CTES 2023/2024 P19

Première partie : Définition du projet

Partie à compléter avant le 13 septembre 2023

Généralités

Titre du projet

House Cooler

Nom de l'équipe et photo

Les Water Coolers

Erreur lors de la création de la vignette : Fichier avec des dimensions supérieures à 12,5 Mp

à remplacer par votre équipe en situation !

Membres de l'équipe

Merci de ne pas mettre votre nom, ce document est visible de tous !

• Agathe GC3
• Agathe SE3
• Clémence GBA3
• Léo 2IA3
• Marc-Aurel MAT3
• Mattéo MECA3
• Rayane IS3

Description-résumé (20 lignes max)

Le watercooling, principalement utilisé pour refroidir les PC ou les data-center, consiste à faire circuler de l'eau entre les différents composants électroniques. L'eau froide passe en effet par un composant chaud (carte graphique) pour ensuite se refroidir grâce à la combinaison d'un radiateur et de ventilateurs avant de se diriger vers le composant à refroidir (processeur).

Appliqué à l'habitation, notre projet vise à transposer ce système de refroidissement pour rafraîchir un habitat en consommant moins d'énergie. Il permettra également en réutilisant la chaleur de l'eau de chauffer l'eau d'un chauffe-eau. Les Water Coolers, l'équipe du projet, répond donc à un enjeu écologique de taille : rafraîchir l'air de votre habitat sans climatiseur !

House cooler, In water we trust !

Organisation de l'équipe & Rédaction du concept

Répartition des rôles et charte de travail

La composition de l’équipe :

• Chef de projet : Léo 2IA3

• Équipe technique : Agathe SE3 et Agathe GC3

• Équipe Business Plan : Mattéo MECA3 et Rayane IS3

• Équipe communication : Marc-Aurel MAT3 et Clémence GBA3

La charte de travail :

• Les valeurs de l’équipe

Innover - Rénover - Cohésion - Écoute - Entraide

• Les modes de fonctionnement/ organisation

Chacun a un rôle bien défini dans la charte de travail selon la composition de l'équipe distribuée ci-dessus. Nous travaillons la majeure partie du temps tout ensemble pendant les heures CTES dédiées. Au besoin, des réunions supplémentaires sont possibles seulement en semaine. Nous communiquons par Whatsapp et utilisons comme outil numérique Google Office.

• Les droits de chaque participant

Chaque membre du groupe a le droit :

- de s'exprimer de la même manière sans jugement et en toute bienveillance

- de trouver des financements à notre projet tout en tenant à en informer le groupe

- de corriger toute erreur que l'on peut commettre en faisant part au groupe ou au chef de projet directement

- de proposer toute idée pour améliorer le projet

- de parler au nom du groupe afin d'expliquer, de sensibiliser ou de promouvoir notre projet

• Les devoirs de chaque participant

Chaque membre du groupe se doit :

- d'écouter chacun des membres du groupe sans distinction ni préjugés

- de compléter sa partie du wiki selon la répartition des tâches

- de participer aux délibérations du groupe

- de rester respectueux dans les échanges du groupe

• La performance : Nous avons bien travaillé ensemble si ...

- l'objectif de la séance a été remplie et le wiki également

- chacun a bien pris connaissance de l'avancée du projet

- chacun est satisfait de sa participation à la fin de la séance

- chacun se sent bien dans le groupe

Déposer votre charte au format PDF ici.

Notre charte de travail

Description des grandes lignes

Notre système de water cooling est voué aux habitations proches d'une grande source d'eau (mer, rivière, lac, ...). Il a pour but d'utiliser la température plutôt constante de l'eau dans ces milieux (sous thermocline) pour influencer la température d'un circuit fermé d'eau courante dans un habitat. Cela se fait par échange thermique au niveau de la source d'eau puis par conduction thermique au sein du bâtiment. L'air à l'intérieur de l'habitat est alors refroidi et l'eau du circuit réchauffé. House cooler permettra donc de "climatiser" en temps de chaleur en utilisant moins d'énergie électrique.

L'eau du circuit devenue chaude continue son chemin dans le circuit fermé pour revenir se refroidir au niveau de l'échangeur thermique proche de la source d'eau. On ajouterait même un échangeur thermique muni d'un thermostat en amont pour utiliser la chaleur de l'eau afin de réchauffer l'eau d'un chauffe-eau. Cela permet de refroidir encore davantage l'eau du circuit et de réutiliser au mieux la chaleur pour réduire encore plus la consommation électrique.

