Contenus

A. Introduction

B. Pourquoi utiliser un four solaire ?

C. Feu de bois et problèmes de santé

D. Comment un four solaire marche-t-il ?

E. Précautions d’utilisation d’un four solaire

F. Matérieux nécessaires

G. Liste des pièces et schémas techniques.

H. Outils requis

I. Construction d’un four solaire

J. Maintenance et soins de votre four solaire

K. Trucs de cuisson.

A.      A. Introduction

Le Peru Children’s Trust (Espoir des Enfants du Pérou) est un petit Secours Chrétien tenu par un couple : Manuel et Gay Reynaga. Ils travaillent sur les hautes Andes du Pérou dans la zone urbaine et les bidonvilles de Huancayo.  Le travail principal du Secours consiste à soutenir 100 des enfants les plus désavantagés par un parrainage qui paye les frais scolaires.  Il soutient également les familles de ces enfants par des soins médicaux et pastoraux et a lancé le développement d’un certain nombre de petites entreprises dont les projets vont de la culture de carottes à la fabrication de briques.

En 1997 Manuel et Gay sont venus à notre groupe de la Jeunesse (Enigma – St Mary’s Maidenhead) pour parler de l’Espoir des Enfants du Pérou.  Entre autres ils ont mentionné le fait que beaucoup d'heures et d'argent étaient dépensés à rassembler le bois de chauffage et acheter le gaz pour faire la cuisine.  Ils ont également mentionné que le soleil était très chaud durant la journée et qu’il devait être possible d'employer l'énergie du soleil pour faire la cuisine.

En tant qu'ingénieur, ceci m'a m'a fait réfléchir, et c'est ainsi que j'ai fait des recherches et que j'ai trouvé un certain nombre de ressources utiles.  Le livre qui m’a le plus inspiré était ‘Cooking with the Sun: How to Build and Use Solar Cookers’  ( Cuisiner avec le soleil:  Comment construire et utiliser les fours solaires) par Beth et Dan Halacy.

Ainsi pendant l'été 1999, mon épouse et moi avons commencé à fabriquer nos deux premiers prototypes.  Le premier était un peu instable et ne bouillait l'eau que s'il n'y avait aucun vent.  Le second était beaucoup plus efficace mais un peu long à fabriquer.  Mais la joie et l ‘allégresse de faire bouillir vos premières pommes de terre ou de faire frire vos premières saucisses sont immenses!

Notre troisième modèle était plus stable, plus simple à fabriquer et plus efficace.  C'est ce modèle que nous avons décidé être le meilleur pour le Pérou, ainsi cette étude de cas concerne principalement la fabrication et l'utilisation de ce fourneau solaire.

En septembre 1999, un groupe de sept personnes de St Mary's est sorti au Pérou pour visiter les Reynagas et pour aider par leur travail avec une multitude de moyens.  Les sept personnes comprenaient David et Gill Coe, Jim et Ali Peck, Quinton et Jody Stowell et Vicky Warren.  Nous avons passé trois jours à Lima, faisant une excursion de dix jours autour du Pérou et avons passé le reste de notre voyage de quatre semaines dans les Reynagas.  A part rendre visite à plusieurs des familles parrainées et avoir transmis les cadeaux des parrains anglais, nous avons également organisé deux 'jours de fête pour les 100 enfants parrainés.  Ceci impliqua des sketches (l’Enfant Prodige), de l'art et des métiers, des jeux actifs, beaucoup de nourriture, et pour certains des enfants les plus âgés – la construction de fours.  Nous étions épuisés de ces quelques jours mais quelle belle récompense.

B.      B. Pourquoi utiliser un four solaire ?

L‘énergie calorifique produite par le solail est immense. En régions équatoriales, la radiation du soleil peut excéder 1000 Watts au mètre carré. C’est l’équivalent de la moitié de la puissance d’une bouilloire électrique si toutefois il y a une bonne lumière du solail. Cela prend seulement 10 à 15 minutes pour faire bouillir de l’eau dans un four solaire. Et c’est gratuit, tant que vous avez un ciel clair ! (Alors, pas beaucoup d'utilisation pour nous les Anglais !). Le matériel coûte environ 8 euros par four ce qui, avec un peu de parrainage est facile à réaliser, et ils sont amusants à fabriquer.

