA DE MONTAGE
MONTAGE RÉEL
THERMO-ÉLÉMENT PELLETIER
VIDEO
Premier essai
Polystyrène
Second essai
Mousse expansée
Nous avons ensuite testé le
comportement en conditions réelles en ajoutant des clémentines dans l’enceinte, ci contre on observe une descente en température et l’ajout de clémentines (à env. 800 sec) l’ouverture de la porte entraine un pic d’humiditée relative, en quelques heures la température redescend à la température attendue.
DÉMONSTRATION PHASE 2 :
Nous avons procéder à quelques tests informels autour de l’augmentation de l’humiditée relative de l’enceinte, comme l’ajout de cotons imbibés d’eau dans les courants d’air de l’enceinte qui aaugentais effectivement l’humiditée. Nous nous impregnons petit à petit des notions physiques qui s’y ratache, à commencer par le digramme psychrométrique.
