Deconstructing David

This blog is currently being translated to English, therefore, I I don’t have enough free time to keep on updating it.
As soon as the translation is over, I’ll resume writing new posts.
Thanks for your patience.

Je viens de terminer l’assemblage et le test de la seconde piste de la machine à billes. Bien que plus complexe, elle m’a demandé moins de mal que la première voie, l’expérience précédente aidant. Elle comporte un double looping suivi par un inverseur qui permet aux billes de faire des demi-tours dans un tout petit espace.
J’ai évidemment pris quelques photos:

Et ci-dessous une vidéo illustrant les deux premières pistes. Encore une fois, la pompe à billes n’est pas branchée puisque seules les voies sont soumises au test.

Comme je suis arrivé approximativement à la moitié du travail sur les voies, il est temps de faire un petit bilan chiffré:
-voie 1: 8 mètres de fil de laiton diam. 1,5mm, 31 traverses, 86 soudures,
-voie 2: 7,5 mètres de fil de laiton diam. 1,5mm, 34 traverses, 93 soudures.
Soit un total de 179 soudures (qui ont eu raison de la panne de mon fer à souder )!

Après avoir construit ma pompe à billes, j’ai enchaîné sur un châssis complet de machine à bille. Celui-ci a une structure assez triviale et ne sera pas décrit en détails ici, il est toutefois visible dans la galerie dédiée à ce projet. Une fois le châssis assemblé, le plus gros reste à faire: les pistes à billes! Après de longues hésitations, j’ai finalement choisi de les faire en fil de laiton plutôt qu’en bois car il me semble que cette technique permet plus “d’acrobaties”.

J’ai donc acheté une dizaine de mètres de tiges de laiton de 1,5mm de diamètre et ai assemblé une voie tant bien que mal. La mise en forme se fait entièrement à la main et l’assemblage est réalisé par brasage avec un alliage Sn/Pb à 60/40%. La source de chaleur est un vieux fer à souder électrique de 30W qui n’a plus trop la cote auprès des filles mais me rend de bons et loyaux services.

Les traverses des rails sont pliées et coupées depuis la même tige que celle qui constitue les rails, les piliers sont également en laiton 1,5mm. Cette première piste en a nécessité environ 7m. Pour assembler plus facilement les rails, j’ai fabriqué des mords en bois pratiques pour pincer deux rails parallèlement et venir souder la traverse, photo ci-contre. Ils permettent de maintenir l’écart adéquat et d’immobiliser la pièce afin de pouvoir braser “in situ”.

Ce premier essai est satisfaisant car fonctionnel mais présente tout de même un grand nombre de maladresses. Tout d’abord j’ai assemblé le premier mètre de piste sans le fixer sur le châssis. Grave erreur puisque la fixation sur le châssis a nécessité des modifications légères mais qui ont perturbé le déplacement des billes. Ensuite, la forme même de cette première piste est complexe à cause de la vitesse atteinte dans les premiers tournants et à cause de l’allure de la première chute qui doit être courbée pour empêcher les déraillements. De plus, la longueur limitée de mes baguettes (1m) m’oblige à faire des raccords réguliers qui nuisent à la continuité de la voie. Enfin, j’ai pu constater que toutes mes billes ne se comportent pas de la même manière sur la piste! Elles présentent en effet des tailles suffisamment différentes pour entraîner des arrêts ou déraillements imprévisibles. Il serait probablement judicieux d’utiliser des billes de roulements à billes, toutes rigoureusement identiques.

Je prévois encore l’ajout d’au moins 3 autres pistes!

Fasciné depuis des mois par les machines à billes et par les travaux de Matthias Wandel je me suis enfin décidé à construire ma propre “RBS” (rolling ball sculpture). N’ayant pas de quoi travailler le métal correctement j’ai décidé de la réaliser en bois.

Décidé à privilégier l’aspect ludique de la chose, j’avance un peu à l’aveuglette sans plans détaillés mais avec juste quelques dessins concis.

