Fabriquer un réflecteur parabolique à partir d’une feuille plane

Le cuiseur solaire parabolique sans surveillance [ 1 ] nécessite un réflecteur parabolique imprécis. Un tel réflecteur peut être moulé ou embouti en quantité, tout comme un saladier ou un bébé marchant dans l'eau la piscine. Toutefois avant qu'il soit disponible dans le commerce, vous pouvez fabriquer un à la maison. La manière la plus facile est de couper et de plier une feuille plate dans un plat parabolique. Collez alors une couche de papier d'aluminium sur sa surface intérieure, pour la réflectivité. La feuille plate peut être aussi peu coûteuse que le carton. Cependant le matériel résistant et étanche, tel que le plastique ou le métal, durera plus longtemps.

En utilisant un morceau de papier, le lecteur devra utiliser un modèle à échelle réduite (par exemple 1:4 ou 1:5). Si vous trouvez qu’un réflecteur parabolique est trop difficile à réaliser, un réflecteur en forme d’entonnoir sera une bonne alternative. Des instructions détaillées sont données ici : [ 2 ]. Cependant vous aurez besoin d'un trou plus grand au fond de l'entonnoir [ 1 ].

Comme exemple concret, je décrirai la disposition d'un réflecteur avec une longueur focale de 130 millimètres (f), et un diamètre de 800 millimètres (d). Toutes les dimensions peuvent être mesurées pour faire des réflecteurs d'autres tailles. Une feuille carrée d’approximativement 1000×1000 millimètres est nécessaire. Elle peut se composer d'un, deux, ou quatre morceaux (fig. 1). Il ne doit y avoir aucun chevauchement entre les morceaux adjacents.

Tracez quatre cercles concentriques, avec des rayons comme montrés dans le tableau 1. C'est OK si le plus grand cercle ne tient pas complètement dans la feuille. Si la feuille se compose de morceaux multiples, le centre des cercles doit être situé sur la frontière de toutes les pièces.

Divisez les cercles par 8 diamètres uniformément espacés (22.5° chacun). Chaque cercle devra se composer de 16 secteurs identiques. Si la feuille se compose de morceaux multiples, chaque frontière entre les morceaux doit coïncider avec une des divisions (fig. 2).

Sur chaque cercle, et symétrique à chaque division, tracez un arc à la longueur décrite dans le tableau 1 ci-dessous. Les valeurs dans ce tableau sont toutes des longueurs d'arc, y compris les deux côtés de la division. Puisque chaque arc se termine sur un très petit angle (moins que 5°), il est pratiquement impossible de le différencier de son attache correspondante.

Approximativement le long de la direction radiale, reliez les points finaux des arcs que vous venez de tracer. Découpez le secteur sur l’extérieur du plus grand cercle. Les interstices entre les raccordements (fig. 3) ne focaliseront pas la lumière du soleil. Ils seront enlevés ou employés comme languettes pour relier les pales adjacentes. Ne coupez pas encore le bord des connections radiales, des instructions seront données plus tard.

Fig. 3 Surface sur laquelle se réfléchiront les rayons quand le réflecteur parabolique sera achevé.

Les pales seront pliées à la hauteur des cercles précédemment tracés, pour créer des facettes. Les lignes tracées en fig. 3. montrent ces cercles. La pliure d'un arc n'est pas facile, à moins que la feuille ne soit très mince et élastique. Avec un carton, les pliures ne correspondent pas exactement au traçage.

Si la feuille se compose de multiples morceaux, ils doivent maintenant se rejoindre sur le cercle intérieur. La meilleure manière est de reproduire le cercle intérieur sur une seule pièce. Puis, attachez chaque morceau du réflecteur sur cette reproduction.

Une fois courbées et pliées, les pales doivent se chevaucher de sorte qu'une pale recouvre ou se trouve au-dessous de ses deux voisines. Par conséquent une pale ne doit laisser aucun espace, ni d'un côté, ni de l'autre. Les pales avec et sans marges alternent sur la circonférence (fig. 4). Logiquement, les pales avec marges sont placées au-dessous des pales sans marges.

Puisque les pales sont planes et proches du cercle intérieur, il y a une transition entre les zones planes et les zones recouvrantes. Pour éviter une interférence dans la zone de transition, on doit créer un écart entre les pales adjacentes près du cercle intérieur. La largeur en trop peut être coupée, que cela soit sur les pales avec marges ou sur les pales sans marges, près du cercle intérieur (fig. 4).

Un trou d'approximativement 5 mm de diamètre sera percé au bout de chaque pale. Ces trous sont trop petits pour être montrés en fig. 4. Ils faciliteront le découpage.

Les pales peuvent être jointes ensemble au moyens d'agrafes, de pointes, d'adhésif, de points de couture ou par d'autres moyens. La solution optimale dépend de la texture de la feuille, du coût et de la disponibilité des attaches.

