Mettre en place un arrosage automatique en OUTDOOR

Bonjour à tous les amateurs de grands espaces et de sorties commandos dans les bois !

Aujourd'hui nous vous proposons quelques petits bricolages à la porter de n'importe qui ou presque et qui facilitent grandement les arrosages en guérilla et donc, diminue le nombre de passages au spot durant l'été.
L'intérêt et l'efficacité de ce genre de système a notamment été prouvé par Suckit dans son JDC Optimum Guerilla Commando dont la lecture délicieuse n'est pas facultative !

Sommaire
I. La Rolls Royce: l'installation solaire
I.2. Le Matériel
I.3. Le Montage

II. La version "on fait avec ce qu'on a" !
II.1. Le matériel
II.2. Le montage

III. Compléments, informations générales et mises en garde !
III.1. Les différents types de panneaux
III.2. Dimensionner et contrôler sa batterie
III.3. Les risques à éviter

Liste des abréviations utilisées

• Hydro = Hydroponique
• Vc = Volts continu, indique une tension continue en opposition à la tension alternative sinusoïdale qu'on trouve sur le réseaux domestique
• Va = Volts alternatif, la tension du réseaux domestique
• Ah = Ampère heure, indique la capacité d'une batterie. 12Vc 10Ah indique une capacité de fournie 10A de puissance en 12V pendant 1h, ou 5A de puissance en 12V pendant 2h, etc...
  

I. La Rolls Royce: l'installation solaire
I.1. Le Matériel

De prime abord, on peut avoir peur de ce côté "solaire" ou électrique dans une culture guérilla plutôt tournée normalement vers un investissement économique minimum.
Néanmoins, il reste une valeur sûre pour tous les guérilléros : la discrétion. Et se taper 2 aller/retour par semaine au spot pendant 2 à 3 mois pour aller arroser parce que sinon elles crèvent de soif, c'est pas discret du tout.
On augmente les risques que quelqu'un découvre le spot, et c'est épuisant.
Donc, voici les quelques notions clés pour une "bonne" installation automatisée.

Le schéma de base est le suivant (Cliquer sur l'image pour aller sur le site source):

Le principe est très simple:

• Le panneau convertie les rayons du soleil en électricité (courant continu)
• Cette électricité est envoyée dans le régulateur de charge qui a pour but de protéger la batterie contre d'éventuelles surtensions et permet également d'éviter une surcharge de la batterie
• Le régulateur transmet à la batterie qui se recharge ou conserve sa pleine charge
• La batterie envoie à la pompe ou tout autre système électrique
  

Dans ce circuit, toute la tension est CONTINUE ! Il faut donc du matériel adapté !

Voici donc un dimensionnement conseillé pour 2 arrosages d'environ 15-30' chacun par semaine:

• Panneau solaire monocristallin 5W (25-50€ en fonction du type de panneau)
  
• Régulateur de charge 12V 4A (15€)
  
• Batterie 12V 10A minimum (40€ pour 10Ah environ)
  
  

Pour faciliter le changement des batteries, il est conseillé de placer au bout des fils des fiches type croco (2€ la paire) genre:

• Programmateur spécial 12Vc
  

Avec ça, il ne manque que des fils pour relier le tout, et une pompe pour envoyer l'eau depuis une source, un réservoir ou autre vers nos plantes...

I.1.a. Premier cas de figure: Besoin de pression !
Ce cas regroupe les installations éloignées du point d'eau de plusieurs dizaines de mètre voir centaine dans le cas de Suckit, les cas où il faut monter l'eau à plusieurs mètres de hauteur (voir dizaines) avant d'atteindre les plantes...
Dans ce cas, il faut une pompe puissante de type shurflo (80-100€ neuf):

Bien connue des cultivateur en aéro, attention à bien choisir une pompe 12Vc ! car elles existent aussi en 230Va !
Il est indiqué dessus le débit en L/min (souvent autour de 10L/min soit 600L/h) et la pression de sortie en bars.
C'est la pression qui est la plus importante, 1 bar = 10m de hauteur d'eau.
Donc une pompe avec une pression de sortie de 2.1 bars comme celle présenté ici pourra remonter de l'eau jusqu'à 20m de hauteur !
C'est déjà beaucoup, mais il en existe des plus puissantes encore, tout est une question de prix...