Après deux soirées de travail, j’ai obtenu une pompe à billes qui me satisfait pleinement.
ce premier prototype est visible ici:

Les baguettes de bois avec “rigole” sont coupées avec une mini scie stationnaire Proxxon. J’ignore encore quel moteur je vais utiliser pour propulser l’ensemble. Vu le couple nécessaire et le prix parfois indécent des ensembles moteurs/ réducteurs/ roulements/ poulies je songe à acheter une mini perceuse-visseuse bon marché et de l’utiliser entière, mandrin compris.

Lorsqu’on recherche des avis de consommateurs sur internet, il est toujours beaucoup plus facile de trouver des clients mécontents que des gens satisfaits! En effet, seule la mauvaise humeur de d’acheteur qui se sent spolié semble suffisante pour le motiver à prendre la plume.

C’est  pour contrarier cette tendance que j’écris aujourd’hui. En effet, je désire décrire ici l’excellent service dont j’ai pu bénéficier lors d’un problème avec mon nouveau vélo.

Je roule depuis août 09 sur un Orbea Anayet. Je l’emploie presque exclusivement comme moyen de transport et parcours entre 50 et 125km par semaine. Après environ deux mois de route, j’ai constaté sur le tube supérieur du cadre que le vernis commençait à s’écailler! Petit à petit, il s’est décollé emportant avec lui les  logos et laissant à nu la peinture! Il va de soi qu’il n’avait reçu aucun choc et que je ne l’ai nettoyé avec aucun produit chimique agressif (vu le contenu d’autres posts de ce blog, cette remarque est tout à fait pertinente ).

J’ai donc rapporté le vélo aux Galleries du Cycle, où le vendeur a pris des photos et les a envoyées chez Orbea. Je suis reparti un peu perplexe, me disant qu’il ne me restait plus qu’à trouver un carrossier sympa acceptant de repeindre mon vélo… Une vingtaine de jour plus tard, je reçois toutefois un coup de fil des Galeries qui m’annonce qu’un nouveau cadre est arrivé et que je peux venir le faire monter quand je le souhaite!

L’échange ne m’a rien coûté et a été effectué avec rapidité et professionnalisme. Un grand bravo donc aux différentes parties qui ont contribué à la résolution de ce problème. Désormais je ne peux que conseiller cette marque et ce commerçant.

Le vélo en question et ses problèmes de peinture sont visibles dans cette galerie:

En revanche, l’une de mes deux sacoches a cassé après moins de 700km. Les crochets de fixation au porte bagages n’ont manifestement pas résisté aux vibrations et à mon chargement. Même s’il s’agissait d’un produit bon marché, c’est une faille assez décevante du point de vue de la conception puisqu’il est évident que toutes les contraintes se concentrent dans cette zone et qu’il convient donc de la renforcer convenablement.

Suite à une très longue absence due à un surplus de travail et d’activités extra universitaires, je n’ai pas pu mettre à jour ces pages depuis quelques mois. Ce message rédigé à l’aube de la rentrée scolaire 2009 a pour but de faire un résumé très général et condensé des modestes avancées des derniers mois.

Distillation, janvier février 2009
Le design de la colonne a été légèrement modifié depuis janvier. Elle est maintenant totalement opérationnelle et relativement facile à utiliser. Je ne manquerai pas de la prendre en photos lors de sa prochaine utilisation.

Une torpille en laiton, février 2009
Les poubelles de l’université sont définitivement un endroit plein de surprises. J’ai déniché en océanographie une espèce de torpille de 30kg en laiton massif! Il s’agirait apparemment d’un courantomètre (préhistorique). Alors que les appareils modernes fonctionnent par effet Doppler, celui là est simplement équipé d’une petite hélice qui fait tourner un aimant. Ce champ magnétique tournant peut ensuite être perçu par un dispositif électrique placé dans la cavité étanche de l’appareil. Évidemment je ne compte pas sonder les profondeurs de la Meuse: si j’ai ramassé cet engin c’est simplement pour son esthétique. Une fois débarrassé de sa peinture jaune et poncé je crois qu’il pourrait être fort joli. Les photos sont visibles ici:

