En somme, l’hydroponie présente un grand potentiel pour nourrir nos villes en pleine croissance dans les décennies à venir. Ce n’est pas une solution unique pour remplacer l’agriculture terrestre, mais dans certaines circonstances, c’est tout simplement plus logique.

Mais, voici ce qui n’a pas de sens… essayer de CONSTRUIRE un de ces systèmes (croyez-moi, j’ai essayé).

Le type de système hydroponique le plus populaire est appelé Nutrient Film Technique (NFT). Il fonctionne par

• Connexion d’un réseau d’auges, généralement faits de tuyaux en pvc
• Placer des trous le long de ceux-ci pour les paniers à plantes (petites cartouches perforées dans lesquelles les plantes poussent afin que leurs racines puissent pendre au fond)
• Remplir une cuve avec de l’eau et un mélange de nutriments et la placer au fond du système
• Placer une pompe dans cette cuve (un peu comme celle qui va dans un aquarium) et faire passer son câble jusqu’au sommet du système.

De cette façon, lorsque la pompe est mise en marche

• les nutriments seront pompés de la cuve jusqu’à l’ l’ouverture du haut de la cuve
• pour passer dans les bacs où les racines peuvent les atteindre
• et se déverser par le bas dans la cuve une fois de plus

L’été dernier, alors que j’étais en pleine crise agricole, j’ai dit à mon père que nous allions assembler un de ces systèmes. Nous sommes donc allés à Home Depot et avons acheté plusieurs pieds de tuyaux en PVC, des raccords coudés, des paniers à plantes, des nutriments et une pompe. En gros, tout ce qu’il fallait pour fabriquer un de ces systèmes.

Mon père, qui était menuisier dans son lointain passé, avait les pinces, les forets et le lubrifiant nécessaires pour couper et coller toutes ces choses ensemble. J’ai donc pensé que je pourrais le faire sans tout le sang, la sueur et les larmes.

Je couperais simplement la tuyauterie en pvc en gouttières de 5 pieds, je percerais des trous de 2 pouces de large le long de celles-ci tous les 6 pouces et je cimenterais les raccords en coude et en T entre eux.

En tout cas, je me suis mis au travail pour couper et percer, et après cette première heure, j’ai réussi à faire un trou.

Juste un trou.

Et pendant le reste de l’été, les matériaux sont restés dans notre hangar et je n’y ai pas touché depuis.

Ce n’est pas une histoire de résilience.

En tout cas, je ne suis certainement pas la personne la plus habile à marcher sur la planète, donc il y a beaucoup de gens beaucoup plus talentueux que moi qui ont essayé et réussi à faire de tels systèmes.

Mais, voici le truc. Peu de gens qui vivent dans des immeubles d’habitation en ville sont de méchants artisans déguisés. Sans compter que la plupart des gens n’ont probablement pas les outils, les pinces et les perceuses nécessaires à la fabrication d’un de ces systèmes juste à côté.

Bien que les hydroponiques soient conçues pour être utilisées par les villes et les gens qui y vivent, elles ne sont pas totalement destinées à être fabriquées par eux.

Ce qui est une limitation assez importante, si vous voulez mon avis.

L’impression 3D est une sorte de fabrication additive qui a pour but de créer un objet en le découpant en de nombreuses sections transversales et en les imprimant les unes sur les autres.

Si nous appliquions cela à la fabrication de systèmes hydroponiques, au lieu de passer d’innombrables heures à essayer de tailler des tuyaux en plastique pour que vous puissiez avoir de la laitue fraîche toute l’année, vous pouvez littéralement juste obtenir une imprimante pour l’extruder à partir du sol.

Cela semble beaucoup plus simple.

Mais, disons que vous – l’agriculteur urbain opportuniste – décidez de remplir le mur de votre salon avec des engins NFT de 10 pieds de long. Quelques mois plus tard, vous réalisez qu’il serait mieux à un autre endroit. Seulement, à cet endroit, vous n’avez pas assez de place pour 10 pieds de plantes, mais vous avez assez d’espace pour ajouter plus de niveaux verticaux.

Bien, en gros, votre système actuel n’est pas compatible. Mais comme tout est imprimé en une seule grande pièce, vous devez soit sortir tous les outils que vous n’avez pas pour tout réaménager, soit repartir de zéro.

Mais, et si on imprimait en 3D une unité hydroponique modulaire ? Comme peut-être un bac de 15 cm qui pourrait être emboîté avec d’autres bacs de 15 cm pour faire des choses aussi larges ou aussi hautes que vous le souhaitez ?

De cette façon, si vous avez besoin de faire des changements quels qu’ils soient, vous devez juste démonter les modules individuels et les remonter différemment.

Donc, en gros, vous n’avez pas à recommencer à zéro chaque fois que vous décidez que vous n’avez pas assez de laitue.

Dans cet article, nous allons passer en revue ma conception d’un système hydroponique modulaire NFT imprimé en 3D.

Le système sera composé d’un tas de cylindres modulaires, avec un diamètre de 10 cm, une longueur de 15 cm et un espace pour un bac à plantes mesurant 5 cm.

Pour concevoir le module hydroponique, j’ai utilisé un programme appelé TinkerCAD qui est une plateforme CAO (conception assistée par ordinateur) en ligne gratuite que vous pouvez utiliser pour concevoir des objets imprimables en 3D.