Attention, les pompes de ce type fonctionnent AU SEC ! PAS DANS L'EAU !
Un tuyaux part de la source d'eau jusqu'à la pompe (différence max de hauteur entre les deux est de 3 m) et un second tuyaux part amener l'eau vers les plantes.

I.1.b. Second cas de figure: terrain plat, pas ou très peu besoin de pression !
Dans ce cas, le prix est beaucoup moins important car le type de pompe est très différent... beaucoup plus simple donc beaucoup moins cher !

Ces pompes peuvent être immergées (comme celle de la photo) ou émergées (pompes dites "en ligne").
Les immergées sont les plus pratiques, elles sont posées dans la rivière ou la cuve qui sert de réserve et le tuyaux d'évacuation éjecte l'eau.
Compter environ 10-20€ pour ce genre de pompe.
Elles sont annoncées pour une hauteur de refoulement entre 5 et 10m soit 0.5-1 bar de pression de sortie.
C'est largement suffisant pour sortir l'eau d'une cuve, mais pas pour lui faire parcourir 100m et conserver une bonne pression.
Attention également au possible effet de siphon si la réserve d'eau se situe au dessus des plantes... une fois en eau le tuyaux agit comme un siphon et risque de vider la réserve.
Il est donc important de conserver la pompe toujours légèrement en dessous du niveau des goutteurs.

Une fois qu'on a la pompe, il ne manque plus que les fils électriques pour raccorder le tout.
Ce n'est pourtant pas un poste à négliger car leur dimensionnement est très important !
En effet, plus le panneau sera loin de la batterie et de la pompe et plus leur diamètre devra être grand pour limiter les pertes de tension et l'échauffement pendant le trajet.
Un petit lien très utile vous permettra d'avoir une idée du diamètre théorique ici !
Vous pouvez prendre des fils mono-filament, toronnés, peu importe du moment qu'ils font le bon diamètre.
Pour le dimensionnement, pensez à indiquer la tension de sortie du panneau solaire pour la partie panneaux->régulateur et 12V pour la partie batterie->pompe !
Les panneaux ayant normalement une tension de fonctionnement de l'ordre de 17-21V cela autorise quelques pertes...

A part le matériel électrique, il faudra en fonction de votre spot et de votre installation de quoi ranger tout ça à l'abri de la pluie et de la chaleur excessive donc il est conseillé de trouver une boite étanche, un bidon, etc... pour pouvoir tout ranger proprement.
Un petit coup d’œil au JDC de Suckit en intro vous aura déjà donné un aperçu de la chose, le chapitre 2 vous en donnera un autre...

I.3. Le Montage
Une fois tous les éléments en votre possession, il ne reste plus qu'à suivre le schéma présenté en intro et les notices de câblage des différents éléments:
branchement super classique aux bornes du panneau, dans le boitier généralement fixé derrière:

branchement du régulateur de charge (akku pour la batterie, modul pour le panneau):

Dans le cas du programmateur, il est généralement fait pour se brancher sur une prise allume-cigare (utilisation camping-car).
Pas de panique, ces prises de dévissent normalement et on voit un fil fixé sur le téton à l’extrémité (+) et un autre sur une bague plus haute (-):

Plutôt que d'acheter des prises mâles et femelle en plus pour connecter au reste du réseaux, couper les prises en marquant bien les fils et branchez directement à l'aide d'un sucre que vous enroulerez correctement de scotch électricien pour le protéger de l'humidité.

Si tout va bien, il suffit de placer votre panneau au soleil pour voir le voyant du régulateur de charge s'allumer !
Régler le programmateur en fonction de vos besoins et du débit de la pompe, quelques tests sont souvent nécessaires mais généralement c'est pas trop compliqué...
A noter que les pompes à pression ne présentent presque pas de pertes de charge, c'est là leur énorme avantage ! Donc pour apporter 40L, avec 10L/min on lance 4 minutes de programmation et hop !
Pour les pompes à faible pression, elles demandent plus d'ajustements, à vous de trouver la bonne durée de fonctionnement par rapport à la quantité d'eau à apporter.

