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Des Flower Makers au LabFab

Un objet connecté pour mieux consommer de l’électricité renouvelable

Le projet “Narcisse” consiste à concevoir et prototyper un objet connecté qui indique simplement à un utilisateur résidentiel si la période est favorable pour consommer de l’électricité.

Le Narcisse des Glénan – Source photo: www.tourisme-fouesnant.fr

Le but est d’encourager les usagers à consommer de l’électricité issue d’énergie renouvelable (éolien, photovoltaïque, …) pour éviter de produire de l’électricité à partir d’énergie fossile. 

Il suffit parfois de décaler de quelques heures certaines actions consommatrices d’électricité pour améliorer largement son bilan.

Fin 2019, le LabFab a co organisé avec Enedis et d’autres partenaires un marathon créatif, DataMix sur les données et l’énergie. Cet événement a permis de croiser numérique et transition environnementale. Grâce à une participation d’acteurs très hétérogènes (associations, étudiants, startup, PME, chercheurs, …) et de méthodes de créativité et de prototypage, il en est ressorti 4 projets sur la thématique de la transition environnementale.

Cf article: http://www.labfab.fr/retour-sur-datamix/

Les participants et organisateurs souhaitent prolonger cet événement confortés dans l’idée qu’il est indispensable de développer des dispositifs qui vont inciter à modifier nos pratiques.

 Il est prochainement prévu d’inviter à nouveau tous les participants de ce DataMix à réfléchir ensemble aux suites à apporter aux projets.

Plusieurs pistes, suite à DataMix, sont déjà envisagées dont bien évidemment le développement des 4 prototypes et leur ouverture à d’autres personnes intéressées.

Dans le sillon tracé par DataMix, une idée a germé jusqu’à produire une fleur… connectée bien sûr.

Il est proposé de concevoir et développer dans un espace de fabrication numérique un objet connecté qui indique la pertinence à consommer de l’électricité à un moment donné.

Le LabFab et Enedis souhaiteraient cultiver un tel prototype au plus près des usagers et des Makers. Il s’agit de tester chez des habitants volontaires cet objet connecté. Enedis propose dans un premier temps un terrain d’expérimentations sur l’archipel des Glénan compte tenu de l’enjeu à promouvoir les énergies renouvelables (EnR) dans les îles.

Dès juin 2020, Enedis souhaiterait faire un test in situ aux Glénan. L’archipel est un site idéal pour une expérimentation. En effet, la production d’électricité repose sur des EnR, et en complément sur un groupe électrogène d’appoint. Le but est d’éviter d’allumer le groupe d’appoint qui fonctionne à partir d’une source d’énergie fossile: Gasoil.

Une ville archipel (…Rennes Métropole) pourrait bien évidemment y trouver aussi un intérêt, comme tout autre territoire intéressé pour réduire sa part d’énergie fossile dans l’électricité consommée.

Description technique et prérequis suite à une 1ere séance créative:

L’objet connecté devra afficher simplement une indication sur la pertinence à consommer de l’électricité.

Prérequis: mise à disposition d’une donnée sur cette pertinence à consommer de l’électricité (à fournir par Enedis). Une API est souhaitable : Interface de Programmation Applicative que les spécialistes sauront faire simplement.

L’objet connecté sera esthétique et il est proposé … une forme de fleur, par exemple, un narcisse; Flore locale des Glénan. D’autres formes sont envisageables selon les contextes. C’est l’avantage d’ouvrir et de documenter le projet pour permettre des évolutions adaptées à chaque contexte.

Et quelles formes pourrait-on envisager sur Rennes Métropole ?

La fleur connectée donnera par exemple 3 états de pertinence à la consommation électrique.

On peut imaginer associer des données complémentaires notamment des données contextuelles comme la hauteur de la marée, l’ensoleillement ou la vitesse du vent.

Exemple de données exploitables: https://data.shom.fr/

L’objet connecté sera alimenté sur secteur (ou éventuellement dans un second temps via une alimentation photovoltaïque).

Un réseau WiFi sera mis à disposition par l’utilisateur de l’objet connecté afin de l’alimenter en données.

Le projet sera itératif : d’un prototype simple pour passer à plusieurs versions plus évoluées, étant en licence ouverte (CC BY SA), le projet pourra être amélioré par d’autres personnes, d’autres fablabs…

Une fois les idées semées avec Enedis et d’autres partenaires, suite à cette définition sommaire du projet, un calendrier s’est dessiné pour envisager l’éclosion durant le printemps de la fleur connectée.