Une presse et un broyeur de pommes, mars 2009
Mes quelques expériences de fermentation de bière m’ont conduit à lire de nombreux documents concernant la fermentation d ‘autres jus. Notamment la fabrication de cidre. Je projette donc vaguement de construire un broyeur de pommes et une presse pour extraire le jus de la bouille de pommes. Affaire à suivre…

L’outil ne fait pas le bricoleur…mais l’aide considérablement, juillet 2009
Je viens d’acquérir une mini scie circulaire stationnaire Proxxon FET. J’ai choisi ce modèle miniature pour des raisons d’espace et surtout de bruit, les modèles de grande taille étant particulièrement bruyants. Je suis enchanté par ce petit engin qui se révèle très puissant et précis. Pour l’instant il semble convenir parfaitement aux applications qui m’intéressent. L’engin est visible en vidéo sur Youtube. Je lui ai également dédié une galerie Picasa:

Coup de pédale, août 2009
Mon vieux VTT (12 ans!) peut enfin se reposer: je roule désormais sur un Anayet 2009 de chez Orbea. Il est équipé très sobrement d’un mini porte bagages Tubus Fly et de gardes boues routiers Topeak Defender. Très confortable et relativement rapide, il me convient très bien en guise de “commuter bike”. Sa fiabilité reste toutefois à être examinée, les intempéries de cet hiver constitueront sûrement un bon test.

Nouvel appareil photo, septembre 2009
Mon pauvre petit Ixus 500 a connu une fin tragique en juillet dernier. Chocs et sable ont eu raison de sa mécanique. Après une carrière de 5000 photos, je lui ai donc offert une retraite bien méritée.
Son remplaçant est un Canon également mais plus de la famille Ixus: il s’agit cette fois d’un Powershot G10. Mes prochains articles seront d’ailleurs illustré par ses clichés.

Déménagement, septembre 2009
Je devrais bientôt m’installer dans un studio équipé d’un petit atelier! Après les quelques travaux de rénovation qui débutent dans deux jours, j’espère donc me ménager un beau petit espace de travail. Qui en principe devrait me permettre de bricoler dans de meilleures conditions.

J’ai réalisé plusieurs petites modifications avant de lancer un test ce soir.

J’ai d’abord redécoupé la plaque qui sert de socle à la colonne et la fixe ou bouilleur. cette découpe est avant tout esthétique mais elle va me permettre de mieux combattre les fuites.

Ensuite j’ai placé dans la colonne deux rouleaux à récurer en copeaux d’inox afin de constituer un garnissage que j’ai tenté d’homogénéiser tant bien que mal.

Finalement, point le plus important, j’ai alimenté le bouilleur en 130V grâce à mon gros transformateur comme évoqué à la fin de ce message. La puissance dissipée par les résistances chauffantes est donc approximativement de 1300W. À cette puissance, les contraintes sur l’installation diminuent fortement: j’ai moins de problèmes de fuites et la colonne ne vibre presque plus. Mais l’avantage réside particulièrement dans le refroidissement: en effet, même sans refroidisseur, l’eau sort du condenseur à peine tiède. Le distillat est quant-à lui assez frais. Il se réchauffe un peu dans le tuyau d’évacuation à cause des deux supports horizontaux qui font l’effet de ponts thermiques. La pompe était un peu survoltée: je l’alimentais à 29V. Le débit de distillat à reflux nul est de 280ml/h (il était de 2,4l/h à 2400W).

J’ai toutefois un étrange problème d’odeurs: l’eau distillée a un parfum étrange, qui ressemble à un métal oxydé… J’ignore d’où vient ce parfum: j’exclus le cuivre puisque tous les alambics professionnels sont en Cu. L’inox de ma cuve serait-il de mauvaise qualité? Je n’observe pourtant aucune piqures. Pour le moment, les seules pièces qui semblent souffrir sont les vis qui fixent le socle de la colonne à la tour. Ces vis sont en acier galvanisé: elles sont donc recouvertes de zinc. Or en présence d’un électrolyte (ici l’eau de ma cuve) je crains que l’assemblage Cu/Zn ne se comporte comme une pile. Le goût serait donc donné par la corrosion galvanique à l’assemblage Cu/Zn? Je jetterai un œil dans les tables de potentiel redox demain. Il faut donc que je trouve des vis M3 en inox ou en titane.

