Four solaire type tube transportable et à base de récup

Will LTL Grenoble

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Four_solaire_type_tube_transportable_et_%C3%A0_base_de_r%C3%A9cup

Dernière modification le 10/05/2024

Difficulté

Medium Moyen

Durée

1 day(s) jour(s)

Coût

130 EUR (€)

Description

Ce cuiseur solaire est basé sur un tube à vide en Pyrex et un reflecteur trouvé en récupération. Il a été concu avec un maximum de matériaux de récupération et pour être transportable (pliable et démontable). Il est assez proche de celui du tutoriel : https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Cuiseur_tube_solaire_cylindro-parabolique. Les différences sont listées ci-dessous.

Sommaire

four solaire, tube, parabole

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Introduction

Ce cuiseur solaire est basé sur un tube à vide en Pyrex de 160 mm de diametre externe (importé et revendu par l'association Du Soleil Dans Nos Assiettes). L'objectif ici est de réalisé un support pour ce tube, un reflecteur cylindro-parabolique pour capter plus de lumière (temps de cuisson environ divisé par 2)

proche de celui de ce tutoriel.

Les différences sont les suivantes :

• J'ai basé la taille (plus petit) du cuiseur en fonction de la plaque réflectrice que l'on peut trouver gratuitement en récup. Ces plaques sont appelées "plaque offset", on les trouve chez les gros imprimeurs et ces sont des consommables. Celles que j'ai trouvées font 1055 mm x 810 mm avec une épaisseur de 0.3 mm (très souple et facile à manipuler mais coupant attention). Elles sont le plus souvent en aluminium, ce qui convient très bien pour reflechir la lumiere et l'état de surfacedoit etre suffisamment poli pour apercevoir un peu son visage dedans.

• Le positionnement de la parabole est simplement réalisé en s'appuyant sur les traverses de support (et non maintenu directement sur le tube).

• Le tube est maintenu en place par 2 morceaux de chambre à air.

• Tout est démontable en 2 min et compact pour le transport (pratique pour aller faire des animations).

Matériaux

• Un tube de cuisson solaire, longueur 60 cm, diamètre extérieur 16 cm
• Une plaque offset (à récupérer chez un imprimeur), la taille dans ce tuto est 1055 mm x 810 mm x 0.3 mm
• Une plaque de contreplaqué ou autre bois un minimum durable, épaisseur 20 mm et d'au moins 80 cm x 40 cm
• Une plaque de contreplaqué ou autre bois un minimum durable (OSB trouvé dans ce tuto), épaisseur 15 mm et d'au moins 70 cm x 80 cm
• Traverse de palette, d'au moins 120 cm de long, 60 cm de large et 15 mm d'épaisseur (ici 120 cm x 72 mm x 17 mm)
• Des vis à bois, diamètre 4 mm, longueur de 40 mm et D3L12
• Charnière piano largeur 32 mm et longueur minimum de 40 cm
• Morceaux de chambre à air
• Petit crochet métallique pour vérouiller la parabole en position ouverte

Pour la cuillère en inox :

• Tube inox creux ⌀ 125 mm d'au moins 50 cm de longueur (type tuyau cheminée ou poêle)

• 2 bouchons inox ⌀125 mm (type bouchon de conduit de cheminée)
• A défaut du tuyau + bouchons assez onéreux, on peut acheter (ou récupérer) une tole inox (alimentaire 304 ou 316) et faire soi-meme la cuillère en courbant et soudant les bouchons.

Des tuyaux de 130 mm passent mais cela frotte. Il est fortement recommandé réduire au maximum les frottements entre le métal et la verre, sous peine de

casser le tube en verre (expérience vécue).

