Four solaire pour cuisson
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Un four solaire ou cuiseur solaire est un appareil de cuisson basé sur la transformation en chaleur des rayonnements lumineux émis par le Soleil. Il permet de cuire des aliments grâce à l'énergie solaire, une énergie renouvelable et 100% écologique !
Un four solaire pour la cuisson combine souvent la technique de concentration des rayons solaires et l'effet de serre.
Dans le monde, les sources d'énergie habituellement utilisées pour la cuisson sont : le charbon, le gaz naturel, l'électricité et le bois. L'utilisation de chacune de ces énergies est plus ou moins néfaste pour l'environnement :
- Le charbon et le gaz naturel sont des combustibles fossiles, ils dégagent des gaz contribuant à l'augmentation de l'effet de serre et ils ne sont pas renouvelables.
- Utiliser l'électricité pour la cuisson est limite, car même s'il est possible de produire de l'électricité de manière écologique, il faut ensuite la convertir en chaleur dans un four, ce qui n'est pas très efficace énergétiquement.
- Quant au bois, c'est une énergie renouvelable et écologique, à condition que son utilisation ne contribue pas à la déforestation de certaines régions.
C'est pourquoi l'utilisation d'un four solaire peut s'avérer être la solution la plus écologique pour la cuisson des aliments.
Sommaire
- 1 Questions fréquentes
- 2 Remarques générales
- 3 Calcul des économies d'énergie générées par l'usage d'un four solaire
- 4 Comment optimiser la température dans un four solaire
- 5 Angle du four par rapport au soleil
- 6 Avant la première utilisation
- 7 Astuce pour augmenter la diffusion de la chaleur
- 8 Dépannage
- 9 Les modèles de base
- 10 Plans
- 11 Voir aussi
Questions fréquentes
Pourquoi ne sont-ils pas utilisés par tout le monde?
À cause de plusieurs facteurs. D'abord et surtout, la grande majorité de la population mondiale ne sait même pas qu'il est possible de cuire grâce au soleil. Quand ils en font la découverte, cela déclenche un enthousiasme presque universel, surtout dans les régions où il est difficile de trouver du bois pour la cuisson. Plusieurs conditions sont nécessaires pour mettre en place un four solaire de façon à ce que les gens pauvres puissent l'utiliser au quotidien. Les projets les mieux réussis sont ceux où le besoin était le plus grand, le temps le plus favorable, et où les promoteurs de cuisson solaire ont adopté une attitude de transition à long terme. Un exemple de ceci est le travail fourni par "Solar Cookers International" au camp de réfugiés Kakuma au Kenya. D'après l'Atlas de la Cuisine Solaire , une famille cuisinant au bois qui adopterait un four solaire économiserait 2,7 tonnes de bois par an, soit 4 tonnes de Co2.
Pendant quelle période de l'année peut-on cuire?
Dans les régions tropicales, ainsi que dans les zones tempérées frontalières à ces dernières, il est généralement possible de cuire toute l'année. Dans les régions aussi nordiques que le Canada, il est possible de cuire dès que le ciel est clair, sauf pendant les trois mois les plus froids de l'année.
Plus globalement, les périodes ensoleillées correspondant à celles des récoltes du jardin, il est toujours possible de cuire au four solaire les produits locaux de saison. On économise ainsi l'énergie de la cuisson et celle du transport!
La température est-elle suffisante?
Une température de 121°C est plus que suffisante pour toutes sortes de cuisson. Il faut se souvenir que l'eau n'atteint pas plus de 100°C (212°F). Donc, une cuisson avec de la nourriture contenant de l'eau ne peut non plus atteindre une température plus élevée que celle-ci. Les livres de cuisine traditionnelle mentionnent des températures plus élevées afin d'écourter le temps de cuisson et de brunir. La cuisson demande plus de temps dans la plupart des fours solaires, mais comme le soleil atteint directement le couvercle de la casserole, la nourriture brunit tout aussi bien que dans un four traditionnel.
Remarques générales
- Le premier four solaire dont nous avons connaissance fut inventé par Horace de Saussure, un naturaliste suisse qui l'expérimenta déjà en 1767.
