Pliboo est le nom de code d'un des projets de conception et de fabrication de prototype de petites éoliennes libre Voosilla. Pliboo est piloté par le comité de management de projet CPO-Pliboo. Pliboo est développé sous licence CERN-OHL 1.2.

Ce document fourni des informations liées au processus de développement de Pliboo, notamment:

1. Tout d'abord, un résumé du projet, situé dans le début du document (voir section ci-dessous)
2. Puis des informations sur l'avancée du projet, resumeeen commençant par les informations les plus récentes, et en se terminant par les informations les moins récentes.

Le projet Voosilla souhaite développer des petites éoliennes libres de façon participative et ouverte. Après avoir réalisé plusieurs essais de prototypes dans les années 2011-2013, le projet Voosilla se relance en octobre 2014, dans la conception et la réalisation d'un prototype de démonstrateur technique complet. Ce projet de prototype reçoit le nom de code “Pliboo”.

Voosilla invite toutes celles et ceux qui aimeraient participer, à concevoir ou à réaliser, tout ou partie de ce prototype, sous licence CERN-OHL version 1.2 ou ultérieure. Pour y arriver, Voosilla se tourne notamment vers les Hacklabs qui agissent dans l'esprit initiateur du Chaos Computer Club de Berlin, du Libre et peut-être aussi, des concepts avancés par le projet FLOK society (concepts proches du projet Voosilla).

En résumé, Pliboo se conçoit et se fabrique en embarquant les caractéristiques suivantes :

• conçu et fabriqué sous licence CERN-OHL ou ultérieure.
• uniquement à des fins de laboratoire
• tester des techniques donnant des preuves de concept
• aéro-module interconnectables de 60x40cm
• amplificateur de vitesse de rotation
• génératrice électrique
• boîtier électronique de pilotage du système
• production d'électricité conforme délivrée directement dans une prise de courant connectée ou non
• alimentation éventuelle de stockage d'électricité
• alimentation d'un réseau radio sans fil de type MESH
• système de fabrication d'eau à partir de l'humidité de l'air
• techniques faciles déclinables sous divers matériaux
• assemblage facile sans besoin d'installateur, sans besoin d'avoir recourt à une personne masculine
• livrables dans des cartons plats
• utilisateurs finaux: les femmes en particulier

Idéalement, en septembre 2015, une première version fonctionnelle complète ou partielle, de Pliboo doit pouvoir être présentée au cours d'événements potentiels (tel que le festival D de Ping à Nantes).

La progression du projet Pliboo se matérialise par:

• des versions
• des rendus (livrables)
• des opérations de développement
• un document d'exigences utilisateurs (cahier des charges)
• et bien d'autres interactions

La progression de Pliboo se fait aussi bien (1) de façon désordonnée (“Bazard” - mélange de Hasard et de Bazar) de telle façon à insuffler la création libre et libérée à 360° et favoriser ainsi l'apparition de l'improbable, et (2) de façon normative de telle façon à proposer des versions et des rendus hautement fiables conformes aux règles de l'art. Façons désordonnées et façons normatives, se croisent et se recroisent, dans l'ordre ou dans le désordre, pour in fine, aboutir à une création hautement fiable passée au filtre normatif.

Les opérations de développement de Pliboo portent sur:

• les pales
• la génératrice
• le démultiplicateur de rotation
• les roulements
• le support
• les protections externes
• le boîtier électronique de pilotage du système
• l'émetteur récepteur de réseau sans fil
• le condensateur d'eau hygrométrique
• les liaisons entre ces éléments

Systèmes de modules de pales projetés d'être étudiés:

• savonius: 2 pales de savonius en forme de U (dP)
• turbine: x pales de portion de savonius (façon turbine de réacteur)
• godets: x rangs de 6 godets

Les modules doivent exploiter au mieux un volume cylindrique de H=600mm x Diam=400mm.

