CTES 2023/2024 P13

Première partie : Définition du projet

Généralités

Membres de l'équipe

• Arthur 2IA
• Clarisse GC
• Victorien SE
• Matthis Matériaux
• Manon Mécanique
• Noah IS
• Fatoumata GBA

Notre projet consiste à mettre en place une culture de plants verticales autonomes et facile d'utilisation. Ce concept vise à réduire la surface de sol nécessaire à la culture tout en économisant l'eau, deux ressources qui de nos jours sont vitales mais ce font de plus en plus rares..

Organisation de l'équipe & Rédaction du concept (20 lignes max)

Répartition des rôles et charte de travail

La composition de l’équipe :

• Chef de projet : Clarisse

• Équipe technique : Fatoumata et Manon

• Équipe Business Plan : Matthis et Arthur

• Équipe communication : Victorien et Noah

La charte de travail: Notre charte de travail

Description du projet

Notre projet vise à réduire l'utilisation d'eau lors des cultures de plants et réduire l'espace occupé par les plantes. Pour cela, nous avons imaginé un système de superposition de culture en vertical. L'infrastructure est conçue comme de la même manière que des lits superposés: les plants sont positionnés par 4 les uns au dessus des autres avec un espace de plusieurs centimètres entre chaque étage. L'arrosage de chaque plant se fait au sommet, le plant le plus haut est arrosé, l'eau non utilisée par ce dernier tombe dans le plant en dessous et ainsi de suite. De ce fait, chaque plant consomme la quantité d'eau dont il a besoin et l'eau non utilisée est rejetée pour le plant dessous. Au pied de notre infrastructure, se trouve un bac permettant de récupérer si besoin le surplus d'eau. L'approvisionnement en eau au sommet est assuré par une pompe reliée au réservoir d'eau en bas mais aussi par un récupérateur d'eau placé en haut. Ce dernier peut être rempli grâce à l'eau de pluie récupérée dans la gouttière si l'environnement le permet. Dans cette conception, nous plaçons les plantes les plus hydrophages au sommet tels que les plants de tomates, plants d'aubergines, ciboulette, persil ou basilic et plus nous descendons dans les étages moins les plantes ont besoin d'eau, comme par exemple les fraisiers, la menthe, la sauge ou le thym.

Le Verticultech est positionné afin d'être exposé à la lumière du soleil et assurer la bonne croissance des plantes. Il peut être en maison comme en appartement et permet d'apporter une touche de fraîcheur à l'intérieur, surtout lors de fortes chaleur.

Économie du projet

Ce produit vise les personnes possédant un logement en maison ou en appartement. Il apporte de la fraîcheur et est un élément de décoration dans une pièce de l'habitacle. De plus, il apporte un soupçon de verdure et peut s'avérer indispensable pour certaines personnes, notamment celles habitant des logements vétustes. De plus, le Verticultech permet aux personnes habitant en appartement et sans jardin, d'avoir leurs propres plantations aromatiques.

Pour financer ce projet, nous voulons demander des subventions à l'échelle municipale, départementale et régionale. Nous souhaitons également avoir plusieurs sponsors convaincus par le projet et chez qui nous pourrions mettre en vente nos premiers produits (Jardiland, Gamm Vert...). Nous voulons récupérer les supports des plantes non utilisés dans leurs magasins afin de les réutiliser comme support de notre projet. Les pré-commandes seront aussi disponibles pour les clients souhaitant commander en ligne, cela nous permettra d'obtenir des fonds pour la création des premiers produits.

Lorsque le produit est lancé, nous mettrons en vente notre produit dans l'enseigne partenaire en priorité (partenariat).

Avant le lancement de ce produit, nous allons soumettre notre prototype pour une étude de marché par un cabinet d'audit afin de tout connaître du positionnement de notre produit sur le marché.

