Les maisons dans différentes parties du monde avaient l’habitude d’être différentes les unes des autres par nécessité, construites pour être optimisées pour les défis et les avantages du climat local. Lorsque les systèmes de climatisation résidentiels sont devenus monnaie courante, cela a changé. Là où une maison dans le sud tropical de la Floride nécessitait autrefois des méthodes de construction (et des matériaux) très différentes de celles d’une maison dans les montagnes froides de la Nouvelle-Angleterre, des méthodes de construction essentiellement identiques sont maintenant utilisées pour les maisons unifamiliales, quel que soit le climat. Le résultat est un logement inefficace et pratiquement impossible à distinguer d’un océan à l’autre, quel que soit le climat. Alors que les régions du monde sont confrontées à des pénuries de logements de plus en plus graves, la course est lancée pour trouver des solutions économiques et disponibles pour nous dès maintenant.

La mission de CalEarth, l’une des organisations à but non lucratif avec lesquelles Hackaday s’est associé pour le prix Hackaday de cette année, est de remédier à cette pénurie de logements en construisant des maisons écoénergétiques à partir de matériaux déjà disponibles dans les zones où elles seront construites. CalEarth se spécialise dans la construction de maisons en adobe, ou en terre, qui ont une grande masse thermique et une nomenclature peu coûteuse. Non seulement cela permet d’économiser sur les coûts de chauffage et de refroidissement, mais les coûts de transport des matériaux peuvent également être réduits. Certains inconvénients de cette méthode de construction sont l’augmentation des coûts de main-d’œuvre et la nécessité d’une précision géométrique de la méthode de construction, qui sont tous deux abordés dans ce défi de conception de deux mois.

Solutions low-tech à des problèmes complexes

L’un des plus gros problèmes lors de la construction de ce type de maison en adobe est que la construction nécessite de remplir de longs sacs de terre, traditionnellement faite avec deux personnes ou plus afin de garder le sac ouvert et de lui permettre de se remplir correctement. La CalEarth Dream Team s’est attaquée à ce problème en créant un «entonnoir de terre» qui permet à quelqu’un de le tenir ouvert d’une main tout en pelliculant de la terre dans le sac de l’autre. Un élastique autour du sac permet au sac long de se dérouler au fur et à mesure qu’il est rempli, ce qui évite le travail d’une personne. L’entonnoir est fabriqué à partir d’un matériau découpé au laser – bien qu’il puisse être découpé à la main avec un motif simple – et assemblé à l’aide d’un pistolet à riveter uniquement.

Bien que la conception de l’entonnoir fonctionne et soit extrêmement prometteuse pour ce type de méthode de construction, certaines améliorations de conception doivent être apportées à l’avenir. Déterminer une taille plus idéale est en haut de la liste, car certains utilisateurs l’ont trouvée légèrement trop grande, ainsi que l’ajout de poignées supplémentaires à l’entonnoir lui-même. Un autre problème est que l’élastique a tendance à glisser, de sorte que le système doit également être affiné. Enfin, l’équipe espère les expédier avec des instructions détaillées sur leur utilisation afin que leurs futurs utilisateurs sachent à la fois comment assembler l’entonnoir et comment l’utiliser correctement pour un effet maximal.

La géométrie est importante

Bien que l’entonnoir économise énormément de temps, l’autre source principale de perte de travail est de s’assurer que les murs ont la bonne forme. La méthode de construction SuperAdobe consiste à prendre les longs sacs de terre et à les poser les uns sur les autres, en les construisant pour créer les murs. Une fois les murs en place, des anneaux de plus en plus étroits sont posés afin de créer un toit en dôme. Entre chaque anneau, une bande de fil de fer barbelé est posée, ce qui empêche les sacs de glisser. Cependant, les anneaux doivent être positionnés avec précision pour maintenir l’intégrité de la structure, de sorte que généralement une boussole (le type utilisé pour transférer les mesures, et non le type pour la recherche de chemin) est utilisée composée de deux pôles. L’outil traditionnel est cependant difficile à utiliser, c’est pourquoi l’équipe CalEarth a conçu un accessoire qui résout un certain nombre de ces problèmes.

La nouvelle boussole, appelée «voile de tuyau», a plus de degrés de liberté que ce qui est disponible autrement, permettant au pôle de mesure de tourner plus facilement autour du pôle de base et de se replier à plat lorsqu’il n’est pas utilisé, ce qui permet une plus grande liberté de mouvement à l’intérieur structure pendant la construction. Il est également beaucoup plus facile de lever et de baisser au fur et à mesure que les sacs sont posés, ce qui permet à l’équipe de gagner du temps lors de la mesure des nouveaux murs. Enfin, il résiste également à la poussière, ce qui lui permet de durer plus longtemps avec moins d’entretien.

Les solutions de haute technologie fonctionnent aussi

Bien entendu, le compas à tuyaux implique encore beaucoup de travail fastidieux et non automatisé. C’est là que la boussole de haute technologie entre en jeu. L’équipe a construit une boussole à base de LIDAR en plus de la boussole de tuyau pour mesurer de la même manière la distance entre le centre de la structure et le mur ou le dôme en construction. Lorsque le tube terrestre est dans la bonne position, la boussole mesure la distance depuis le centre de la structure et fait briller un laser vert dessus lorsqu’elle est placée à la bonne distance. Cela permet aux constructeurs d’obtenir un signal visuel automatisé indiquant qu’ils les ont correctement placés sans utiliser d’outil physique. Les constructeurs peuvent utiliser leur main pour obtenir une indication de l’endroit où le sac doit être placé avant de le déposer, puis l’obtenir aussi précis que possible une fois qu’il a été posé.

Au cours de la fenêtre de défi de deux mois, l’équipe n’a eu que suffisamment de temps pour obtenir une preuve de concept pour que la boussole basée sur LIDAR fonctionne. Certaines améliorations prévues visent à le faire mieux tolérer l’environnement en améliorant le boîtier, la plate-forme rotative et les supports. Certaines autres améliorations se concentrent sur la fiabilité et les performances de l’appareil lui-même, et l’équipe prévoit d’améliorer la stabilité et la précision du laser ainsi que la précision de leur algorithme dans les versions futures. Bien sûr, toutes les conceptions et le code de tout ont été rendus open source et peuvent être trouvés sur la page du projet.

L’avenir de SuperAdobe

À mesure que le prix du logement augmente et que les centres-villes se développent, ce travail important donne à un plus grand nombre de personnes un accès plus large à un logement qui, autrement, ne l’aurait pas. Utiliser le sol sous nos pieds, où que nous soyons, est une solution viable pour un logement durable qui convient au climat et à l’environnement dans lequel se trouve la maison, sans avoir à transporter autant de fournitures provenant de régions éloignées. La cerise sur le gâteau est que les futurs habitants de la maison peuvent même participer à la construction de leur propre maison, et ils pourraient durer plus longtemps que n’importe quelle maison à ossature de bois moderne pour démarrer.

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