Archive annuelle2021

Comment fabriquer son imprimante 3D alimentaire (Pancake bot) ?

Les semaines se suivent mais ne se ressemblent pas à la FabAcademy. Après les semaines dédiées à la CAO et CAD (machine de découpe et gravure laser), au code, à l’usinage (fraiseuse numérique) ou encore à la création de cartes électroniques, la thématique était simple : « Fabriquer une machine ».

Pancake bot : Une imprimante 3D alimentaire

« Fabriquer une machine » : une thématique avec volontairement peu de contraintes. Un choix assumé pour que les élèves puissent s’inspirer de machines à commandes numériques DIY d’AgriLab (imprimante 3D, découpeuse laser, badgeuse, distributeur de gel hydroalcoolique). Les étudiants ont donc choisi un prototype peu conventionnel : une imprimante à crêpes. Il s’agit d’une imprimante 3D alimentaire qui contrôle la distribution de pâte liquide sur la plaque chauffante. Grâce à un programme informatique qui définit une trajectoire et une cadence, on peut obtenir des pancakes avec des formes qui plairont aux petits (Mikey, dinosaure …) comme aux grands (Logo de son entreprise, impression de messages…) !

Quelle sont les étapes pour fabriquer la Pancake Bot ?

Tout d’abord les 3 étudiants ont dû se mettre d’accord sur un projet. Le choix de l’imprimante à crêpes à fait l’unanimité. Mais qui dit machine alimentaire, dit contraintes supplémentaires, comme  le choix des matériaux nécessaires à la réalisation. 

Avant d’usiner les pièces, les étudiants ont commencé par fabriquer la machine avec du carton. Cela leur a permis d’avoir une vision d’ensemble et voir les limites et contraintes. Par exemple, passer des câbles semble être un détail, mais en réalité, cela est assez complexe. Il faut éviter que les fils s’emmêlent ou qu’ils chauffent.

Le concept de base était de créer une structure qui marche mécaniquement, sur laquelle on ajoute ensuite des moteurs et du code. Grâce à deux courroies dentées, la « tête d’impression » peut se déplacer sur deux axes X et Y. Chaque mouvement de rotation permet de faire avancer la courroie de 200 pas, ce qui correspond à un nombre de dents et donc à une distance en mm. À chaque mise en route, la machine commence par se calibrer. Des capteurs, appelés « fin de course » ont également été installés. Ils permettent à la  machine de détecter ses limites et de définir le X=0 et Y=0.

Même chose pour l’outil d’impression qui est une pompe péristaltique. Il faut faire tourner le moteur pendant x secondes afin d’envoyer la bonne quantité de pâte et avoir la plus grande précision possible. 

Une fois ce fonctionnement acquis, on peut créer le code qui va commander la trajectoire et la distribution de la pâte. Après ces travaux, les étudiants sont donc capables de fabriquer une machine complexe (découpeuse à eau, une CNC, un automate, un robot…).

La FabAcademy permet de se former à la fabrication numérique dans un fablab. Avec ses 6 labs, AgriLab dispose d’un parc de machines complet du numérique à la conception mécanique. L’accès à ces machines à commande numérique par ordinateur permet d’apprendre à travailler en respectant les règles de sécurité. On peut y apprendre le prototypage rapide et obtenir un résultat en 6 mois.

Être capable de fabriquer (presque) tout… c’est possible dans un FabLab comme AgriLab

La documentation technique, en anglais :

« Il faut être créatif, ça fait partie du métier ! »

France 3 Hauts de France est venu découvrir le projet de Florent, FabManager à AgriLab : Une voiture digne d’une Citroën Méhari.

Le fait d’avoir un grand nombre d’outils permet de tester avant de valider un projet avant de se lancer dans de l’industrie lourde.

En effet, comme l’explique Mehdi Jaber, responsable d’AgriLab, « il faut être créatif, avoir son propre projet, car on a besoin de gens qui restent créatifs. Cela fait partie du métier. On est dans l’innovation ascendante, dans le partage, dans le collaboratif… et c’est ça qui fait la spécificité du lieu. »

Comment créer un circuit électronique ?

Elina, Théo, et Antonio, étudiants à la FabAcademy ont appris à réaliser un circuit électronique avec toutes les étapes : designer, usiner, souder, programmer.