Pour la mise sur le marché du Verticultech, nous avons besoin d'un commercial qui négociera avec nos potentiels sponsors. A son lancement, nous avons besoin de deux personnes chargées de communication afin de promouvoir le système par différents moyens. La fabrication des premiers produits sera manuelle mais si notre produit trouve le succès attendu nous souhaitons automatiser la fabrication.

Article scientifique

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/454/1/012044/meta

L'article écrit par Ichwan et publié dans le journal suisse Environmental Earth Sciences en 2020, étudie le fonctionnement d'une verticulture d'échalote. Les plants d'échalote était espacés verticalement de 15cm. Un tuyau situé au sommet arrose touts les plants d'échalote.

Au bout de 75 jours, les scientifiques ont étudié la croissance de chaque plante. Ils ont remarqué que la plante située le plus proche de la source d'eau consomme le moins d'eau, a les plus belles feuilles et le diamètre des bulbes est le plus important. Les plants situés en aval consomment plus d'eau et sont plus petits.

Cette étude montre donc que la distance des plantes a une source d'eau est importante et que les plantes grandissent différemment suivant ce facteur.

Dans notre projet, les plantes sur chaque étage sont à distance équivalente de la source d'eau puisque l'eau s'écoule de pot en pot.

Positionnement par rapport à deux concurrents

Notre premier concurrent est Gusta Garden. Cette entreprise allemande propose un système de support de plantes que l'ont peu superposer les unes par dessus les autres. Différents modèles existent suivant les besoins: des modèles circulaires, rectangulaires, carrés... Le premier prix de ces modèles est de 39,90€ et le support le plus cher est de 89,90€. A cela, il faut ajouter le Starter Kit pour la première plantation et payer les frais de port.

Pour promouvoir leurs produits, Gusta Garden sont actifs sur Instagram et Facebook sur lesquels ils postent leurs articles et montrent leurs fonctionnement. Ils ont également un site Internet sur lequel les clients peuvent acheter les produits.

Cette entreprise est exclusivement sur Internet, elle ne possède pas de boutique. Ainsi, les clients qui souhaitent acheter leurs produits doivent passer par leur site Internet et commander en ligne. Le produit est par la suite livré au domicile du client ou dans un point relais.

Néanmoins, cette entreprise ne propose pas une alimentation en eau optimisée avec la récupération de l'eau non utilisée par la plante du dessus.

Notre deuxième concurrent est un produit Boulanger. L'enseigne propose un jardin d'intérieur qui permet d'avoir des plantes chez soi. Il est équipé d'une lampe UV qui assure l'éclairage des plantations. Certains support sont connectés au Wifi, ce qui permet à l'utilisateur de suivre la croissance de ses plantes. Ce produit est disponible en différentes tailles et différentes couleurs. Le produit le moins cher est à 69,99€ et le plus cher à 209,99€.

Il est possible de commander le produit en ligne sur le site Boulanger et d'aller le récupérer directement en magasin.

Comme le concurrent précédent, ce dispositif n'est pas équipé d'un arrosage étagé. De plus, il est possible de mettre au maximum quatre plantes sur la structure.

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

Le profil d'un utilisateur type de notre innovation est celui d'un particulier qui possède son chez-soi suffisamment lumineux et qui souhaite cultiver ses plantes sans avoir de jardin. Nos utilisateurs peuvent aussi bien être soucieux de la protection de l'environnement et de leur porte monnaie que des simples citadins qui n'ont pas de jardin.

Notre scénario d'usage

Réponse à la question difficile

• Question : Les plantes survivront-elles en cas d'absence du propriétaire, ou de manque de luminosité ?

• Votre réponse argumentée : Notre projet est destiné aux personnes possédant un logement assez lumineux afin de pouvoir placer le Verticulture sur un mur perpendiculaire. Il faut prévoir le type de plante que nous souhaitions planter suivant notre taux de présence dans notre habitation, en effet il faut être assez présent afin d'alimenter le réservoir en eau si nécessaire, toutefois certaines plantes ne requiers pas une alimentation en eau quotidienne, ce qui permet à l'utilisateur du Verticulture de s'absenter ponctuellement.