Exemple de croquis imaginé par Enedis :

Le projet repose sur la donnée temps réelle fournie par Enedis sur le taux de charge de la batterie qui alimente l’île (ou un îlot géographique à définir).

La donnée, c’est un peu la sève qui coulera dans la fleur connectée.

Mi-février, Enedis a pu concevoir et transmettre une API pour diffuser des données sur les énergies renouvelables, et d’autres informations.

Les données sont récupérées sur l’adresse transmise par Enedis (cette adresse ne sera volontairement pas indiquée dans cet article à ce stade de développement):

{“time”:”11:03″,”weather”:{“town”:”Fouesnant”,”temp_celcius”:8.77,”feels_like_temp_celcius”:0.5,”wind_speed_kmh”:34.488,”wind_direction_degree”:253,”weather”:”légère pluie”,”weather_ASCII”:”legere pluie”,”icon”:”http://openweathermap.org/img/wn/10d@2x.png”},”next_tide”:{“range”:”67″,”direction”:”BM”,”time”:”14:27″},”battery”:{“soc”:100,”state”:”charging”,”power_kW”:-3},”color”:”green”}

Les données suivantes sont donc exploitables: heure, météo, température, vitesse du vent, orientation du vent, prochaine basse mer, coef marée, taux de charge batterie, puissance consommée sur la batterie, couleur pour inciter ou pas à consommer.

Il est proposé d’afficher les données de 2 façons:

  • En direct sur l’API pour affichage par Led,
  • Via un afficheur bandeau pour permettre d’autres affichages et notamment des messages pédagogiques.

Il sera possible de concevoir en parallèle ces 2 circuits d’information. On peut aussi regrouper sur un même ESP (carte de contrôle).

Concernant l’affichage par Led, on peut envisager:

  • 3 fleurs pour indiquer le niveau de batterie et le message associé (par exemple: 3 vertes = consommation préconisée,  … à voir avec Enedis et l’appropriation des usagers)
  • Vent: luminosité en fonction de la vitesse du vent ? ou alors battement de la Led proportionnel à la vitesse du vent ?
  • Mer: possibilité d’éclairer la Led 1 heure avant et après la basse mer ? (intérêt à voir avec Enedis et les habitants des Glénan).

L’affichage sur l’écran est simple en passant par lenuage.io. Cette application fonctionnement en licence ouverte et les codes sont disponibles (merci @Galouf) : https://github.com/laboiteproject/laboite-maker

L’écran est bien évidemment supprimable car le narcisse connecté est en licence ouverte et donc entièrement modifiable. Il semble cependant que l’écran apporte une ouverture non négligeable et fortement appréciée par la communauté Makers; Pour son apport pédagogique pendant la conception/réalisation de l’objet pour les apprentis Makers, et la compréhension des messages pour les usagers. Donc, l’installation de cet écran nous semble recommandée.

D’autres ajouts sont envisageables, comme un moteur qui permettrait d’ouvrir et de fermer un narcisse en fonction de la charge de la batterie. Cf projet Cassiopée proche cousine de notre Narcisse.

En s’appuyant sur les échanges préliminaires, ainsi que le dessin envoyé par Enedis, et en prenant en compte les ressources disponibles (machines de découpe, impression 3D, …) un premier croquis a été fait par le LabFab:

Ensuite, le LabFab a poussé la réflexion, conception pour tester la faisabilité et sortir un premier prototype. Cette étape a eu lieu durant un open Lab, mercredi 26 février, au LabFab de l’Association BUG à la MDA, avec le soutien précieux de Thibault (Fab Manager) et les encouragements des visiteurs curieux et intéressés.

L’objet doit se connecter à un réseau pour recevoir les données à afficher. Pour l’expérimentation envisagée aux Glénan, les possibilités techniques pour se connecter sont assez limitées. Heureusement, les débits consommés par l’objet connecté ne seront pas très conséquents. Par contre, la fréquence de connexion est élevée, en quasi continue pour donner un état précis de la capacité en énergie renouvelable.

Sollicité, Orange s’est pressé de nous répondre. Et un échange avec Enedis et Orange, le 28 février, a permis d’envisager un accès 4G/WiFi sur Les Glénan, car un nouveau système de transmission est en cours d’installation.

Le lundi 2 mars, le LabFab a animé une séance de prototypage pour poursuivre le développement de l’objet connecté. Le LabFab de l’Institut Mines Télécom et son Fab Manager, Laurent, nous ont grandement ouvert les portes de leur pépinière et de leurs compétences à cultiver des projets.