Selon Wikipédia, un circuit électronique est un ensemble de composants électroniques interconnectés à l’aide d’un circuit imprimé (appelé « board » en anglais) dont le but est de remplir une fonction.
Dans le programme de la FabAcademy, une semaine est dédiée à la production électronique. Voici quelques étapes importantes pour la réalisation d’un circuit électronique.
La documentation beaucoup plus détaillée par Elina, Théo, et Antonio est disponible sur le site de la FabAcademy.

Dessiner le circuit : Le design

Pour commencer l’exercice, il faut apprendre à réaliser le design du circuit imprimé (board) sur KICAD. Ce logiciel libre permet la conception de schémas électroniques et de circuits imprimés. Les étudiants ont été invités à modifier un circuit existant fourni par la FabAcademy en y ajoutant une LED et un bouton. Une fois la technique maitrisée, ils ont redessiné entièrement le circuit. Ce dessin de circuit est une image au format PNG, qu’il faut ensuite transformer en G-CODE, langage de programmation qui permet de programmer les mouvements de la fraiseuse numérique pour l’étape suivante.

Usiner, souder, programmer

Il existe deux méthodes pour graver son circuit imprimé : la gravure chimique et le fraisage. La gravure chimique est une méthode très précise, cependant les produits sont très toxiques. La méthode avec la fraiseuse a donc été privilégiée.
Grâce au logiciel Vpanel qui permet le dialogue entre le logiciel et la machine, il a fallu importer l’image dessinée auparavant. C’est également avec le logiciel que les différents paramètres ont été ajustés (vitesse de déplacement de la broche et surveillance du fraisage dans les différents axes X, Y et Z). Avant le fraisage final, plusieurs tests ont été réalisés avec différentes mèches.

Une fois le circuit imprimé, il a fallu souder les composants avec de l’étain. Les composants choisis étaient un microcontrôleur, des Pins, une résistance, un condensateur et un régulateur. Pour vérifier que le travail a été correctement réalisé , il a ensuite fallu tester la carte avec un multimètre.
Une fois tout cela réalisé, les étudiants ont pu flasher la carte, c’est-à-dire envoyer un programme sur la puce.

Documentation complète sur la réalisation d’une carte électronique :
Documentation d’Elina
Documentation de Théo
Documentation d’Antonio

Construire un système d’autoguidage RTK, ils l’ont fait… en open-source !

Autoguidage RTK, une version à prix réduit qui fonctionne !

Le projet a débuté en 2020 et aujourd’hui le montage du prototype fonctionne ! Jean-Marie NOËL et Richard PAUWELS, agriculteurs dans l’Oise, ont réussi à monter un système d’autoguidage RTK sur un tracteur qui date de 1999 (un CASE MX 120).
Les premiers tests réalisés à l’arrière d’AgriLab ont été concluants. Le tracteur a réalisé plusieurs allers-retours, avec demi-tours, de manière autonome sur une même ligne. Si au départ la conduite automatisée était assez nerveuse, après plusieurs réglages, elle est devenue agréable.
Les tests en plein champ ont également été positifs : le tracteur a pu être commandé sans intervention humaine pour réaliser un demi-tour en bout de parcelle. Après ce premier succès, un second tracteur est en train d’être équipé, puis ce sera le tour de la moissonneuse-batteuse !

Comment construire son autoguidage RTK à coût réduit ?

Avant de corriger la trajectoire, il faut déjà connaitre la position : celle du tracteur, et celle des roues.

Une antenne GPS a donc été installée à l’avant du tracteur pour connaitre sa position en temps réel. Un capteur d’angle a également été installé sur une des deux roues avant.
Dans la cabine on retrouve une carte électronique qui recueille les informations de positionnement. Elle est branchée à un ordinateur de bord et connectée via le réseau GSM 3G/4G pour recueillir les données correctives des balises RTK. (voir le schéma sur le wiki). Recueillir ces données correctives est possible grâce au réseau Centipède, un réseau de bases GNSS RTK mutualisé en libre accès. Il s’agit d’un réseau ouvert de partage de balises RTK accessibles à tous (instituts, particuliers, privés, agriculteurs, partenaires publics).