II. La version "on fait avec ce qu'on a" !
Le budget étant encore une fois le nerf de la guerre, il est possible de faire en partie avec des éléments récupérés.
Cette exemple est le montage réalisé par un ex weeder retraité.
II.1. Le matériel

• Panneau solaire monocristallin 10Wc (40€)
• Régulateur de charge 4A 12Vc (15€)
• Pompe shurflo 3.1 bars 230Va (40€ d'occasion)
• Batterie de récup' 12V 45Ah (0€)
• Convertisseur de tension 12vc->230Va (10€ d'occasion)
• Programmateur 12Vc (25€)
• Fil rouge et noir de diamètre 1.5mm² (environ 5€ pour 10m de chaque)
  

Les attentifs au premier rang auront remarqué que la pompe fonctionne sur tension domestique et pas en 12V... D'où le convertisseur de tension en plus.

II.2. Le montage
Voici une vue globale des différentes parties avant le montage:

Le branchement du panneau et du régulateur sont déjà illustrés dans la partie I.
Le branchement sur la batterie est très simple: après avoir brossé un peu les bornes avec une brosse métallique ou du papier de verre pour décaper un peu les bornes si elles sont sales ou oxydées, Il utilise deux colliers de serrages métalliques normalement destinés aux tuyaux en coinçant les fils de cuivre entre les bornes et les colliers.
Le circuit est donc le suivant:
Panneau Solaire -> Régulateur de charge -> Batterie -> Prog' 12Vc -> convertisseur de tension 12Vc/230Va -> Pompe Shurflo 230Va

Les avantages sont quelques économies non négligeables par rapport à un achat tout et tout neuf, après il y a quelques points noirs du genre:

• Le convertisseur de tension n'a pas un rendement de 100% mais plus de l'ordre de 70-85% donc une consommation plus importante du système
• Plus d'éléments donc plus de risques de pannes
  

Pour enterrer tout ça, il fallait quelque chose d'étanche et qui puisse tout contenir
--> Un bac genre bac de rangement en plastique, aménagé pour tout le petit matériel !
La pompe en place, avec ses tuyaux d'arrivée (en gris) et de sortie (en vert)

Les tuyaux souples ont été remplacés au final par des morceaux de tuyaux noir "rigides" d'irrigation (13mm) car l'étanchéité est plus simple à faire avec de genre de tuyaux.
En effet, le mastic-colle adhère très bien sur ce genre de tuyaux ce qui permet d'en mettre une bonne quantité à l'intérieure et à l'extérieur de la boite puis de lisser autour des tuyaux:

Deux morceaux de tasseaux sont ensuite placés dans l'espace vide à côté de la pompe sur lesquels la batterie est posée. Ça permet de la surélever un pti peu, vous verrez pourquoi en lisant la suite.
Pour poser tout le reste du bordel:

• Régulateur de charge
• Convertisseur de tension
• Programmateur
  

Découpe d'une plaque de bois à la dimension de l'espace qui restait entre la batterie et les bords de la boite.
Deux petits pieds en tasseaux vissés en diagonale pour être certain que ça n'ira pas s'appuyer sur la pompe et je me retrouve avec tous mes composants à même hauteur que les bornes de la batterie !
Yapuka brancher

Les fils rigides (pleins en fait, pas une multitude de petits fils toronnés) choisis pour faire les câblages sont chiant à manipuler quand il faut les brancher ou les faire passer dans un petit trou, mais une fois en place c'est génial pour les ranger car ils ne bougent plus !

Une idée de ce que ça rend de l'extérieur:

Le tube en PVC au dessous n'est pas un périscope, c'est une prise d'air qui permettra d'évacuer les éventuels dégagements d'hydrogène lié à la charge de la batterie.
Normalement c'est une batterie sans entretient donc c'est un phénomène qui devrait rester très faible mais bon... vu la quantité d'électronique au cm2; dans la boîte ce serait dommage que ça prenne feu ou que que ça explose juste parce que tout est hermétique !

Le petit chapeau pour éviter que la pluie, on sait jamais, et les trous dans le tube pour aérer:

Pour celles et ceux qui voudraient reprendre le principe, je pense qu'une boite un peu plus grande serait pas mal (celle ci fait 47cm de large, 29cm de profondeur et 29 cm de haut).
Pour la fermeture "la plus étanche possible" je pense mettre un petit boudin de mastic d'étanchéité sur tout le tour de la boite, poser le couvercle sans serrer trop fort, juste pour faire le contact proprement, laisser sécher et ensuite fermer à fond.