Par ailleurs, échangeur thermique dit rejet d'eau chaude dans la source d'eau. Cela n'est pas un problème à notre échelle en raison de la petite quantité rejetée ainsi que du brassage de l'eau marin qui maintient la température de l'eau assez constante. De plus, l'eau sera rejetée à une certaine profondeur où la température sera la même que l'eau chaude en sortie, ce qui ne modifiera que très peu la température de la source d'eau. En hiver, notre circuit d'eau est purgé pour éviter tout gel de l'eau.

Économie du projet

Notre service servira à la fois aux habitats des particuliers et aussi bien aux locaux des entreprises. Ce service est proposé en parallèle d’une isolation supplémentaire de la maison. Il permettra de garder la fraîcheur à l’intérieur des murs tout en aidant votre ballon d’eau chaude à chauffer l’eau. En Partenariat avec le service des eaux publiques, votre installation d’eau sera installée en parallèle de celle de l’eau courante et permettra de réchauffer celle-ci lorsque vous en avez besoin. Nous vous offrons différents abonnements mensuels en fonction de la surface de vos locaux/habitations. De plus, les tarifications peuvent varier en fonction de la distance au système de distribution de l’eau issue des cours d’eau.

Pour assurer le correct fonctionnement de notre service, une équipe de recherche en coordination avec l’équipe technique et l’équipe marketing réfléchissent pour trouver le meilleur compromis quant aux matériaux choisis. Le pôle Supply Chain, s’assurera de l’acheminement du service, du devis jusque l’installation globale. Une équipe communication se chargera de répondre à vos demandes. Les investisseurs sont également encouragés à nous contacter. Des aides de l’état peuvent vous être octroyées en optant pour notre service.

Positionnement par rapport à deux concurrents

• Analyse du premier concurrent

Premier concurrent : Delonghi - Rafraîchisseur d'air EV 250.BK

• Analyse du second concurrent

Deuxième concurrent : Daikin - Climatiseur

• Notre différenciation

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

• Description de l'utilisateur type

Notre produit s'adresse à tout individu résidant à proximité d'une source d'eau assez grande désirant rafraîchir son bâtiment, qu'il s'agisse d'une habitation, de locaux professionnels ou autres ; de façon plus économique et écologique.

• Scénario d'utilisation du produit

Vous résumerez votre scénario par la photo d'un strip (dessins plus texte) de quelques cases.

Notre scénario d'usage

Réponse à la question difficile

• Question : Quelle est la quantité d'eau minimale nécessaire au refroidissement efficace d'une population donnée ?

• Votre réponse argumentée :

Analyse du projet

Choix justifié du POC

A travers notre expérience, nous allons essayer de montrer que l'eau froide circulant dans les murs d'un bâtiment permet de refroidir ce dernier par transfert thermique. Nous nous attendons donc à une hausse de température en sortie du circuit d'eau et à une baisse de la température au sein de la boîte.

Afin de prouver l'efficacité de notre projet, nous allons réaliser une maquette du projet. Nous allons placer une source de chaleur (résistance, lampe à incandescence) à l'intérieur d'une boîte (en bois par exemple) dont nous mesurerons la température. Autour de cette boîte seront fixés des tuyaux dans lesquels circulera de l'eau froide. La température de l'eau sera mesurée à l'entrée et à la sortie du circuit.

Préparation du POC

- bois, contreplaqué 3mm (murs et sol)

- plexiglass, 3mm (plafond)

- résistance, 50 ohms

- échantillon de béton (~ 4x3x2 cm) (protéger le bois de la chaleur directe de la résistance)

- thermomètre (multimètre)

- tuyau en plastique, ø 5mm

- fil de pêche, ø 0.6mm (attaches du tuyau)

Notre POC consiste en la réalisation d'une boîte cubique de 12cm de côté modélisant une pièce dans un bâtiment. Cinq de ses faces sont en contreplaqué (3mm) et la dernière en plexiglass (3mm) afin de voir l'intérieur de la boîte durant l'expérience.

Les six faces ont été découpées à la découpeuse laser, après avoir été modélisées sur Inkscape. De petits orifices permettant le passage de fil de pêche ont également été percés à la découpeuse laser, afin de fixer le tuyau en plastique aux murs de la pièce.

Nous avons choisi de placer le tuyau sur la face interne des murs afin de rendre de transfert thermique plus efficace et de pouvoir ainsi observer une variation de température plus facilement, compte-tenu du temps dont nous disposons.