Une fois toutes les données recueillies par la carte électronique, la correction peut se faire. La carte électronique est branchée sur un moteur situé à l’arrière du volant. Ce moteur entraine ensuite un pignon qui entraine une couronne fixée au volant. C’est cet entrainement de la couronne et du volant qui permet de guider le tracteur de manière automatique.

Au niveau coût, il faudra compter 1 500€ pour l’achat des différentes pièces (antenne, capteurs, moteur d’entrainement, Arduino, …) ainsi qu’un PC ou une tablette (environ 500 €).
On peut donc obtenir une solution complète à moins de 2000 €… à condition de passer le temps nécessaire pour le monter soi-même.

Une communauté autour de l’autoguidage RTK et du logiciel AGOPENGPS

Construire sa solution d’autoguidage présente deux intérêts:

-Un coût relativement faible par rapport aux solutions commerciales : une solution équivalente coûterait environ 15 000 € à l’achat, à laquelle il faudrait rajouter 1 000 € d’abonnement par an.

-L’indépendance technologique : lorsque l’on construit sa solution, on la comprend. On est ainsi capable de la réparer, sans avoir à faire appel à un dépanneur.

Lorsqu’on se lance, il faut passer du temps à faire des recherches (souvent en anglais), suivre les forums, les groupes dans les réseaux sociaux. Heureusement, il existe une communauté internationale autour du logiciel AGOPENGPS et de l’autoconstruction d’autoguidage RTK. Les personnes impliquées y partagent leurs découvertes, leurs astuces, mais aussi leurs difficultés.
La communauté française est en train de monter un Wiki, ce qui évitera aux nouvelles personnes qui souhaitent se lancer dans l’aventure de devoir repartir du début, et se poser les mêmes questions.

L’autoguidage RTK n’est pas une recette toute faite. Il existe plusieurs façons de le faire. Il faut donc être imaginatif. L’Opensource en agriculture présente un réel intérêt, car les solutions travaillées sont modulables, flexibles… et donc adaptées à tous.

Où trouver les tutos, wiki et réseaux sociaux de la communauté AGOPENGPS et RTK ?

Par définition, un wiki n’est jamais terminé ! Il est donc important de se documenter régulièrement sur le web, car cette liste n’est pas exhaustive.

Le groupe Facebook de la communauté AGOPENGPS : https://www.facebook.com/groups/agopengpsfrance

La communauté AGOPENGPS et le GitHub :
https://agopengps.discourse.group/
https://github.com/farmerbriantee/AgOpenGPS

Le groupe Telegram AGOPENGPS France:
https://t.me/AgOpenGps_France

AgOpenGPS documentation non officielle :
http://aogwiki.synology.me/doku.php?id=presentation

La documentation en cours de Jean-Marie NOËL et Richard PAUWELS
http://agrilab.unilasalle.fr/gps-rtk-libre/

Article précédent : Autoguidage RTK à prix intéressant, c’est possible
Vidéo précédente :

Cultiver l’ortie en Hauts-de-France : le projet URTI-K

Les Hauts-de-France : 1ère région agricole du pays

Avec 2,1 millions d’hectares de terres agricoles (soit 2/3 de la superficie du territoire), la région Hauts-de-France est la 1ère région agricole du pays.
La région produit par exemple 2/3 des pommes de terre et 10% du lait en France. Le territoire excelle également dans la production de blé.

Si les céréales (orge, blé, maïs) occupent 60% des terres arables en France, plusieurs agriculteurs ont choisi de se diversifier. Certains cherchent à adopter une agriculture plus résiliente (la diversification des cultures permet de réduire l’utilisation de phytosanitaires et d’engrais); d’autres cherchent à développer des productions de niches.

Avec le réchauffement climatique certains agriculteurs produisent désormais de la patate douce, de la spiruline et certains… des orties !
Voir ci-dessous le reportage réalisé par France 3 Hauts-de-France.

Cultiver et valoriser l’ortie

Les vertus de l’ortie sont multiples:

Fertilisant : En macérant des orties hachées, on peut obtenir un purin d’ortie. Une recette bien connue des jardiniers qui pourront profiter de ce purin pour son pouvoir fongicide et insecticide.
-Alimentaire : L’ortie est une plante comestible, riche en fer, en protéines, mais également en calcium. Elle contient 8 acides aminés essentiels.
-Médicinales : L’ortie est une plante connue pour son pouvoir diurétique, mais aussi dépurative, anti-inflammatoire, etc.