Ce LabFab va prochainement s’agrandir. Un nouveau bâtiment fleurit sur le campus de l’IMT 🙂

Cette journée a permis de revoir collectivement la conception de l’objet et les fonctions attendues.

Photo: NFr21

Durant cette journée au LabFab de l’IMT, la participation d’étudiants de Digital Campus (Mathilde), de l’Epitech (Aurélie), d’IUT (Melvin, Apprenti chargé de conduite et d’exploitation des systèmes électriques) et en communication (Mathilde) a été très bénéfique. La complémentarité de leurs profils s’est bien conjuguée avec les autres participants (Frédéric, Philippe, Olivier) grâce à une animation en mode “Design de services” conduite par Laurent et Romain.

Sur Rennes Métropole, le LabFab a toujours pu s’appuyer sur la diversité des étudiants et les faire rencontrer des professionnels. Ces croisements sont fertiles et mettent en mouvement pour déclencher des idées nouvelles.

Cette journée permet de ressortir avec une version que l’on peut qualifier de “preuve de concept” pour l’expérimenter avec les habitants des Glénan.

Critères (à objectiver si possible):

  • Objet sécurisé (pas de risque avéré), suffisamment robuste et simple d’usage,
  • Répond aux attentes en matière d’information délivrée pour inciter à consommer en fonction de la charge de la batterie sur l’île alimentant en électricité les habitations.
  • Suscite l’intérêt de l’utilisateur jusqu’à le questionner et le faire adhérer à la démarche par un changement de ses pratiques.

La mise en œuvre doit être simple pour se donner comme objectif la réalisation d’une mini-série (25 objets) pour la tester auprès d’habitants et en mesurer les effets.

Il convient également d’avancer sur l’adhésion des utilisateurs finaux pour qu’ils acceptent d’utiliser l’objet le plus simplement possible, et qu’une observation de leurs pratiques induites soit également acceptée.

Par exemple, la donnée météo va être pertinente à ajouter, car sur l’archipel, les ressources locales sont mobilisées pour produire de l’électricité : solaire, éolienne. Cette production est stockée dans une batterie et idéalement il faudrait consommer en fonction de son niveau de charge. Il faudrait donc donner à voir par une métaphore simple le niveau de charge de cette batterie et ses perspectives de rechargement liées aux conditions météo.

Proto d’objet connecté pour afficher diverses infos

De plus, sur l’archipel, la pratique de la plongée implique le rechargement des bouteilles d’air avec un compresseur. Un moteur électrique permet cette compression d’air dans les bouteilles des plongeurs. Un aboutissement tangible serait d’arriver à remplir les bouteilles exclusivement grâce à de l’électricité produite avec des sources locales d’énergie renouvelable (EnR). Cela sera possible avec un usage global maîtrisé des EnR à l’échelle de l’archipel.

L’archipel des Glénan, carte extraite sur le site du SHOM

On est parti d’une fleur connectée… en semant à tout vent, on devrait aboutir à une permaculture.

C’est vraiment un bel exemple concret de croisement entre transitions numérique et environnementale.

En parallèle, il convient d’anticiper l’appropriation de l’objet connecté par les usagers, et donc la séance d’installation in situ.

Quelles formes peuvent prendre ces séances ?

Les nombreux ateliers réalisés par le LabFab autour des objets connectés apportent une expérience qui tend à privilégier un apprentissage par la pratique.

Il est proposé de repartir d’ateliers réalisés avec un très large public comme par exemple, ceux effectués sur les capteurs environnementaux. (cf article: Atelier capteurs à Rennes Métropole)

Une fiche pédagogique sera nécessaire, ainsi que des ressources en ligne, et idéalement une cartographie qui permettrait à tous de visualiser les données des différents Narcisses connectés.

La partie pédagogique auprès des usagers est donc fondamentale. Des ateliers seront à concevoir, tester et mettre en oeuvre par Enedis et le LabFab pour mesurer les usages et pratiques induites.

On en parlera dans un nouvel article sur ce site du LabFab très probablement dans les semaines à venir. On va s’y atteler !

Mais, revenons à notre fleur connectée. Où en est-on dans son prototypage ?

Plusieurs modèles sont dessinés, découpés, éclairés, et finalement on retient collégialement une base qui peut accueillir plusieurs déclinaisons dont le déjà fameux narcisse des Glénan.