La Savonius a deux pales. Les 2 pales de savonius sont en forme de deux demi cylindres (dP) de 600mm de haut, de rayon 120mm, et un ratio S/D=0,2 (S= écart central entre les pales, et D= diamètre entre les extérieurs des pales) avec D=400mm.

Possibilités techniques étudiées

• Matériaux de la pale: matière souple pouvant être livrée plate puis cintrée facilement (tapis de lattes de bambous éclatés -sets de table, … ; bâches plastiques; tissus; etc …)
• Cintrage en U de la pale: arceaux (bambous, fil de fer, grillage)
• Maintient de la pale: tiges support (bambous, tuyaux PVC, …)

Accronyme attribué: VOILONIUS pour “VOILe de SavONIUS”

Versions développées

• Version publiée : néant
• Version candidate à la publication (release candidate):
  • feuille + tige PVC + grillage
• Version en développement :
• Version développées, non retenues :
  • bache + arceaux bambou

Version étudiée: une toile de bâche en plastique arquée avec des bambous

Pliboo utilise des roulements de skateboard (roller, etc …), ayant un axe de 8mm.

La petite génératrice Pliboo, doit entrer dans un cylindre de 200mm de rayon. Est espérée, une production d'électricité d'au moins 6 volts et si possible de 13 volts, pour un ampérage le plus important possible.

Piste techniques étudiées des formes aimant/bobines/champs magnétique:

• le sandwich bab: 12 aimants tournant en sandwich entre deux plateaux de 12 ou 13 bobines.
• le sandwich aba: 2 disques de 16 aimant, tournant face à un disque de 12 bobines stator
• la couronne: 12 aimants tournants face à 12 ou 13 bobines
• le point G: 1 aimant coincé dans un G métallique recouvert d'un bobine, une barre coupant le flux
• l’Oméga à mâchoire: 1 aimant dans un Oméga métallique à machoîres, faisant face à une roue dentée
• le CI: 1 aimant dans un C devant lequel passe une barre métallique en forme de “|”

Les caractéristiques des aimants utilisés sont les suivants:

Au fur et à mesure du développement, les fichiers qui servent de support ou de descriptifs, sont mis à disposition via des fichiers compressés. Toutefois merci de bien vouloir noter que les versions DEVDRAFT sont des versions d'essais non-finalisés, en cours de progression, non-fonctionnels.

• Génératrice Sandwich / Fichiers Dev-Draft-Brouillon: Brouillons à télécharger - dernière mise à jour
• Génératrice CI / Fichiers Dev-Draft-Brouillon: Brouillons à télécharger - dernière mise à jour

bab: bobines-aimants-bobines

12 aimants cylindriques (diamètre 25mm; épaisseur 03mm) de type S-25-03-N, de force N45 placés en force dans des cavités légèrement inférieures à 25mm, cavités percées dans un disque de 3mm d'épaisseur de rayon 90mm, cavités dont le centre se situe sur un cercle de rayon 70mm.

ABA: Aimants-Bobines-Aimants

Principe général: Deux disques de (na) aimants, tournent face à un disque de (nb) bobines en stator. Les bobines sont connectées en triphasé en (ns) lots de bobines en série, selon la technique série-étoile.

Nombre d'aimants et de bobines optimisé : n4A x n3B. Lorsque l'on choisi une génératrice ABA avec deux plateaux rotor ayant (n) fois 4 aimants chacun pour un plateau stator de (n) fois 3 bobines, cela permet d'avoir un triphasage optimisé ayant sur chaque phase (n) bobines.