L’ortie, perçue davantage comme une plante indésirable, possède en réalité de nombreuses propriétés. C’est ce qui a poussé 6 agriculteurs des Hauts-de-France à se lancer dans le projet Urti-K, initié à AgriLab.

« C’est une plante qui pousse partout où on ne la souhaite pas, mais quand on veut la mettre quelque part elle ne veut pas venir ! » explique Bernard de Franssu, agriculteur à Villers-Chatel. Les 6 agriculteurs vont donc tester différents dosages d’azote et différents paillages (anas de lin, copeaux de bois, paille de blé et enfin couvert végétal à base de trèfle blanc).

Hugues d’Hautefeuille, sylviculteur à l’origine du projet Urti-K, explique qu’ils vont travailler d’abord 1 hectare cette année, 3 hectares l’année prochaine, et 10 hectares l’année suivante.

L’objectif serait de créer une filière ortie dans les Hauts-de-France, dont les débouchés seraient multiples : alimentaires (notamment pour l’alimentation équine), pharmaceutiques, cosmétiques, mais aussi dans le textile et les engrais.

Retrouver la page du projet ci-dessous :

FabAcademy AgriLab CAM Machine

FabAcademy : Les projets avancent !

Définir son projet : Mission accomplie !

Théo : Le chariot suiveur

Théo vient du monde agricole où l’on est régulièrement amené à transporter des objets lourds (sacs de grains, pièces mécaniques, …). Cela a bien évidemment un impact sur la santé. Partant de ce constat, il a choisi de réaliser un chariot autonome capable de suivre une personne.

Le chariot sera en métal et devra être suffisamment grand et solide pour transporter des charges lourdes d’une centaine de kilos. Il devra également être capable de se déplacer sur plusieurs types de terrains.

Antonio : Système de contrôle de la qualité du lait et d’identification des animaux

Théo vient du Mexique. Son projet vient d’un constat simple : les éleveurs mexicains ont besoin de système de mesure abordable. Dans les élevages, on utilise une identification électronique par radiofréquence (RFID) : les animaux sont identifiés grâce à des boucles d’oreille utilisant la technologie RFID. Au Mexique (comme dans les pays en développement), ces boucles d’oreilles sont importées, ce qui rend leur coût inaccessible pour une majorité d’éleveurs.

Son idée serait de développer un système RFID pouvant être réalisé dans des FabLabs. Il aimerait également créer un système de contrôle de la qualité du lait pour mesurer la teneur en protéines / matières grasses ainsi que les cellules somatiques. Les cellules somatiques font partie du système immunitaire des animaux et certaines maladies peuvent être prévenues en comptant les cellules somatiques dans la production laitière.

Elina : La peluche qui bouge

Elina a choisi de créer un squelette pour un ours en peluche. La peluche pourra être animée à l’aide d’une télécommande. Le but étant qu’il puisse se déplacer, et que sa tête soit animée. Elle s’est inspirée des célèbres robots de la société Energy Robotics, ainsi que de l’ourson animé de la société Fujitsu.

FAIRE / PARTAGER / APPRENDRE … toutes les semaines !

Les étudiants sont formés chaque semaine sur un nouvel atelier. Le mercredi ils font une visioconférence avec les autres FabLabs en lien avec la FabFondation, et doivent avancer sur leur projet et le documenter… pour être prêts pour la semaine suivante !

Gestion de projet

Dans un premier temps, les étudiants ont été invités à créer leur site web. Ils se sont initiés au codage avec le langage MarkDown et ont pu pour certains utiliser l’éditeur Sublime Text.
Leur site permet de documenter leur projet tout au long du cursus de la FabAcademy.

Antonio : http://fabacademy.org/2021/labs/agrilab/students/antonio-anaya/
Elina : http://fabacademy.org/2021/labs/agrilab/students/elina-nguyen-cadoret/
Théo : http://fabacademy.org/2021/labs/agrilab/students/theo-gautier/

Conception assistée par ordinateur (CAO)

Les 3 étudiants ont été initiés à la modélisation avec FUSION 360 et FREECAD.
Ils ont également suivi un atelier sur BLENDER et sur KRITA.
Enfin, ils ont été amenés à travailler sur INKSCAPE afin de pouvoir préparer le travail pour l’atelier suivant : CAM : machines contrôlées de découpe assistée par ordinateurs.