Au Pérou, comme dans de nombreux pays équatoriaux, la principale méthode de cuisson est le feu de bois ou le gaz butane. Pour la plupart des familles les plus pauvres, le feu de bois est habituellement la principale option, le gaz étant relativement coûteux. Ainsi une source d’énergie gratuite pour cuisiner est-elle une possibilité formidable.

C.      C. Feu de bois et risques de santé

Le ‘Manual for solar box cookers’ publié par Technology for Life, Finlande, cite:

“Environ 2 000 millions de personnes, plus d’un tiers de la population mondiale, sont quotidiennement dépendants du feu de bois comme source de chaleur pour la cuisine et le chauffage. Ils vivent sous les Tropiques, dans les zones les plus favorables à l’utilisation de l’énergie solaire. Chaque jou, la coupe du bois engendre la perte de 20 000 à 25 000 km² de forêts tropicales (UNEP).

L’utilisation de fours solaires apporte également des actions bénéfiques importantes pour la santé. Les maladies se propageant dans l’eau contaminée causent 80% des problèmes de santé dans le monde (WHO). L’eau pasteurisée à une température d’environ 60°C détruit microbes et virus. Cette température est facilement atteinte par les fours solaires. Les infections respiratoires aigues sont la cause de la mort de millions d’enfants chaque année dans le monde. La grande majorité de ces accidents se produit dans les pays en voie de développement en raison de la pollution à l’intérieur des maisons, sans cheminée ni ventilation, causée par la cuisine sur des foyers ouverts. Ce problème pourrait être gradement réduit par l’utilisation de fours solaires, qui sont, bien entendu, dénués de toute fumée."

D. Comment fonctionne un four solaire ?

Il y a deux méthodes de base pour collecter suffisamment de chaleur solaire pour cuisiner. Elles sont communément décrites comme le « Four Boite Solaire » et le « Fourneau Solaire »

      Four Boite Solaire

Le principe de base est de concentrer la chaleur en laissant passer la lumière du soleil à travers une vitre dans une boite close bien-isolée.  La lumière est 'emprisonnée’ dans la boîte et se transforme en chaleur quand elle est absorbée par la marmite peinte en noir.  Le secret d'un bon four solaire : avoir une boîte bien isolée sans pertes d'air et un bon couvercle réflecteur pour obtenir  le plus de lumière dans la boîte.  Les temps de cuisson ne sont pas bien rapides, mais des températures de 150° C sont atteignables.

Technology for Life, Finlande, fournit une documentation très précise sur le Solar Box Cooker. Pour plus d’informations : http://www.kaapeli.fi/~tep/projektit/index.html

Le Fourneau Solaire

Le Fourneau Solaire  utilise un réflecteur parabolique pour focaliser les rayons du soleil en un point. Ceci produit l'effet d'une loupe massive.  Avec un réflecteur précis il est possible d'obtenir le rapport optique des 'périodes 100 '.  Nous avons mesuré 420° C au Pérou.  Le réflecteur est aligné sur le soleil, la marmite noire est placée sur un grill au point focal.  Êtant noir le récipient absorbe la majeure partie de la lumière du soleil et crée une chaleur suffisante pour la cuisine.

E. Précautions d’utilisation d’un four solaire

Ne regardez le réfléchissement du soleil à aucun moment.  Une fois que le fourneau est dans l'alignement du soleil, et que la marmite est au point focal, alors il ne devrait y avoir aucune dispersion de lumière.  S'il y a une lumière 'parasite '  le fourneau peut alors avoir besoin d'être ajusté de telle façon que toute la lumière réfléchie frappe le potrécipient (ceci améliorera tout aussi bien votre cuisson).

Quand vous ajustez l’angle du grill, utilisez des gants, ce dernier pouvant être particulièrement chaud.