16-12-16: 16 aimants - 12 bobines - 16 aimants

Principe général: Deux disques de 16 aimants, tournent face à un disque de 12 bobines en stator. Les bobines sont connectées en triphasé en 3 lots de 4 bobines en série, selon la technique série-étoile.

caractéristiques ABA 16-12-16

Principe: un plateau rotor formé d'une couronne de barres de fer verticales espacées entre chacune d'elles par un vide de la taille de leur largeur (36 barres de section 10x10mm espacées entre elles d'un vide de section 10x10mm, soit 36 vides, par exemple), tourne et chaque barre passe devant un dispositif stator en forme de “C”. Les barres passent devant l'ouverture du “C”. Le “C” est coupé au milieu de son creux (au milieu de la courbe du C) pour y recevoir un aimant (ou un lot d'aimants montés en parallèle) orienté Nord Sud dans le sens des extrémités du “C”. Une, ou plusieurs bobines, est(sont) bobinées autour du “C”: une bobine sur un bras; une bobine sur toute la longueur du “C”; une bobine sur chaque bras du “C”.

Axes de recherches: le principe de cette génératrice CI, implique que l'aimant de la pièce en C, exerce une force de freinage sur la rotation de l'éolienne. Cette force de freinage, est l'aspect négatif de ce système pour le prototype pliboo. En effet, pour une petite éolienne censée tourner dès le plus faible vent, toute force qui viendrait l'empêcher de tourner au moindre souffle d'air, est à éviter. Le réglage de l'entrefer, la force de l'aimant, le nombre de pièces en C, et le positionnement des pièce en C, sont les 4 paramètres clefs de cette solution de génératrice CI. En plus de la variation du diamètre du fil de cuivre et de la section de la bobine (qui inclus hauteur, largeur, épaisseur, forme, nombre de spires), les axes de recherche s'orientent donc vers ces 4 paramètres.

Paramètre 1/4: l'entrefer: Chaque barre de fer du rotor est attirée par la pièce en C aimantée. Plus l'entrefer est petit, plus la force de freinage est grande. Si l'entrefer est de zéro, la barre de fer en rotor est “collée/aimantée” à la pièce en C stator: le rotor ne peut plus bouger. À l'inverse, plus l'entrefer est grand, plus la force de freinage est faible. Par conséquence, plus l'entrefer est petit, plus le champ magnétique est fort et plus l'électricité produite sera puissante. Et vice versa.

Paramètre 2/4: force de l'aimant : Plus le champ magnétique est fort, plus l'électricité produite est puissante. Autrement dit, plus l'aimant est puissant, plus l'électricité produite sera puissante. Cependant, plus l'aimant est fort, plus la force de freinage exercée est forte.

Paramètre 3/4 : nombre de pièces en C : Pour que ce dispositif CI soit intéressant, comparé aux génératrices classiques ABA ou BAB, il faudrait qu'il soit capable de produire plus efficacement. Autrement, il faudrait qu'il utilise moins de matériaux. En général, les génératrices BAB ou ABA, sont calibrées au minimum avec 12 bobines et 12 aimants (ou 16 aimants), pour générer 12 (ou 16) cycles de 3 triphasés de 4 bobines par tour de rotation avec au minimum 12 bobines et 12 aimants. Pour un équivalent, 3 lots de 2 pièces en C reliées en série, soit 6 aimants et 12 bobines, généreraient 36 cycles de production avec la génératrice CI: plus de deux fois plus de cycles avec 2 fois moins d'aimants. Le paramètre “nombre de pièce en C”, est à faire varier, au minimum entre 1 et 6.

Paramètre 4/4: positionnement des pièces en C : Les pièces en C, attirent les barres de fer du stator. En positionnant les pièces en C avec un pas décalé l'une par rapport à l'autre vis à vis des barres de fer du stator, il est “possible” que cela réduise la force de freinage des aimants, en créant une sorte d'instabilité. Une première pièce en C est placée centrée face à une barre de fer; la seconde est placée légèrement décalée par rapport à la barre de fer suivante; et ainsi de suite, le décalage étant calculé en fonction du nombre de pièce en C.

