Découvrez le WFE V2 mécanique

1 Optimisation du rendement énergétique

Pré-chauffage du réservoir primaire assuré par le condenseur et le générateur thermique.

Le condenseur joue un double rôle : il permet à la vapeur d’eau de se transformer en liquide en entrant en contact avec un tuyau refroidi naturellement par l’arrivée d’eau brute froide. Ce contact abaisse rapidement la température du tuyau, provoquant la condensation immédiate de la vapeur.

En parallèle, le générateur thermique utilise des miroirs pour concentrer les rayons du soleil sur un fût métallique contenant l’eau brute. L’énergie solaire est absorbée par la paroi du fût, qui chauffe sous l’effet du rayonnement. La chaleur est ensuite transmise à l’eau par conduction à travers le métal, puis diffusée à l’intérieur du liquide par convection naturelle, préparant l’eau à entrer dans le cycle de distillation.

Grâce à ce système en boucle, la chaleur est récupérée et réutilisée, ce qui augmente considérablement le rendement énergétique tout en limitant les pertes.

2 Le collecteur cylindro-parabolique

Le concentrateur cylindro-parabolique est un élément clé du préchauffage. Lorsque l’eau sort du premier fût, elle passe dans une conduite positionnée à la ligne focale de ce miroir incurvé.

Le rôle du dispositif est de concentrer les rayons du soleil sur ce tuyau, ce qui permet de chauffer l’eau de 10 à 20°C supplémentaires avant son entrée dans le distillateur.

Ce gain thermique, obtenu uniquement grâce à l’énergie solaire, améliore l’efficacité globale du système en réduisant la quantité d’énergie nécessaire à la vaporisation.

3 Tracking solaire mécanique avancé

Ce système de suivi solaire mécanique utilise une horloge entraînée par une masse suspendue pour assurer l’orientation progressive des concentrateurs solaires tout au long de la journée. Fonctionnant sans aucune source d’énergie électrique, il offre une autonomie de 10 heures par cycle, avec une vitesse de rotation constante déterminée mécaniquement. L’alignement solaire est calibré en fonction de la latitude, de la saison et de l’orientation initiale de l’installation, permettant un rendement thermique optimisé pour la production d’eau distillée ou d’énergie solaire.

Caractéristiques de l’horloge mécanique du système

• Mécanisme à détente contrôlée par gravité – L’horloge est alimentée par la descente lente d’une masse suspendue. Ce poids libère progressivement de l’énergie potentielle, convertie en rotation régulière à travers un système d’engrenages.
• Transmission par engrenages à rapport fixe – Un train d’engrenages détermine la vitesse de rotation, assurant un déplacement constant de la structure solaire selon une cadence prédéfinie, calibrée sur le mouvement apparent du soleil.
• Remontée manuelle assistée par poulie démultipliée – Le système est conçu pour être remonté quotidiennement avec un effort minimal grâce à une poulie simple ou démultipliée, permettant à une personne seule, même un enfant, de réarmer la masse sans forcer.

Composants de réglage et de commande mécanique

• Goupille de calage angulaire – Permet de verrouiller ou de réinitialiser avec précision la position angulaire de la parabole au début de chaque cycle journalier. Elle assure un point de référence stable pour garantir le bon démarrage du suivi solaire.
• Moyeu à embrayage automatique – Transmet la lente rotation de l’horloge au concentrateur et se désengage automatiquement lorsqu’on tourne la manivelle en sens inverse
• Dispositif d’ajustement saisonnier par embrayage mécanique – Mécanisme permettant de modifier manuellement l’inclinaison de l’axe principal du concentrateur en fonction de la déclinaison solaire. Ce réglage périodique optimise l’angle d’incidence des rayons en fonction de la latitude et de la saison.
• Manivelle à démultiplication pour réarmement – Le système de remontée du poids gravitaire est assisté par une manivelle couplée à une poulie, permettant un remontage à effort réduit, précis et contrôlé, sans à-coups ni surcharge mécanique.

Énergie : Contre-poids

• Poids suspendu – Fournit l’énergie gravitationnelle nécessaire pour actionner l’ensemble du mécanisme d’horloge.
• Système de poulie – Permet de remonter le poids pour relancer le système chaque jour.

4 Le concentrateur parabolique solaire

Le concentrateur parabolique solaire agit comme un grand miroir incurvé. Elle capte les rayons du soleil tout au long de la journée et les concentre vers le fond du distillateur. Ce système de convergence maximise la température atteinte à l’intérieur, favorisant la vaporisation rapide de l’eau brute, sans besoin d’énergie externe.

Matériaux conçus pour résister au vent, à la corrosion et à des températures élevées.

5 La pyramide ou distillateur

La pyramide de distillation est le cœur du système, où s’effectue l’évaporation de l’eau brute, qu’elle soit salée ou douce.

L’eau est diffusée goutte à goutte à travers un pommeau situé au-dessus de tubes chauffants positionnés à l’intérieur de la pyramide. Ces tubes, chauffés par conduction, contiennent des matériaux à forte capacité thermique, tels que des sels fondus, qui assurent un stockage temporaire de chaleur et permettent une restitution stable même en cas d’intermittence solaire.

L’eau s’évapore instantanément au contact des surfaces chaudes, et la vapeur est ensuite dirigée naturellement vers une cheminée centrale, qui l’achemine vers l’unité de condensation.

Cette version open source est conçue pour être fabriquée avec des matériaux facilement disponibles localement, rendant la construction accessible même dans des régions aux ressources limitées. Chaque composant est accompagné d’un fichier SolidWorks au format PDF et d’une fiche produit détaillant les matériaux recommandés, les dimensions et les alternatives possibles.

Téléchargez les ressources ci-dessous pour commencer à construire votre propre WFE V2 Mécanique DIY. Ces documents sont optimisés pour une fabrication simple et économique, tout en maintenant les performances du système.

⚠️ Avertissement – Projet open source

Ce projet est un système industriel complet et opérationnel, c’est la version DIY (Do It Yourself). Nous avons conçu une version DIY pour la rendre aussi accessible que possible, en utilisant des matériaux faciles à se procurer comme des roues de vélo, chaîne, moyeu ou pédalier. Toutefois, sa conception reste complexe.

Sa reproduction nécessite des connaissances et compétences avancées en mécanique des fluides, géodésie, thermodynamique, optique, chimie (transitions de phase), physique des matériaux et horlogerie de précision, ainsi qu’en travail des matériaux (soudure, découpe fine, ajustage mécanique, étanchéité haute température, etc.).

Nous déclinons toute responsabilité en cas de dommages liés à une mauvaise utilisation (des règles de sécurité strictes sont à respecter), une mauvaise interprétation ou une reproduction incorrecte du dispositif. Assurez-vous de maîtriser les principes en jeu et de disposer de toutes les autorisations légales nécessaires avant toute tentative de construction.