Analyse du projet

Choix justifié du POC

Nous allons réaliser un premier prototype de notre projet. Nous avons pour but de créer une maquette de deux étages, sur lesquels nous pouvons disposer les plantes de notre choix. L'irrigation de cette structure se ferait par un robinet positionné au sommet de la plante supérieure de chaque colonne. Ainsi, lors de l'arrosage des plantes, il suffirait d'ouvrir les premiers robinets et l'eau s'écoulerait entre chaque plante, par étage.

Dans un premier temps, nous allons construire la structure de deux étages en bois. Entre chaque étage, nous allons positionner des grilles afin de pouvoir disposer les plantations dessus. En bas de la structure, nous allons placer un bac à eau qui permettra de récupérer l'eau non utilisée par les plantes. Au sommet, nous allons mettre un tuyaux relié à un robinet d'eau. Ce tuyau sera percé au dessus de chaque plante du haut afin que l'eau puisse s'écouler sur les plantes du dessous.

Ensuite, nous allons placer sur les grilles des pots percés au fond, remplis de terre afin de prouver l'écoulement progressif de l'eau entre les étages.

Pour notre premier prototype, l'approvisionnement en eau se fera manuellement à l'aide d'un robinet relié au tuyau.

Ainsi, grâce à cette preuve de concept, nous allons montrer qu'en approvisionnant seulement le pot du haut en eau, l'eau peut s'écouler entre les étages afin d'irriguer les autres pots de la structure.

Préparation du POC

Pour la fabrication de notre POC, nous avons besoin :

- des planches en bois

- un bac à eau

- un tuyau d'arrosage

- des grilles

- des pots

- de la Terre

- matériel de bricolage : vis, équerre...

Seconde partie : Réalisations

Dossier technique de la preuve de concept

Compte-rendu de la réalisation du POC

Avant de commencer la réalisation de notre projet POC, nous avons réalisé une modélisation 3D sur logiciel et estimé toutes les mesures nécessaires pour notre structure.

Modélisation 3D de notre structure : Modélisation 3D de notre structure.pdf

Réalisation de la structure du POC

Assemblage de la structure du POC

Plan et mesures : Plan_Verticultech_2.jpg

Dessin technique : Dessin_technique.jpg

Étapes de fabrication :

Une fois le plan clair et les étapes à suivre éclaircies, nous avons commencé à réaliser la structure principale. Nous avons découpé, poncé, collé et cloué le bois traité afin d'avoir une structure stable. Puis, nous avons réalisé le support pour les étages. Pour notre POC, nous avions choisi de faire deux étages suffisamment espacé afin de permettre le développement des plantes. Nous avons donc cloué des tasseaux de chaque côtés afin d'y poser le support pour les plantes. Nous avions prévu initialement d'utiliser des grilles comme support, mais en nous rendant à Jardiland pour les acheter, nous avons trouvé des bacs à plantes qui pouvaient coulisser sur les tasseaux. Nous avons donc choisi cette option car nous trouvions les bacs plus esthétiques que les grilles.

La deuxième étape de la réalisation du POC consistait à installer la pompe qui récupère l'eau dans le récupérateur d'eau au pied de la structure. Pour ce faire, nous avons d'abord fixé la pompe sur un tasseau en bas de la structure, puis nous avons fait passer le tuyau tout le long de la planche verticale en perçant des trous à des points stratégiques. Nous avons choisi de faire passer deux fois le tuyau au sommet de la structure afin d'optimiser l'irrigation des plantes. Enfin, nous avons fait plusieurs petites fentes dans le tuyau, au-dessus des pots, et nous avons relié la pompe à un générateur de 6V.