F.  Matériaux requis.

Le matériau le plus important pour un fourneau est la feuille d’aluminium réflective. Ce que j’ai eu la chance d’obtenir gracieusement de Nordson UV Ltd (mon employeur) et d’ Anocoil   ( qui livra la mauvaise référence et ne l’a jamais reprise !). La taille de la feuille était limitée à 400 mm X 620 mm ce qui tenait parfaitement bien dans ma valise.  L'aluminium est pourvu par un certain nombre de fournisseurs, mais les qualités réfléchissantes sont importantes.  Nous avons employé la catégorie Anocoil 710,33 de 0,3 millimètres qui est à 86% réfléchissante et et dont la qualité est presque celle d’un miroir.

L’entourage principal est coupé dans du contre-plaqué Triple A  de 4 millimètres.  Une feuille de 2,40m x 1,20m fournira 21 fourneaux et coûte seulement 4,13 euros au Pérou.  Quelques autres morceaux de bois sont nécessaires pour fabriquer le cadre à l’intérieur du fourneau (tailles détaillées ci-dessous).

Comme le point focal devient très chaud, il est nécessaire de fabriquer grill et support de grill en métal.  Nous avons employé de l'acier doux et l'avons peint couleur argent, mais n'importe quel métal fait l’affaire.

Grands remerciements à Pat Keogh pour sa sympathique donation qui couvrait le prix de tous les matériaux nécessaires à la construction de 10 fourneaux.

G.   G.  Liste des pièces et schémas techniques. Schémas de l’assemblage général

Pour voir et imprimer ensemble tous les schénmas, cliquez ici

Pour charger le fichier Schémas d’assemblage sous Autocad 49 KB, cliquez ici

Pour charger le fichier Schémas d’assemblage en DFX 94 KB, cliquez ici

Pour charger le fichier Schémas d’assemblage sous CorelDraw 8,  50 KB, cliquez ici

Pour charger le fichier Schémas d’assemblage en PostScript 52 KB, cliquez ici

Pour charger le fichier Schémas d’assemblage en fichier Windows Metafile 34 KB, cliquez ici

H.  Outils nécessaires

The Peru Children’s Trust a donné un certain nombre de cours aux enfants dans l'atelier de formation, nous avons ainsi pu bénéficier d' une bonne variété d'outils et de l'aide de 2 jeunes qui savaient souder!

Les outils utiles incluent:  Perceuse, scie sauteuse, scie à métaux, visseuse, scie à bois, couteau aiguisé 'Stanley ', mètre ruban, équerre, lime à métal et marteau.

Outils en option : Pilon – Poste à souder  

I.  Construire le fourneau solaire

Nous avions partagé le travail en trois sections. Manuel Reynaga se chargeait du travail du métal, David Coe organisait la taille des membrures en carton par les garçons (et une fille), et j’étais responsable du travail du bois. Nous tournions les équipes pour qu’ils touchent à chaque discipline. J’étais surpris de leur enthousiasme à apprendre. Une fois qu’ils virent l’eau bouillir dans notre prototype, ils en voulaient tous un !

Nous avons créé quelques gabarits (merci, Ali Peck) pour les côtés et la base, nous les avons coupés en utilisant une puissante scie sauteuse. Les brords furent limés. Puis nous avons coupé les éléments du cadre et cloué l’ensemble de la boite autour de ce cadre. Voyez le schéma BOIS pour les dimensions. Une fois le bâti assemblé, nous avons fixé le support en bois à la base. Avec  pour objectif principal de tenir la barre de 16 mm et le grill en place. Le support a été cloué sur la partie basse de la boite en bois. Pour faciliter l’alignement du fourneau sur le soleil, on a fabriqué un cadran solaire en fixant un clou à travers le support sur le bord parallèle de la barre de 16 mm. En positionnant le four pour éliminer toute ombre faite par le clou, il est facile de trouver la situation du soleil. Voir Schéma GA pour plus détails.