Dès lors, les axes de recherches pourraient privilégier les essais suivants:

• 2 Bobines par pièce en C
  • bifilaires façon TESLA
  • diamètre du fil:
    • essais 1 : 0,3 mm
    • puis :0,1mm, puis 0,6mm, puis 1mm
• Aimants
  • aimant cubique de 12x12x12, type N48-6,3kg 2€
  • puis: aimant paralépipédique 25x25x13 N40-20kg 7€, puis 30x30x13 N45-35kg 11€
• Nombres de pièces en C:
  • Commencer avec 1 pièce en C, puis,
  • Poursuivre avec: 2, 4, et 6 pièces en C
• Variation de l'entrefer:
  • Réglage manuel
  • Réglage automatique en fonction du vent

Principe

• Partie rotor: Sur un plateau, deux couronnes de nx16 aimants face à face, dans la logique des génératrice ABA (ie: au lieu de placer les aimants à plat sur deux plateaux, on les place à la perpendiculaire du plateau).
• Partie stator: Sur un second plateau, nx12 bobines sont placées en couronnes, et viennent se glisser entre les 2 couronnes d'aimants du rotor.

Croquis de principe

Schémas CAO

Pliboo est conçu et construit avec l'intention de répondre au plus près à la demande exprimée dans le Document Des Exigences Utilisateurs - aussi appelé “cahier des charges”. Ce document est accessible depuis la page du wiki traitant du Document Des Exigences Utilisateurs du projet Pliboo :

• Document Des Exigences Utilisateurs du projet Pliboo

/* 
*  NOTICE :
*  Pliboo
*  Projet de prototype 
*  de petite éolienne Voosilla
*  ****************************
*  [fr]
*  --
*  Cette documentation est 
*  mise à disposition sous 
*  licence CERN-OHL 
*  version v.1.2. ou ultérieure
*  --
*  AUTEUR(S) :
*  Le projet VOOSILLA et,
*  4k5ADllF0cok6 4kHq.ruL70FDI [1]
*  Février 2015
*  --
*  Cette documentation décrit 
*  de l'Open Hardware [2]. 
*  Elle est mise à disposition 
*  selon les termes de la licence 
*  CERN OHL version v.1.2. 
*  ou ultérieure
*
*  Vous pouvez redistribuer et 
*  modifier cette documentation 
*  sous les termes de la licence
*  CERN OHL v. 1.2 ou ultérieure
*  (http://ohwr.org/cernohl).
*         
*  Cette documentation est distribuée
*  SANS AUCUNE GARANTIE D'AUCUNE SORTE, 
*  EXPRESSE OU IMPLICITE, Y COMPRIS QUANT À 
*  SA COMMERCIALISATION,  SA QUALITÉ 
*  MARCHANDE, L'ABSENCE DE DÉFAUTS OU 
*  D'ERREURS, SON EFFICACITÉ, ET SON APTITUDE 
*  À REMPLIR UNE FONCTION DÉTERMINÉE. Merci 
*  de consulter la licence CERN OHL v1.2. 
*  pour connaître les conditions qui 
*  s'appliquent.
*
*  Vous devriez avoir reçu une copie de la 
*  licence CERN OHL avec cet Open Hardware. 
*  Le cas échéant, consultez
*  <http://ohwr.org/cernohl> 
*
*  --
*  EMPLACEMENT DE CETTE DOCUMENTATION
*  Voir l'URL
*  <https://fr-voosilla.ouvaton.org>
*  et rechercher les sous-liens appropriés.
*  --
*  NOTE
*
*  [1] :  Les identités sont données après 
*  avoir été cryptées avec la fonction 
*  crypt PHP selon le format Prénom Nom (en
*  respectant les majuscules et minuscules).
*
*  [2] : Open Hardware : Matériel mise à 
*  disposition selon les termes de licences 
*  d'utilisation dites « ouvertes »
*  --
*  
*/

/* Le contenu ci-dessus 
*  est mis à disposition 
*  sous licence CERN-OHL.
*  --
*  Auteurs, Droits d'auteur: 
*  le projet Voosilla (2015), 
*  4k5ADllF0cok6 4kHq.ruL70FDI (2015)
*  --
*  voir notice ci-dessus
*/