Le modèle avec un phare dont la lumière éclaire selon la pertinence à consommer de l’électricité reçoit un accueil très enthousiaste. Une version avec un voilier en référence à l’école des Glénan est également très appréciée.

Il apparait logique que la fleur connectée soit frugale. Les matériaux sont surcyclés (chute de planches de bois ou plexi) et l’électronique est en basse technologie “LowTech“.

Plan de la base pour Narcisse connecté à découper au Laser

Le partenariat entre le LabFab et Enedis Bretagne a été engagé depuis déjà 3 ans et les échanges ont été nombreux depuis. C’est un véritable travail de cultivateur car on ne vient pas uniquement cueillir une fleur connectée dans un fablab.

Déjà à ce stade de développement, Enedis est très séduit par ce projet et souhaite rapidement montrer ce prototype à leur Direction nationale qui vient en Bretagne prochainement.

L’équipe de prototypeurs: 3 x étudiant.e.s, 3 x Enedis, 3 x LabFab (photo: Enedis)

C’est aussi pour le LabFab une belle reconnaissance de sa capacité à provoquer la créativité dans des environnements divers et rapidement concevoir des projets concrets.

Les Makers ont pourtant encore à gagner en crédibilité auprès de certaines élites. Il faut aussi constater qu’une professionnalisation des fablabs est nécessaire pour aboutir à ce stade de maturité. Toutes les volontés des Makers ne seront pas suffisantes sans une vision collective partagée et un accompagnement sur du long terme. La méta couche apportée par le LabFab, sans être une nouvelle strate structurelle, permet cette ambition.

On constate que les collaborateurs Enedis, avec des profils orientés vers l’action, se plaisent au LabFab car ils rencontrent des FAISEURS. Cette culture de l’action est un des points qui les rassemble.

Dans nos institutions, trop souvent, l’innovation se cherche en réunion, conférence (…etc.) pour parler des idées, des projets, de la vitesse du vent… ICI AU LABFAB, ON FAIT !  (venez voir 🙂 )

Lorsque ces trois briques sont réunies et partagées: stratégie (ou vision) + process (et outils) + action (faiseurs), on dispose alors d’une sacrée capacité pour agir au service de grands enjeux.

Il faut souligner que Rennes Métropole a permis le LabFab (réseau ouvert de fablabs) et cette coopération qui s’est co-construite grâce à une communauté de participants et acteurs hétérogènes sur des valeurs communes et au-delà du territoire. Sans vouloir s’offrir des fleurs connectées 🙂 , les résultats sont aujourd’hui extraordinaires et il serait dommage de ne pas mieux les faire connaître (cf article bilan 2019 LabFab).

Produire une fleur connectée est un challenge séduisant pour les Makers: car il pousse souvent plus de chose dans un jardin qu’on en a semé (dixit un Flower Maker ;-). La créativité étant un jardin sauvage, un narcisse connecté , en licence ouverte, pourra faire pousser une forêt de projets.

Les Makers sont les abeilles qui butineront les fleurs connectées.

Ce projet d’objet connecté au service d’un meilleur bilan environnemental pourrait se prolonger pour être un beau démonstrateur d’un croisement vertueux environnement / numérique, pour se trouver du bon côté de la controverse comme dirait notre ami Jacques François 😉

C’est peut-être un bouton (de fleur connectée) qui permettra d’appuyer sur le #RESET, programme initié par la FING et soutenu par le LabFab.

Ce projet mixant fablab, territoire et industriel semble bien correspondre aux coalitions promues par la FING. La porte (du jardin connecté) est ouverte pour d’autres partenaires (ne pas hésiter à contacter l’auteur de cet article)… 

Une délégation du LabFab s’apprête pour se rendre cet été à FAB16 à Montréal pour le rdv mondial des fablabs, et au FabCity Summit (…si ces événements sont maintenus en raison du Covid-19). C’est une ambition encore plus forte que cette délégation portera pour un autre modèle de société plus soutenable et résilient. L’action précède le plan d’actions, et les fleurs connectées sauront trouver leurs modèles de jardins.

Une fleur connectée ne fait cependant pas le printemps…  on espère néanmoins voir ce projet continuer à se développer plus largement. Car les enjeux sont fondamentaux : Croiser transition environnementale et numérique pour réduire l’empreinte, mieux partager et prendre soin des ressources naturelles, ouvrir de nouvelles activités économiques …. Bref … des enjeux du 21e siècle !

Auteur: @NFr21 aka Norbert FRIANT, Responsable du Service Numérique, Rennes Métropole, Ville de Rennes