Heureux propriétaire depuis 2005 d’une machine Nespresso Essenza (Krups XN2005) ce n’est qu’aujourd’hui que j’ai osé me lancer dans le démontage de l’engin. En effet, j’ai pu remarquer dès le déballage il y a 3 ans que la bête était entièrement assemblée par des espèces de rivets bizarres, apparemment inattaquables sans tout démolir… C’est avec satisfaction que j’ai découvert aujourd’hui que ces éléments étranges n’étaient pas des rivets mais bien des vis, mais à la tête très curieuse: sans empreinte concave, elles sont juste constituées d’une espèce de petit chapeau haut de forme apparemment cylindrique. Or c’est là qu’est l’astuce! Cette tête n’est pas circulaire mais ovale, ce qui permet d’y appliquer un couple.

Pour faire tourner ces vis, inutile de les torturer avec une grosse pince, celles qui sont au fond du carter en ABS sont de toute façon inaccessibles! Plusieurs solutions s’offrent donc au bricoleur:
-acheter le tournevis adéquat, avec cette empreinte bizarre, une quarantaine d’euros sur le net -> cher et inutile
-fabriquer soi même ce tournevis en perçant un trou de 3,5mm dans une vis de 6mm en acier puis en écrasant ce trou au marteau pour lui donner une forme ovale ¹ -> astucieux mais difficile à réaliser sans des machines outils précises. J’ai fait plusieurs essais sans succès: soit l’ovale est trop écrasé, soit pas assez…

Un peu déconfit, j’étais prêt à renoncer quand je suis tombé sur un tube d’aluminium (diamètre interne 4mm, externe 6mm) acheté il y a quelques mois dans un Leroy Merlin quelconque. Il m’a suffit de mordre doucement le bout de ce tube avec un pince ordinaire pour lui donner la forme ovale idéale qui m’a permis de déloger les 8 vis de la machine du bout des doigts, sans effort et sans casse! Il me semble donc que c’est de loin l’outil idéal tant d’un point de vue pratique qu’économique!

Une fois ces vis retirées, la coque se démonte très facilement et sans risques de casse. Les trois photos suivantes présentent la bête déshabillée. Le cliché central permet de comprendre aisément le fonctionnement de la machine. L’eau froide est ponctionnée à droite, sous le réservoir. Elle traverse la pompe verte, ressort par le tube fin bleu transparent et va dans le thermobloc. Elle en ressort par un autre tube fin, mais entouré d’une gaine de silicone, qui monte verticalement vers la presse à capsules (première photo). On remarque que la pompe est montée sur de gros silentblocs. Elle est fabriquée par Invensys ; il s’agit manifestement d’une pompe à solénoide, modèle 0018526 CL7 10702, qui consomme 70W.

Je précise ici que ce n’est pas une panne qui m’a poussé à démonter cette Nespresso! Si je me suis intéressé à cette machine c’est uniquement parce que le fabricant a voulu en protéger le contenu par une visserie exotique. Si Nestlé avait utilisé des vis ordinaires je n’y aurais probablement jamais touché… Quoiqu’il en soit, je n’ai relevé aucun signe d’usure ou de casse. Les seuls stigmates de l’utilisation intensive de la machine sont les traces de calcaire: posée à côté de l’évier, la petite Krups a souvent les pattes dans l’eau. Un peu d’acide acétique a rapidement eu raison de ces croutes calcaires.

J’ai finalement démonté le nez de la machine qui se déclipse très facilement via deux pattes (une de chaque côté) visibles au centre de la photo ci-contre.
Contrairement au reste de la machine, cette zone (la seule en contact avec le café) est assez crasseuse: les vapeurs grasses déposent un résidu brun, gluant et malodorant sur toute la surface intérieure du nez. Il faut être honnête, vu sous cet angle, mon matériel est nettement moins sexy que celui de George Clooney! Mais pas de panique: un peu d’eau chaude, une brosse à dent usagée et l’engin retrouve un excellent aspect!