Une fois le cube assemblé, nous allumerons une résistance en son sein. Une fois que la température à l'intérieur du cube se sera stabilisée, nous ferons circuler l'eau fraîche (20°C) dans le tuyau préalablement raccordé à un robinet.

nous surveillerons la température de l'intérieur de la pièce tout au long de l'expérience.

Seconde partie : Réalisations

Dossier technique de la preuve de concept

Compte-rendu de la réalisation du POC

Modélisation des murs et du sol sur Inkscape pour la découpe laser	Modélisation du toit sur Inkscape pour la découpe laser	Photo du montage - Vue globale	Photo de notre montage vu de dessus

Afin de réaliser notre POC, nous avons dû suivre une formation nous permettant d'utiliser la découpeuse laser.

Nous avons donc tout d'abord modélisé l'ensemble du cube sur Inkscape, puis découpé ce dernier dans du contreplaqué et du plexiglass. Nous avons ensuite fixé le tuyau sur les parois à l'aide de fil de pêche, avant de les assembler entre elles au pistolet à colle. Le nombre de trous prévus pour fixer le tuyau a été quelque peu surestimé. Nous avons ensuite placé la résistance dans la boîte sur l'échantillon de béton, et la sonde de température environ à mi-hauteur de la boîte.

Nous avons branché la résistance jusqu'à atteindre une température assez stable à l'intérieur de la boîte (~35°C). Une fois cette température atteinte, nous avons ouvert l'arrivée d'eau afin de faire circuler l'eau dans le tuyau (~20°C) puis mesuré la température jusqu'à ce que celle-ci se stabilise.

Résultats et Bilan

Décrire votre résultat. Si c'est un site web donner l'adresse, si c'est un objet/une maquette mettez des photos, etc.

Nous avons observé une baisse de 5-6°C en 30min.

Business Model Canvas

=== le BMC

Le document central est le business model canvas :

Le marché

Le marché dans lequel notre système se trouve est très peu concurrentiel. En effet, il existe peu de systèmes de rafraîchissement d'habitat/locaux fonctionnant à l'eau en utilisant les grandes ressources naturelles. Cependant, notre système utilise des ressources dépendantes d'autres marchés comme celui de l'eau ou de l'aluminium.

Nos clients seront en premier lieu les villes, qui nous permettront d'installer notre système dans des quartiers. Dans un second lieu, les professionnels et les particuliers seront également ciblés car ce sont eux qui nous solliciterons pour se rattacher à notre réseau.

La stratégie industrielle

Dans un premier temps, nous aurons besoin de l'aide de l'État pour nous mettre à disposition certaines infrastructures publiques (services des eaux, stations de pompages municipales) et nous aider à nous connaître en montrant les bénéfices que notre système peut apporter. Des entreprises privées seront également contactées pour tenter de faire valoir et vendre notre projet. En ce sens, il sera utile aux sociétés puisque notre système pourra faciliter la transition écologique de ces dernières. Nos clients pourront directement nous contacter pour tous renseignements ou pour tester leur éligibilité directement via un standard téléphonique. On mettra également en avant la baisse des factures énergétiques liées au rafraîchissement des habitats/locaux des clients.

Pour financer notre projet, on se basera sur un prix d'installation du système auquel on ajouterait un abonnement mensuel en coordination avec Veolia suivant la quantité d'eau nécessaire au bon fonctionnement du système et à la surface de l'habitat/local.

Les moyens (équipe, matériel, prestataires et fournisseurs)

Notre système reposera sur plusieurs fournisseurs dont notamment ceux du domaines publiques (les collectivités territoriales, les services des eaux publiques) mais également ceux du domaine privée comme Hyline (pour la conception de tuyaux hydrauliques) et MEI Assainissement (pour la création de stations de pompage locales pour desservir le quartier). Notre équipe sera composée d'ingénieurs qui seront chargés d'optimiser l'installation des tuyaux et de trouver le bon matériau avec le meilleur coefficient de conduction thermique en mettant l'accent sur un matériau renouvelable. On aura besoin de responsables communication pour faire valoir notre système aux yeux des clients et leur permettre de trouver réponse à leur question.

Supports de communication

les arguments du pitch

Rédiger en une page vos principaux arguments et la stratégie sur laquelle vous ferez votre communication.

le support de présentation pour la soutenance

Notre pitch

Derniers documents

Partie à compléter pour le 29 septembre 2023.

Bilan Carbone

bilan carbone du projet

Compte rendu de votre rencontre avec le référent-école

Vous devez rédiger un compte rendu de votre rendez-vous final avec votre tuteur en vue de préparer la soutenance.

Notre compte-rendu