Outils

• Scie sauteuse avec lame bois (dont celle plus fine pour les courbes)
• Perceuse avec foret à bois et métal (diametres des vis) + éventellement foret inox (au cobalt) pour la cuillère
• Ciseaux (pour couper la plaque offset en alu)
• Lime à bois et à métaux (+ papier ponce)
• Meuleuse / disqueuse pour la partie cuillère
• Pince à riveteter et rivet petit type 3 mm.
• Gants et lunettes de protection

Four_solaire_type_tube_transportable_et_base_de_r_cup_Guide_pour_parabole_f18.pdf

Four_solaire_type_tube_transportable_et_base_de_r_cup_Support_tube_130mm.pdf

Four_solaire_type_tube_transportable_et_base_de_r_cup_Traverse_de_support.pdf

Étape 1 - Traverse de maintien des supports de tube

On peut commencer la réalisation du four et récupérant 1 traverse de palette. Ici, elle fait 120 cm de long x 72 mm de large et 17 mm d'épaisseur.

On la coupe en deux morceaux de 60 cm et on y insère 2 encoches de 20 mm de large sur la moitié de la profondeur (36 mm ici). Voir l'image et le pdf pour la cotation précise. On pourra utiliser la scie scauteuse pour faire 4 coupes droites puis percer à diametre 10 mm au fond et finir en limant pour que les 2 encoches soient bien plates.

On recommence avec la seconde traverse, en utilisant la première comme patron !

La plaque offset qui fait 47.5 cm de large doit bien passer entre les 2 encoches séparées ici de 48 cm.

Étape 2 - Support de tube Pyrex

Dans la plaque de contreplaqué de 20 mm, on découpera, à la scie sauteuse, la forme du support de tube comme sur l'image et la cotation en pdf.

Pour les encoches en haut, on pourra aussi faire 2 traits de scie (sauteuse) et percer à D10 mm + poncage. Il est intéressant de poncer ces encoches pour éviter d'user prématurément le systeme d'attache du tube (chambre à air ici).

Le second support sera, comme précédemment, tracer / découper, en utilisant la premier comme patron !

Étape 3 - Support guide du reflecteur cylindro-parabolique

Le support de reflecteur est pliable, donc en 2 parties identiques.

Chaque partie est composée de 2 supports + 2 petites traverses rectangulaires + bout de plaque offset.

Les supports ont une forme bien particulière comme on peut le voir en image et cotation en pdf.

D'un coté (inférieur), la forme est circulaire de rayon 36 cm pour garantir que le tube en Pyrex reste bien au foyer de la parabole quelque soit sa position angulaire (orientation du soleil, fonction de la saison et de l'heure de la journée).

Le design permet une orientation max du reflecteur d'environ 55°. Pour info, le soleil, au plus haut (solstice d'été - 20 juin) est à 22° vers Grenoble. Et aux équinoxes (mi-mars et mi-septembre) vers 14h, il est à 45°.

Sur la partie supérieure, le support a une forme parabolique, seule forme permettant de concentrer les rayons solaires provenant de l' "infini" vers le foyer (centre du tube).

La forme /équation de cette parabole est déterminée par la distance f entre le foyer (centre du tube) et le sommet de la parabole. Ici, j'ai choisi une distance de 18 cm, qui permet un bon compromis entre bonne ouverture (surface solaire captée) / compacité / protection du tube au sein du reflecteur.

Pour info, l'équation de la parabole est y = x²/4f et donc ici y = x² / 72 (unité en cm).

Cela peut être utile pour reporter les points pour tracer et découper la parabole si on ne dispose pas du patron.

A partir de la plaque d'OSB d'au moins 70 cm x 80 cm, épaisseur 15 mm, on reporte le tracé du 1er support (tache la plus délicate de ce tuto peut-être) à l'aide du fichier de cotation en pdf qui est à l'échelle. Il faudra imprimer en plusieurs feuilles A4 ou A3.

Comme précédemment, une fois découpée (scie sauteuse), on reporte cette fois-ci 3 fois ce support pour tracer puis découper les autres.

Chaque morceau de bois découpé dans ce tuto sera poncé au papier ponce pour éviter les échardes.

Étape 4 - Traverses de support de reflecteur et début d'assemblage

Une fois les 4 supports de reflecteur découpés, on découpera 4 morceaux rectangulaires de 4 cm de large x 44 cm de long (épaisseur de l'OSB choisi, ici 15 mm). Il doit en théorie rester de la place dans la plaque utilisée précédemment.