Lors de la réalisation du POC, nous n'avons pas rencontré de problèmes majeurs qui remettait en question l'ensemble de notre organisation. Néanmoins, lors de la première mise en marche du Verticultech, l'eau s'écoulait difficilement par le deuxième trou car le débit n'était pas assez fort. Nous avons également dû rehausser le bac récupérateur d'eau au pied de la structure car le tuyau de la pompe était trop petit et ne pouvait pas récupérer l'eau.

Concernant notre réorientation, nous voulions mettre un bac à eau qui prenait tout l'espace disponible. Cependant, nous avons opté pour un bac plus petit avec une pente qui permettra de diriger l'eau qui s'écoule vers le bac. Afin que notre projet soit mieux fixé, des tasseaux ont été placés dans les angles. Notre choix s'est porté sur des clous à la place des vis pour plusieurs raisons : la plus importante étant que le bois ne se fissure pas à l'enfoncement des clous. De plus, la finesse de notre bois ne permettait pas l'application de vis à certains endroits.

Résultat final du POC

Résultats et Bilan

Notre Verticultech est un produit compact puisqu'il ne mesure que 165x400 mm à sa base pour une hauteur de 710 mm . Il s'intègre donc facilement dans votre logement. Sa base est entièrement faite de chutes de bois récupérées au Fabricarium. Nous avons également rajout2 un bac en plastique afin de récupérer l'eau en excès. Toute la structure est maintenue par de la colle et des clous. Une pompe est aussi disposée dans ce bac à eau pour pouvoir remonter le surplus d'eau au sommet du Verticultech. Pour chaque étages, les pots de fleurs sont installés dans des plateaux pour cultures troués au fond pour que l'eau puisse s'écouler à travers.

Business Model Canvas

Business model canvas : Média:2023_P13_bmc.docx

Le marché

Les particuliers qui n'ont pas de jardin et qui veulent cultiver leurs propres plants sans dépenser une fortune. La clientèle peut aussi chercher à mêler l'aspect pratique et décoratif du produit. Éventuellement les professionnels pour apporter une touche de verdure dans les bureaux.

La stratégie industrielle

-Partenariat avec le groupe Jardiland afin qu'il ait l'exclusivité des ventes matérielles en échange d'une somme d'argent.

-Marketing important sur les réseaux sociaux afin de vendre également des produits via notre site internet.

-Venter l'aspect local de notre invention en produisant artisanalement afin d'attirer une clientèle soucieuse de ces valeurs.

-Donner l'envie au client de solutionner un problème qui est important à ses yeux.

Les moyens (équipe, matériel, prestataires et fournisseurs)

-Equipes de production (main d'œuvre)

-Transporteurs, prestataires dans le domaine du stockage.

-Jardiland

-Fournisseurs locaux (matériaux)

-Collectivités locales ( subventions, aides...)

Supports de communication

les arguments du pitch

la vidéo de présentation du POC et le support de présentation pour la soutenance

https://bigfiles.polytech-lille.fr/?q=fed1f5c69369376c6127b3c380e6bdbdf6c7db6d

Derniers documents

Partie à compléter pour le 29 septembre 2023.

Bilan Carbone

bilan carbone du projet

Bilan Carbone Différentiel

Nom Projet : VERTICULTECH

1. Quel est le coût carbone de la mise en place de votre projet ?

(par exemple pour des infrastructures)

En se basant dans Lille, et en limitant notre diamètre moyen de déplacement à 50 Km, les émissions carbone de notre projet reposent principalement sur l’apport des matériaux principaux constituants et l’énergie nécessaire à leur fonctionnement.

Coût des matières premières :

-Notre principal constituant, le bois, représente une surface de 0,47 m² dans notre projet. Le bois représente un atout car il est un capteur de CO₂, ainsi le fait d’en utiliser représente un coût carbone négatif qui est avantageux. En effet d’après la thèse de Patrick Vallet intitulée Impact de différentes stratégies sylvicoles sur la fonction "puits de carbone" des peuplements forestiers. Modélisation et simulation à l’échelle de la parcelle, un arbre, une fois coupé, stocke le CO₂ et le carbone représente environ 47,5 % de son poids sec. Sachant que 1 Kg de C permet de produire 3,67 Kg de CO₂ on peut calculer le coût négatif.