Carton

Trouver assez de carton pour 10 fourneaux fut étonnament difficile. Mais le Seigneur en pourvu juste assez. Le profil du réflecteur est sphérique avec un rayon de 0,70 m (égal à la taille carrée du bâti) Ce qui donne presque une forme parabolique avec un point focal à 0,35 m du réflecteur. Nous avons utilisé le principe de la caisse à bouteilles en intercalant du carton pour créer la forme requise afin que le réflecteur prenne place dedans. Idéalement, la boite pourrait être carré (0,70 m x 0,70 m) mais comme nore aluminium n’était pas assez grand, nous l’avons fait seulement de 0,56 m de large sur 0,70 m de long. J’ai dessiné les côtes sur l’ordinateur mais il ne prenait qu’un bit de Pythagore pour calculer chaque rayon. Voyez RIBS et RIBSX pour plus détails. Chaque côte est différente et mesure 0,07 m. Il faut 11 côtes pour fabriquer la forme (en incluant les deux extrémités en bois.) Chaque côte possède un rayon différent, dépendant de sa position. J’ai dessiné un profil générique qui peut être mis à l’échelle pour n’importe quel taille de fourneau. Plus la surface du réflecteur est grande, plus le four est efficace, j’ai donc également dessiné une unité de 1 m x1 m appelé Solar1000 car il met 2,5 fois plus vite à chauffer que notre fourneau péruvien.

Travail du métal

La scie à métaux, la perceuse et la visseuse devinrent très utiles. Les trois principaux éléments sont la BARRE, le GRILL et la GOUPILLE . La barre rentre dans la base de bois et est posiitionné grâce à la goupille. Le grill est fixé à la barre par un boulon M5 x 20 immobilisé avec un écrou-papillon et une rondelle à ressort. Cela permet de fixer le grill mais également de l’ajuster si le soleil change d’élévation. La barre et le grill ont été peint en argenté pour réfléchir plus de lumière. Voir Schéma GA pour plus de détails.

Reflecteur

Une fois que toutes les pièces ont été fabriquées, elles peuvent être assemblées dans la boîte.  Les nervures en carton devraient juste s’emboiter et reposer à affleurement de la base.  S'il y a des espaces sous certaines nervures c’est probablement parce que leurs fentes ne sont pas assez profondes.  Le raccord du réflecteur est la dernière chose à faire.  Nous avons marqué des angles de 15 degrés sur le réflecteur, puis avec un couteau très tranchant, nous avons coupé en gardant une surface au milieu.  Prenez garde à vos doigts, nous avons eu seulement un accident! (Voir schéma REFLECTEUR pour plus de détails). Nous avons alors placé le réflecteur sur le dessus de la boite en coupant et érasant les bords qui dépassaient. Ensuite, fixé avec du ruban adhésif en rabattant les bords vers le bas, Le réflecteur a produit un point focal précis.  Nous avions l'habitude de coller l’adhésif sur le papier d'aluminium le mettre en place sur le réflecteur.  Nous avons constaté que la meilleure méthode était de poser le ruban sur les borrds du caisson d'abord.  Ceci nous a permis de faire glisser fermement les segments sur les premiers.  çà vaut la peine de passer du temps à  positionner exactement chaque segment pour que ceux-ci n’affectent pas la focalisation.

J.   J. Maintenance and soins pour votre fourneau solaire.

Quand vous ne l’utilisez pas, rangez le fourneau au sec.

Un réflecteur sale affectera les temps de cuisson. Nettoyez le réflecteur avec un chiffon sec ou de l’alcool si nécessaire. Pour le préserver l’hiver, enlevez le grill et son support et tournez le réflecteur vers le sol.

K.   K. Trucs de cuisson.

Les récipients noirs fonctionnent un peu mieux que les récipient argentés. La marmite absorbe autant de lumière que possible, tandis que l’argenté tend à réfléchir la lumière. Le sombre ou le noir absorbe plus de lumière que les surfaces brillantes.

Les récipients munis de couvercles adaptés gardent la chaleur et aide au processus de cuisson. En plaçant le four dans une zone abritée, on empêche le vent de refroidir l’extérieur de la marmite.

Dernière mise à jour le  20 février 2005.