CAM : Machines contrôlées de découpe

Pendant la semaine dédiée aux machines contrôlées de découpe (CAM) les étudiants ont appris à se servir de la découpeuse vinyle et de la découpeuse laser. Une occasion de découvrir comment fonctionnent ces machines pour comprendre comment optimiser son travail.
Par exemple, en comprenant comment fonctionne la découpeuse laser, on comprend ses limites, et ce qu’on peut faire.
Sur la découpeuse vinyle, si l’on prépare bien en amont son projet, on peut gagner du temps et limiter l’utilisation du consommable.

Les prochaines semaines vont être encore plus enrichissantes avec la numérisation 3D, impression 3D, production électronique, …

À suivre

FabAcademy : 3 étudiants, 2 nationalités, 1 semestre

AgriLab accueille 3 étudiants pour la FabAcademy 2021 : Théo et Elina qui sont français et Antonio qui vient du Mexique. Après une introduction, une visite des lieux, l’heure est à l’apprentissage !

Accueil et visite des lieux

AgriLab a accueilli Théo, Elina et Antonio quelques jours avant le lancement officiel de la FabAcademy. Cela a été l’occasion de visiter les différents zones de prototypage d’AgriLab, de découvrir l’équipe, mais aussi de suivre plusieurs ateliers comme MicroBit, FreeCad ou Blender.

Les étudiants ont également visité la ferme d’UniLaSalle, située juste derrière AgriLab. Cette ferme d’application est équipée d’un robot de traite récent.

Trois étudiants, trois projets

Lorsque l’on suit la FabAcademy, le projet s’affine jours après jours. Aussi, le projet défini en début de parcours n’est pas nécessairement le projet définitif !

Elina souhaite partir d’une peluche que l’on trouve dans le commerce, et ensuite l’animer pour qu’elle puisse se déplacer et bouger la tête.

Antonio souhaite développer un système de contrôle de la qualité du lait, à moindre coût, afin que celui-ci puisse servir aux éleveurs mexicains.

Enfin, Théo souhaite développer un robot suiveur de personnes capable de porter des charges lourdes, et ainsi faciliter le quotidien des personnes travaillant dans les milieux agricoles ou travaillant dans des conditions similaires.

Une pédagogie différente : La formation distribuée 

Si les systèmes éducatifs d’aujourd’hui alternent deux styles d’enseignement (l’apprentissage en personne, l’apprentissage à distance), la Fab Academy propose un modèle hybride la formation distribuée

Lorsque les étudiants suivent la Fab Academy, ils sont encadrés par des instructeurs pour avancer sur leurs projets, et se connectent au réseau mondial en ligne. Ils peuvent ainsi échanger sur leurs découvertes et leurs expériences et partager du contenu. 

Cette année 85 Labs participent à travers le monde et échangent en anglais.

2020… une année riche en rebondissements !

Cette année 2020 aura été riche en rebondissements. Nous préférons retenir les meilleurs moments. L’équipe AgriLab est fière d’avoir dispensé la 1ère édition de la FabAcademy, d’avoir participé au FabX, ou encore d’avoir trouvé sa place au Salon International de l’Agriculture. Plusieurs projets prometteurs ont également vu le jour.
De quoi commencer 2021 sous les meilleures hospices !

AgriLab, un fablab reconnu dans la communauté

FabAcademy, 1ère année

Pour la première fois cette année, AgriLab a dispensé son programme de fabrication numérique en lien avec 70 fablabs dans le monde. Semaine après semaine, les élèves ont appris le prototypage rapide en développant leurs connaissances dans de nombreux domaines comme l’électronique, l’informatique, la fabrication additive et soustractive. Les élèves ont à la fois eu accès à l’ensemble des machines présentes à AgriLab, et ont participé chaque semaine à un campus en ligne en interaction avec la communauté mondiale. Malgré le confinement, la FabAcademy a pu se poursuivre à distance grâce à l’envoi de kits pour continuer à travailler sur les projets.