Ces traverses servent à relier les supports, rigidifier les reflecteurs, fixer la plaque offset et placer la charnière qui rendra pliable le reflecteur.

Une fois découpé, on assemblera par vissage les traverses aux supports comme sur les photos. Les traverses seront bien alignées perpendiculèrement aux supports et tangents à la plaque offset que l'on déposera à l'étape suivante.

Je conseille fortement de prépercer avant l'insertion de chaque vis pour ne pas fendre le bois.

Étape 5 - Découpe et mise en place des plaques offset

Une fois les demi-supports de reflecteur assemblés, nous allons découper, à l'aide d'une simple paire de ciseaux, la plaque offset en 2 parties égales dans la longueur.

Les plaques sont en aluminium, ce qui convient très bien pour réfléchir la lumiere (contrairement à l'inox par ex). L'état de surface est plutôt adapté car il est brossé, poli dans une direction, on pourra faire le test d'apercevoir son visage dedans ou de pointer une lumière dessus.

Du fait du polissage selon 1 direction, il y a une orientation à privilégier pour positionner la plaque vis à vis du tube Pyrex. Pour cela, poser la plaque dans le sens où la lumiere fera une ligne dans la direction du tube (vous pouvez utiliser la lampe de votre téléphone).

Un pointeur laser se diffractera en une ligne...

Les plaques sont fines (0.3 mm voire parfois 0.15 mm) donc coupantes, il est recommandé d'utiliser des gants.

On dispose alors de 2 morceaux de 52.5 cm x 81 cm.

On place un premier morceau sur un demi-support et la longueur de 52.5 cm doit correspondre ici exactement à la longueur du demi-support.

On posera bien la plaque en alignant les bords coté charnière au centre et on commencera à visser des petites vis D3L12 (ne pas oublier de prépercer).

On viendra ensuite couper les autres bords pour s'aligner aux supports.

Je recommande de ne pas laisser dépasser la plaque support (largeur un peu inférieure à 47 cm) car elle est coupante !

On pourra placer des vis comme sur les photos.

De même pour la charnière piano..

Étape 6 - Cuillère inox

Cette étape n'est pas obligatoire puisque l'on peut mettre des plats directement dans le tube, on prenant soin de ne pas frotter le verre et de fermer le tube avec un bouchon / couvercle.

Ceci dit, il est très pratique d'avoir une cuillère pour y mettre des légumes ou y faire de gros cakes (recettes ci-dessous :)).

Étape 7 - Exemple de recettes de cakes végan

Pour les cakes, j'utilise du papier cuisson (que l'on peut réutiliser qq fois).

Cake tomates séchées olive verte :

600 g de farine de blé

100 g de farine de pois chiche

2 sachets de levure chimique (ou 2-3 cc rase de bicarbonate de soude pureté 99% + éventuellement citron)

6 bonnes c. à soupe de maïzena (amidon de maïs) pour lier (ou 9 oeufs mais plus vegan)

60 cl d'eau

20 cl d'huile d'olive

6 grosses c. à soupe de noisette concassée (15x6 = 90 g)

Pas mal d'herbes de Provence

3 c. à café de sel

Mélanger, puis ajouter :

300 g d'olives vertes coupées en 2

400 g de tomates séchées coupées en petits bouts

Puis mettre dans la cuillère (sur papier cuisson) du four solaire pendant env. 1h30 (voire un peu moins)

Cake sucré noisette compote chocolat :

750 g de farine

600 g de compote de pomme (sans sucre ajouté!)

300 g de sucre

100 g de noisette mixée

2 sachets de levure chimique (ou 2 cc bicarbonate de soude)

50 cl d'eau

40 cl d’huile neutre (tournesol, colza…)

3 pincée de sel

Ajouter 300 g de pépites de chocolat noir

Puis mettre dans la cuillère (sur papier cuisson) du four solaire pendant env. 1h30 (voir moins)

Il vaut mieux enlever le papier cuisson qui dépasse dans le four car en recouvrant le cake, cela surchauffe / grille.

Notes et références

Cuiseur tube solaire cylindro-parabolique

Four solaire tubulaire

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