III. Compléments, informations générales et mises en garde !
III.1. Les différents types de panneaux
Il existe 3 types de panneaux solaires dont les rendements ne sont pas identiques:

• Les panneaux à silice amorphe (5% de rendement)
  
• Les panneaux polycristallins (10% de rendement)
  
• Les panneaux monocristallins (15% de rendement)
  
  

Ces différences expliquent en grande partie les fortes variations de prix qu'on peu avoir sur un panneau de "même" puissance annoncée.

III.3. Dimensionner et contrôler sa batterie
Dans les exemples précédents, qu'ils soient théoriques ou pratiques, plusieurs capacités de batterie ont été présentées...
Pour pouvoir correctement dimensionner sa propre installation et surtout pour pouvoir bien contrôler l'état de sa batterie, voici quelques petites formules et astuces.

Les formules pour dimensionner la batterie ou calculer sa profondeur de décharge:

Dans la première formule, la profondeur de décharge est celle que vous ne souhaitez pas dépasser pour la puissance et la durée de fonctionnement donnée.
L'exemple est de 25% ce qui signifie que la batterie capable de fournir 60W pendant 30min (0.5h) en 12Vc et en ne se déchargeant que de 25% doit faire au moins 10Ah.
La seconde formule est à utiliser lorsqu'on possède la batterie et qu'on vuet calculer sa pronfondeur de décharge en fonction de la consommation prévue.
Il ne faut jamais descendre à plus de 40-50% de décharge sans ça, la batterie risque des dommages (perte de capacité de charge, perte de capacité à fournir du courant...).

Un graphique qui permet de relier la tension de la batterie à sa profondeur de décharge:

Fonctionne pour toutes les batteries, peu importe leur puissance. A utiliser en cas d'utilisation de 2 batterie lorsqu'on a pas de panneaux solaires pour contrôller l'état de charge et décider du remplacement de la batterie...

III.2. Les risques à éviter
Si l'on a un petit panneau et une grosse batterie (genre 5W et 50Ah) il est possible de se passer de régulateur de charge car l'intensité du courant produit par le panneau est très inférieure à la capacité de la batterie.
Néanmoins, c'est un atout sécuritaire que d'en avoir un et il permet de limiter les surcharges et les trop fortes tensions donc il est recommandé d'un utiliser un.

Ces montages sont électriques, il faut donc faire un minimum attention à ce que l'on fait !

Il est important de ne pas laisser la batterie dans un espace trop petit et complètement clos car durant la phase de charge, des dégagements d'hydrogène peuvent avoir lieu.
L'hydrogène étant fortement explosif, vous comprenez pourquoi sur l'exemple est fait un petit périscope sur la boite.
Si jamais vous mettez votre installation dans un baril comme Suckit où il y pas mal d'air et que vous allez faire un tour de temps à autre c'est moins problématique.

ADDENDUM:
à noter que ce bricolage est également réalisable SANS panneau solaire ni régulateur
il suffira de tourner avec un jeu de deux batteries que l'on remplacera et rechargera à tour de rôle!
Mais cela impliquera de passer régulièrement sur le spot pour effectuer l’échange!

De plus avoir une irrigation automatisée c'est bien, mais quand on a pas beaucoup d'eau la réserve est à utiliser avec précaution.
C'est là que des méthodes de culture comme le paillage, l'utilisation de BRF, ou la Permaculture deviennent très intéressant.

Ces méthodes permettent grâce à une gestion de l'espace cultivé, à l'utilisation d'un paillage important et de qualité et à diverses astuces de fortement limiter l'évaporation de l'eau du sol et ainsi de diminuer la quantité d'eau à apporter à la culture.

Sources:

• JDC emblématique de la méthode: JDC Optimum Guerilla Commando
• Un site intéressant et bien illustré sur le solaire Energie douce
• Vidéo sur utilisation d'une petite pompe immergée en solaire
  

Remerciements:

• A Grand-Chêne et K-man qui ont été les plus réactifs/critiques sur ce projet et qui ont été d'un soutient précieux.
• Merci à Dawi pour les conseils, la mise et les corrections apportées pour faire avancer le guide
  

Topic initial

edit by Boog 01/09/2017