Je n’ai pas touché à la presse à cartouches et aux buses car l’ensemble est assemblé par des vis torx de plusieurs tailles et j’ai eu la flemme de partir à la chasse aux tournevis adéquats.

Après avoir tout bien nettoyé et réassemblé, j’ai terminé cette séance de démontage en remplaçant les 8 vis ovales par des cousines cruciformes, what else?

Lors de mon dernier test de distillation, le refroidisseur à air a posé problème. Les tubes transparents reliant les tubes (en série) se sont ramollis avec la chaleur et se sont croqués aux coudes, augmentant considérablement la perte de charge.

Pour résoudre ce problème, j’ai monté un système en parallèle: l’eau en provenance du condenseur arrive dans un distributeur qui la répartit en 10 flux qui traversent ensuite le refroidisseur simultanément. Le distributeur en question est assez rudimentaire mais ils est robuste et étanche. Pour l’instant je n’ai pas de collecteur: pour limiter la perte de charge je laisse l’eau s’écouler à la sortie des tubes et je la récupère dans une bouteille d’eau taillée en gouttière.

Montage du système de reflux
Ce travail m’a demandé beaucoup d’efforts: en effet, vu la taille des pièces à braser, il a fallu assembler pratiquement tout d’un coup. Après une heure de bataille avec le chalumeau en suant des gouttes comme des cerises, je suis finalement parvenu à fixer tout ensemble. Le montage n’est pas parfaitement d’équerre, mais peu importe: l’ensemble est robuste et fonctionnel.

Le montage est globalement simple et les photos suivantes se passent d’explications. Seul le petit morceau de tube transparent sur le circuit de reflux est peut-être un peu mystérieux. Il s’agit en fait d’un moyen de contrôler le débit de reflux.


Seconde distillation
Comme lors du test précédent, j’ai chargé le bouilleur avec 10 litres d’eau. J’ai réalisé la distillation à pleine puissance, soit 2400W, en utilisant le refroidisseur décrit précédemment sans son ventilateur.
D’un point de vue strictement opérationnel, j’ai observé les mêmes fuites que lors du premier test, rien d’alarmant. Le système de reflux semble bien fonctionner mais mon système de tube transparent n’est finalement pas un avantage: en pratique il est soit bouché par une bulle d’air, soit rempli de fluide si bien qu’on ne voit rien du débit… Autre ennui avec les tubes en plastique: les coudes du refroidisseur s’assouplissent avec la chaleur et finissent par se “croquer” ce qui augmente considérablement les pertes de charge.

Une fois qu’il m’a semblé que l’appareil avait atteint un état à peu près stationnaire, j’ai réalisé quelques mesures de température:
-l’eau du baril de refroidissement est à 40°C (c’est trop)
-l’eau à la sortie du condenseur est à 60°C
-le refroidisseur est à 55°C (sans son ventilateur)
-le distillat est à 45°C (c’est trop)

Dimensionnement: quelques réflexions
Ces mesures indiquent clairement que mon système de refroidissement est loin d’être assez performant. La solution la plus simple serait d’alimenter mon condenseur directement en eau du robinet, mais ça implique un important gaspillage d’eau. Je vais donc plutôt travailler à l’amélioration de la pompe et du refroidisseur.

Lors du test précédent, j’ai mesuré la condensation de 2,4l de distillat/h à reflux nul. Cela correspond à 133,33 moles/h, soit plus de 11000 litres de vapeur/h. Vu le faible diamètre (28mm) de ma colonne, ça donne un temps de séjour dans la colonne de… deux dixièmes de seconde! Autant dire que l’échange liquide/vapeur y sera minable!

À tout point de vue, j’ai donc intérêt à réduire considérablement la puissance de chauffe: cela soulagera la structure, économisera du courant, facilitera le refroidissement et améliorera la finesse de la séparation.

Pour limiter la puissance de chauffe, il me faudrait un gros variac, malheureusement je n’en ai pas sous la main. Pour l’instant, j’ai donc l’intention d’utiliser ce gros transformateur (récup poubelles septembre 2007) et de le brancher en 220->110V.

Ces considérations de puissance sont confirmées sur cette page l’excellent site Homedistiller.org.