AgriLab accueille le FabX, la conférence mondiale des FabLabs

Chaque année, le FabX réunit la communauté des 2 000 Fablabs de 126 pays. Dans ce contexte perturbé par le Covid, l’édition 2020 de « AgriLabFabX » s’est déroulé de manière distribuée pendant trois jours : Des fabmanagers européens ont été accueillis à Agrilab, tandis que d’autres participants ont suivi les ateliers et workshops à distance. Ces trois jours ont permis d’échanger sur les meilleures pratiques de fabrication numérique pour contribuer aux défis de notre monde… comme le Covid par exemple !

AgriLab : FabLab impliqué au niveau national

Au mois de mars, la France subissait le confinement, causant la fermeture temporaire de nombreux établissements. Pourtant, de nombreux fablabs se sont mobilisés pour apporter leur contribution. En lien avec la CCI de l’Oise et l’agglomération du Beauvaisis, AgriLab a fabriqué gratuitement plus de 2000 visières et 1000 kits de masques en tissu à destination des hôpitaux et des personnels de santé. Cette initiative, parmi d’autres, a prouvé la capacité des fablabs à apporter une réponse locale face à un problème mondial… et cela grâce à la collaboration. Cette mobilisation aura d’ailleurs été largement abordée lors de l‘OctoberMake, événement du réseau français des falabs où AgriLab s’est impliqué.

AgriLab au service de l’agriculture

Matériel agricole, modulable et opensource, évolutif

À l’image de la philosophie d’AgriLab, l’équipe a accompagné des projets allant du design numérique à la conception mécanique. Le projet Préfabriqué est une solution opensource hybrique entre matériel acheté en concession et matériel autoconstruit. Totalement modulable, ce porte-outil peut être adapté aux besoins de l’agriculteur (en déchaumeur, vibroculteur, semoir). Après le succès des test des V1 et V2, Simon et Sunny travaillent actuellement sur la 3ème version… encore plus modulable.

Autoguidage GPS RTK

Richard et Jean-Marie sont deux agriculteurs passionnés qui ont souhaité créer un système d’autoguidage utilisant la technologie RTK. L’objectif étant de pouvoir adapter cette technologie dans leurs matériels agricoles, et à un coût défiant toute concurrence. Après être parti d’un modèle opensource développé au Canada, ils ont installé le système sur un tracteur Case MX 120 … une mise à jour d’un tracteur datant de 1999. Un premier essai en champs a été réalisé avec succès. L’objectif à l’avenir étant de pouvoir monter ce système sur d’autres machines (autres tracteurs, moissonneuse…).

CESAR : Bras robotisé pour récolter les salades

À la demande de la start-up Instar Robotics, cinq étudiants ont travaillé avec la chaire Agro machinisme et nouvelles technologies pour développer un bras robotisé de récolte de salade. Les premiers essais du prototype ont été réalisés, c’est maintenant à la start-up de voir comment développer ce projet à plus grande échelle. A l’heure du confinement, la main d’œuvre est difficile à trouver en maraichage… est ce que la robotique peut être une solution ? Le débat est toujours ouvert !

Agrilab au salon de l’agriculture

AgriLab a participé pour la première fois au salon international de l’agriculture. Sur un stand dont le mobilier avait été usiné maison, AgriLab avait invité des makers à présenter leur projet. AgriLab a également été invité sur différentes tables rondes pour présenter sa vision de l’innovation collaborative. Bien que le dernier jour du salon ait été annulé pour cause de Covid, AgriLab a parfaitement trouvé sa place dans ce salon qui avait pour thème « L’agriculture vous tend les bras ». Place au prochain salon, seulement en 2022, l’édition 2021 ayant été annulée pour les mêmes raisons.

Pour conclure, cette année aura été riche en rebondissements. Centre d’innovation, AgriLab a été sollicité sur différents projets agricoles. En outre, grâce à son implication dans le réseau mondial des FabLabs, AgriLab a su asseoir sa notoriété et peut s’enorgueillir d’être aujourd’hui l’un des 3 seuls sites en France dispensant la FabAcademy.
De nombreux projets sont à l’étude. Cette nouvelle année s’annonce riche en réalisations… À suivre !