Nos planches pèsent en tout 2,39 Kg soit 1,135 Kg de carbone extrait de l’arbre et 1,135 x 3,67 = 4,166 Kg de CO₂ extrait de l’atmosphère par l’arbre d’où proviennent les planches.

https://ecotree.green/combien-de-co2-absorbe-un-arbre#reference

- Le plastique technique utilisé pour les tuyaux fins et la pompe représente environ 300 g de notre projet sachant que 3,4 Kg CO2 eq par Kg de plastique (plasticseurope.org) soit 1,2 KgCO2eq.

Acheminement :

Notre pompe n’est pas dotée de piles à éléments rares, elle fonctionne par alimentation 6W (0,006 kW). D’après RTE, la consommation moyenne de 15Kwh représente 25g de CO2. Ainsi pour notre pompe de faible consommation le total est minime (0,00006 kWh)

Enfin le bois devra être acheminé par camion depuis l’usine la plus proche à 40 Km, le moyen d’un camion étant de 29,5 gCO2eq/Km . On arrive à un coût d’environ 1200 gCO2eq.

Sur quelle période va t-il être amorti ?

(par exemple durée de vie des infrastructures)

Le bois traité employé pour le Verticultech est solide et à une durée de vie de 10 à 15 ans. Le projet ne nécessite que l’entretien de l’utilisateur

2. Quels sont les coûts carbone à l'usage ?

(par exemple les émission sur un an)

Le Verticultech étant autonome, les seuls coûts carbones engendrés sont ceux de la pompe ayant le rôle de faire remonter l’eau en excès pour la réutiliser. Sur un an, les consommations sont donc celles de l’électricité utilisée pour alimenter la pompe de 6V. Ainsi pour une consommation de 0,006 x 10^-2 KWh en moyenne, sachant que pour 1 kWh il est émis 25g de CO2, l’émission de CO2 est de 0,0015 gCO2/Kwh. Sur un an la consommation totale est donc de 0,0015 gCO2/Kwh.

3. Quels sont les coûts carbone évités ?

(par exemple les émissions évitées sur un an. S’il y a des infrastructures évitées, calculer l’amortissement d’émissions évitées)

La culture de plantes comme des aromates, des salades ou des tomates permet au consommateur de réduire le coût carbone élevé associé à l’agriculture ou les cultures sous serre. C’est le cas pour des plants de tomate qui par exemple, selon l’ADEME, une tonne de tomates cultivées sous serre consomme 2360 kg de CO2 sans prendre en compte l’acheminement de la marchandise en grande surface.

Ainsi ce projet évite des coûts carbones élevés en permettant de mieux gérer les sols et l’eau.

4. Le bilan est-il positif ?

Le projet s’agence donc autour de 3 dépense carbones principales : les matières premières, leur acheminement et l’énergie dépensée. Or, comparée à l’industrie de l’agriculture qui représentait 19% des émissions totale de GES en 2019 en France (80 MtCO2eq/an), l’énergie dépensée pour le Verticultech est minime. Il est de 0,00006 Kwh par rapport à la consommation électrique moyenne d’un foyer (390 kWh selon RTE) . De plus, la majorité du produit est réalisé en bois capturant le CO₂ et apportant un coût carbone négatif (-4,1). Le seul point de dépense étant l’acheminement des planches en camion qui peut être négligé en passant à des solutions moins polluantes (électricité, biocarburants…)

Enfin, le Verticultech est avant tout un outil pour cultiver des plantes qui elles aussi captent le CO2 et libèrent de l’oxygène ce qui réduit les émissions à effet de serre durant l’usage. Le bilan est donc positif.

Compte rendu de votre rencontre avec le référent-école

Notre compte-rendu