Sonnet solaire : 16 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Inspiré des expériences solaires d'Augustin Mouchot, cet ensemble de cloches en verre gigognes avec filet changeant de couleur est destiné à capter la curiosité de chacun à propos de la conversion solaire en thermique. Faisant partie de la collection WhatNot, intitulée Eighteen Sixty Six, ces objets ont été exposés à Rossana Orlandi pendant la Milan Design Week.

Verre de laboratoire borosilicaté Filet en plastique thermochromique

Petit: 12 cm de profondeur x 16 cm de hauteur

Moyen: 15 cm de profondeur x 19 cm de hauteur

Grand: 18 cm de profondeur x 22 cm de hauteur

Étape 1: Les premières utilisations de l'énergie solaire: Héros d'Alexandrie

Fasciné par les inventions du passé et le précédent substantiel de l'énergie solaire, j'ai fait des recherches sur l'histoire des expériences réalisées pour comprendre notre relation au soleil.

Hero of Alexandria était un mathématicien et ingénieur grec qui était actif dans sa ville natale d'Alexandrie, en Égypte romaine (c. 10 CE - c. 70 CE). Son instrument de fontaine était un dispositif composé de nombreuses chambres avec de l'eau et de l'air, où l'eau se transférait d'un récipient à un autre lorsqu'elle était placée au soleil. Sous le soleil, l'air chauffé par le soleil se dilaterait, exerçant une pression sur l'eau à l'intérieur de l'espace, la forçant à sortir. D'autres fois, ses instruments expulsaient de l'air plutôt que de l'eau, émettant un son lorsqu'il passait à travers un sifflet attaché à l'ouverture.

L'architecte paysagiste français Isaac de Caus a dit un jour quelque chose à propos de ces nouvelles et rares inventions d'ouvrages hydrauliques, "un moteur admirable, qui étant placé au pied d'une statue, émettra un son lorsque le soleil brillera dessus, de sorte qu'il semble que la statue fait ledit son". Il décrit un instrument qui chantait lorsque le soleil du matin le frappait.

Étape 2: premières utilisations de l'énergie solaire: expériences de boîte chaude

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Le filet à la surface de mes cloches en verre était tricoté à la main sur des métiers circulaires. Le but était de tricoter une couche de filet autour de chaque cloche en verre avec ce matériau thermochromique pour illustrer un changement de température. Le diamètre du métier à tisser dicte le diamètre du tube tricoté, j'ai donc dû fabriquer des métiers à tisser sur mesure pour s'adapter à mes cloches. J'ai fabriqué deux ensembles de métiers à tisser dont les dimensions variaient afin de pouvoir choisir à quel point je voulais que le tricot s'enroule autour de chacune des cloches. Disposer de deux ensembles de tailles devait également prendre en considération les contraintes variables des différents matériaux.

Les métiers à tisser ont été acheminés à partir de contreplaqué sur une machine CNC et les chevilles ont été coupées à partir d'une seule tige de bois. J'ai créé un fichier Rhino et configuré des trajectoires d'outils sur RhinoCam, où les lignes découpent l'espace négatif entre les métiers à tisser et les points désignent les trous. J'ai utilisé deux mèches, une pour chacune des deux tailles de trous afin qu'elles correspondent au diamètre de mes chevilles et de mes clous. Assurez-vous que ces chevilles rentrent dans les trous de la structure du métier, voire les collent si besoin, sinon il serait impossible de les tricoter. La meilleure façon de naviguer à l'aide d'un métier à tisser circulaire est de regarder des didacticiels vidéo Youtube.

Étape 9: Pigment thermochromatique

Les matériaux thermochromiques se présentent sous de nombreuses formes, mais à cette fin, les pigments et les encres étaient la meilleure option. Beaucoup d'entre eux virent au blanc lorsque les températures se réchauffent, mais ces plages de températures peuvent varier. Trouver des matériaux qui changent de couleur peut être plus difficile, mais une astuce consiste à faire en sorte que ce que vous appliquez le pigment thermochromique soit la couleur que vous voudriez à la fin de la réaction. Pour cet exemple, j'ai expérimenté des bases de peinture et des diluants à peinture blancs. Cela a atténué la luminosité de mon pigment violet mais a également rendu le changement beaucoup plus évident. si j'avais une base de peinture bleue et un pigment thermochromique jaune, la couleur de ma solution serait verte à température ambiante mais deviendrait bleue dans des conditions chaudes.

Étape 10: Exploration des matériaux

J'ai commandé des bobines transparentes de tubes en PVC dans deux des plus petites tailles disponibles, chaque rouleau mesurant 100 mètres. J'ai injecté la solution thermochromique dans le tube à l'aide de seringues avec différentes tailles d'aiguilles Luer Lock.

Étape 11: Processus d'injection

Le processus d'injection a bien fonctionné après quelques mètres, mais n'a franchi qu'environ 35% des 100 mètres avant de devenir extrêmement lent et inutile, sans parler de ma douleur à la main. J'ai d'abord essayé d'injecter la solution une fois que le tube était déjà tricoté, j'ai donc considéré cela comme un facteur possible qui aurait pu ralentir le processus.

Étape 12: Processus d'injection: Résolution de problèmes

Je n'ai eu aucun problème à injecter de l'eau sur 100 mètres, j'ai donc essayé d'éclaircir la solution autant que possible sans qu'elle n'atténue complètement les couleurs. J'ai également tenté d'injecter la solution en immergeant l'écheveau de tube dans un seau d'eau chaude (c'est pourquoi la couleur est blanche et non bleue). Rien ne semblait aider.

Étape 13: Processus d'injection: Pompe pneumatique

Rien ne fonctionnait, il était donc temps de sortir la pompe pneumatique. Cela a aidé à pousser la solution à travers 50% du tube… et j'ai finalement dû accepter qu'elle ne passerait pas et couper une petite fente pour que la seringue soit injectée à mi-chemin. Vous ne pouvez pas vraiment remarquer ces cassures, mais cela crée des points faibles susceptibles de se briser, et l'imperfection m'a rendu fou ! Le dernier problème était que même si je parvenais à injecter la solution sur l'intégralité des 100 mètres, une semaine plus tard, la solution sècherait et se déposerait sur un côté de l'intérieur du tube et créerait de grands espaces d'air partout. L'expérimentation a été temporairement mise en pause car j'ai choisi d'utiliser un matériau différent.

Étape 14: Tricoter des cheveux de poupée thermochromique

Il est très difficile de trouver et d'acheter des brins continus de fibres thermométriques, et il doit être continu. Vous avez besoin de mètres et de mètres de tissu pour tricoter, sinon il y aurait des nœuds et des extrémités tout au long de votre tricot en nouant les brins ensemble. Cette matière plastique particulière est en fait utilisée pour fabriquer des cheveux de poupée. J'ai combiné deux couleurs, un bleu qui vire au violet foncé dans des conditions extrêmement froides et un rose qui vire au blanc au-dessus de la température ambiante, afin de créer une gamme thermochromatique plus large.

Étape 15: Générateur thermoélectrique