Dans le cas (rare) où la feuille est très épaisse, les pales doivent abouter l'une avec l'autre. Dans ce cas, il ne doit y avoir aucune marge. Un certain dégagement devrait être donné pour l'adhésif. En plus de l'adhésif appliqué dans l'espace, des rubans adhésifs peuvent également être appliqués sur les surfaces intérieures et externes pour tenir les pales ensemble. Naturellement, les bandes appliquées sur la surface intérieure devront être très minces pour ne pas tordre la surface réfléchissante.

Il est généralement recommandé d'attacher une pale à la fois, dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire. Attachez chaque pale de la section externe d'abord. Procédez ensuite vers l'intérieur. Attachez toutes les sections d'une pale avant de travailler sur une autre pale.

À moins que votre feuille ne soit déjà réfléchissante, du papier d'aluminium sera appliqué une fois le réflecteur parabolique dressé. Le papier d'aluminium à usage culinaire ordinaire est idéal. Une feuille d'aluminium plus épaisse (plus lourde) sera plus durable. Les feuilles de plastique aluminées comme par exemple les sacs brillants d’emballage de nourriture et de boisson ou du papier cadeau, sont acceptables mais légèrement moins efficaces et sensiblement moins durables que le papier d'aluminium.

Habituellement, la feuille d’aluminium est collé sur le réflecteur. La plupart des colles à base d’eau feront l’affaire. Y compris la colle à base de farine, de riz ou d’amidon. Pour éviter les pliures de l’aluminium, la couche de colle doit être suffisamment fine pour couler facilement.

Il est plus facile de coller de l'aluminium sur une feuille plate que sur une parabole. Cependant à moins que la feuille ne soit très mince, le fait de la plier créera des rides sur l'aluminium. Par conséquent il vaut mieux appliquer l'aluminium une fois le disque fabriqué. En outre, la feuille se dilate et se contracte de manière significative avec l'humidité et la température, tendant également à créer des rides sur la face brillante. C'est pourquoi le carton n'est pas un matériel idéal. Les pliures d'aluminium réduisent son efficacité. Elles raccourcissent également la vie du réfléchissement de la lumière.

Le papier d'aluminium doit d'abord être coupé en trapèzes. On peut tailler 2 trapèzes identiques dans un rectangle avec une très faible perte (fig. 5). Essayez avec le journal utilisé au début pour déterminer les largeurs, longueurs, et pente optimales, cela dépendant de la forme et de la taille de votre approvisionnement en papier d’aluminium. On peut faire de courtes entailles sur les bords du trapèze, ainsi l’aluminium le recouvrira au lieu rider. Les trapèzes doivent complètement couvrir toutes les facettes, sauf le cercle intérieur qui sera recouvert par un morceau d’aluminium circulaire.

Fig. 5 a) Pour couper 2 pièces trapézoïdales à partir d’une feuille d’aluminium rectangulaire.

Enduisez complètement la surface intérieure d'une pale avec de la colle. Toutefois ne mettez pas trop de colle, la matière de la feuille (du carton par exemple) peut gonfler quand elle est humide. Posez la feuille d'aluminium, côté brillant vers l'extérieur. Pour éviter des bulles, il vaut mieux d'abord commencer par une petite partie de l'aluminium sur la pale. Maintenez la plus grande partie de la feuille d’alu en l'air, sans colle. Puis glissez lentement la main sur la feuille d’aluminium en remontant pour la coller. Pour fixer l’aluminium, il vaut mieux commencer par le centre (sur la longueur) d'abord. Ainsi, il deviendra évident de plier et de rabattre l’aluminium sur les bords. Tout VA BIEN si un excès de colle souille la surface réfléchissante car la colle pourra être enlevée plus tard.

Mieux vaut rabattre la feuille d’aluminium avec soin, pour qu'aucune lumière directe du soleil ne frappe le support en carton. Pour la même raison, il vaut mieux que le papier d’aluminium déborde légèrement pour pouvoir replier sur le bord du disque. Ceci empêche l'ultraviolet de la lumière du soleil d'endommager le réflecteur.

Quand la surface réfléchissante est entièrement posée, essuyez-la doucement avec un linge humide. Lavez fréquemment le tissu fréquemment. Essuyer enlève la colle en surplus, lise le papier d'aluminium, et améliore l'adhérence. Laissez la colle sécher, ce qui peut prendre quelques jours si le support est perméable. Essuyez de nouveau avec un linge humide et propre pour enlever les dernières souillures et bavures.

Attention:

Ne travaillez pas avec un matériel réfléchissant sous les rayons directs du soleil, cela peut provoquer de graves blessures aux yeux. Laissez le réflecteur à l’intérieur tant qu’il n’est pas complètement assemblé et achevé.