TinkerCAD a une bibliothèque avec un tas de formes, de chiffres et de lettres différents que vous pouvez utiliser pour construire fondamentalement n’importe quoi. Nous allons utiliser une technique appelée segmentation – c’est-à-dire décomposer le module en formes plus petites et ensuite les assembler.

Etape 1 : Le tube

Le bac dans lequel les plantes vont pousser va mesurer 150 mm de long, avoir un diamètre extérieur de 100 mm et une épaisseur de matériau de 5mm.

Pour ce faire, nous allons

1. construire un cylindre de diamètre 100 mm et de longueur 150 mm
2. dupliquer ce cylindre et diminuer son diamètre à 90 mm
3. en faire un trou (en cliquant sur l’icône dans le coin supérieur droit)

Un trou est essentiellement un espace négatif, donc chaque fois qu’il est fusionné avec un autre objet, il fera un trou de cette forme dans l’objet. Un peu comme lorsque vous marchez dans un banc de neige, votre botte fait un trou qui a la forme de votre pied dans la neige.

Nous allons ensuite fusionner ce cylindre trou au milieu du cylindre d’origine.

Maintenant, ces deux formes sont indépendantes et puisque nous voulons qu’elles soient une forme collective, nous allons les sélectionner toutes les deux et appuyer sur la fonction groupe. Cela les colle essentiellement ensemble de sorte que si vous déplacez l’un, vous déplacez l’autre.

Nous allons ensuite utiliser l’outil de rotation (la petite flèche autour de la forme sélectionnée) pour faire pivoter l’objet latéralement de 90 degrés afin qu’il repose sur la surface incurvée.

Étape 2 : le lit de plantes

Un panier à plantes typique a un rayon de 2.5 cm de rayon, et nous voulons donc que le trou dans lequel repose ce panier soit équivalent.

Pour ce faire, nous allons

1. Faire un cylindre
2. Faire un diamètre de 50 mm et lui donner une hauteur de 35 mm
3. Faire un trou
4. Utiliser l’outil d’élévation (la flèche vers le haut au-dessus de la forme sélectionnée) pour l’élever de 65 mm
5. Le déplacer au centre du cylindre tubulaire de sorte qu’il y ait 50 mm entre lui et chaque bord du cylindre tubulaire. Cette face circulaire du trou doit venir affleurer la courbure du cylindre de tube plus grand.

Et bien sûr, regrouper tout !

Etape 3 : Les vis

Alors, pour que ce module soit modulable, il faut qu’il devienne une tessellation (si vous en mettez plusieurs ensemble, ils s’emboîtent parfaitement et ne laissent aucun vide).

Cela signifie que nous pouvons prétendre qu’une extrémité du tube va se visser à l’autre extrémité du tube. Mais, pour le moment, les deux extrémités sont de la même taille, donc on ne peut pas physiquement en emboîter une dans l’autre.

Pour corriger cela, on va ajouter une extension à une extrémité avec le même diamètre extérieur que le diamètre intérieur du grand tube (90 mm) et la même épaisseur de matériau.

Pour cela, on va

1. Prendre un cylindre et lui donner une hauteur de 20 mm et un diamètre de 90 mm.
2. Le dupliquer et réduire son diamètre à 80 mm
3. Faire un trou et le fusionner au milieu du cylindre d’origine.
4. Et… regrouper les deux!

Nous pouvons ensuite le faire tourner latéralement de 90 degrés et le fusionner de 5 mm dans une extrémité du plus grand tube.

Donc, maintenant nous pouvons mettre ces deux extrémités différentes ensemble tout à fait bien, mais il n’y a rien pour les maintenir en place. Ils peuvent simplement se séparer avec une petite force latérale.

Donc, pour résoudre ce problème, nous allons introduire un couple – c’est-à-dire une force de rotation. En raison de l’angle avec lequel cette force est appliquée, il est plus difficile de contrer la gravité.

Et quelle meilleure façon de le faire qu’avec une vis.

Maintenant, faire une vis est assez difficile. Heureusement, TinkerCAD a un référentiel commun de formes aléatoires que des personnes merveilleusement talentueuses ont mis ensemble, dont l’une a fait une vis.

Afin de modifier les paramètres de la vis, chaque forme a un menu déroulant pratique où vous pouvez simplement remplir les dimensions que vous voulez.

Donc, nous allons faire le rayon intérieur de la vis 18 et le rayon extérieur de la vis 20. Nous allons faire la hauteur du filet intérieur et la hauteur du filet extérieur 1 et 2 mm, respectivement. Nous allons également donner deux « tours » à la vis, c’est-à-dire la faire s’enrouler deux fois.

Nous allons donner à la vis extérieure un diamètre de 100 mm et une hauteur de 10 mm. Nous allons ensuite dupliquer cette vis et changer son diamètre en 90 mm pour la vis intérieure.

La vis extérieure dépassera de 4 mm l’extrémité de l’extension, et la vis intérieure dépassera de 6 mm l’autre extrémité.

Et, enfin. Regroupez tout.

Et voilà, une unité hydroponique modulaire. Combiné avec un tas d’autres identiques, vous pourriez fondamentalement faire un système NFT complet qui est personnalisable à n’importe quelle configuration que vous voudriez.

Les seules choses qui manquent sont des joints de coude ainsi que des connexions solides pour faire des auges multiples et des niveaux multiples. Ceux-ci sont assez faciles à obtenir en utilisant des tuyaux en pvc, mais plus sur cela à venir… :).