- Un four solaire peut-être utilisé pendant presque 6 mois dans les pays nordiques et tout au long de l’année dans les zones tropicales.
- Les fours ne fonctionnent pas par temps nuageux, alors prévoyez des solutions alternatives.
- La cuisson de la nourriture prend habituellement deux fois plus de temps que dans un four conventionnel, donc pensez à placer la nourriture suffisamment tôt.
- Du fait que la cuisson dans un four solaire est une cuisson lente, l’aspect de la nourriture varie de celui obtenu avec un four conventionnel. Aussi, cette technique amène beaucoup moins de risques de brûlure.
- Attention aux brûlures lors de la manipulation des casseroles, plats et autres qui sont placés à l’intérieur du four. Même si le carton ou les bords du four sont froids, à l’intérieur c’est une fournaise.
- Ne pas utiliser de produits toxiques (ou qui peuvent le devenir en chauffant) pour la fabrication de votre four (colle, peinture, adhésif).
- Ne pas utiliser votre four solaire pour des aliments qui nécessitent des cuissons rapides ou à très haute température.
- Placer la nourriture dans des plats ou des pots de couleur sombre qui absorbent bien la chaleur. Les plats en aluminium chauffent aussi plus vite. Les plats pour four en verre transparent marchent aussi, couvrir soit avec le couvercle transparent soit avec un film alimentaire.
Calcul des économies d'énergie générées par l'usage d'un four solaire
Chaque jour, un habitant du continent africain consomme pour faire cuire sa nourriture entre 1 et 1,5 kg de bois selon la FAO, aggravant globalement la déforestation et la désertification de certaines zones sensibles. Un Européen lui va dépendre à plus de 80% des énergies fossiles, de manière directe ou indirecte en consommant de l'énergie électrique ou bien du gaz qui sont vouées à être de plus en plus rares et donc de plus en plus chères.
La dernière étude carbone sur le barbecue (ou parabole) solaire modèle Alsol K14 (visible sur ce site : [1] Atlas de la Cuisine Solaire) rend compte de 39 Kgec (Kg équivalent carbone) dégagés durant le cycle de vie complet d'une parabole de cuisson solaire en aluminium et acier. Le cycle de vie prend en compte la fabrication de la parabole de l'extraction des matières premières en passant par les différents transports et consommations d'énergies intermédiaires émettrices de gaz à effet de serre, jusqu'à la fin de vie (réutilisation, recyclage ou mise en décharge en tant que déchet inerte). 39 Kgec, c'est l'équivalent de ce qu'émet la consommation de 15 kg de charbon de bois pour barbecue selon les données du fabricant [2] car pour produire 1 kg de charbon de bois pour barbecue, il faut bruler 5 à 7 kg de bois vert.
Alcan, fournisseur de l'aluminium "Solar surface" utilisé pour la fabrication de l'Alsol K14, précise que la durée de vie des réflecteurs est supérieure à 15 ans sur la base d'une utilisation quotidienne dans un pays en développement, de quoi éviter le gaspillage de pas mal de bois.
Le calcul des impacts est assez rapide à faire, sachant qu'une famille moyenne du continent africain est composée de 6 personnes et que selon la FAO il faut 1,25 kg de bois par jour et par personne:
6 * 1,25 = 7,5 kg de bois par jour et par ménage africain 7,5 * 365 = 2 737,5 kg de bois par an et par ménage africain
La plupart des bois ont approximativement la combustion en masse suivante: 80% de matières organiques, composées des atomes suivants: carbone 50%, oxygène 43%, hydrogène 5% et azote 2%. 20% de matières minérales (2%) et d'eau (18%), (incombustibles, elles forment les cendres).
Sachant que 12 grammes de carbone produisent, en brûlant, 44 grammes de dioxyde de carbone, l'on peut effectuer les calculs suivants:
50% carbone * 80% matière organique = 400 g de carbone émis par Kg de bois brulé
400 g de carbone * 44 g Co2 / 12 g de carbone = 1,47 Kg de Co2 émis par Kg de bois brulé
2 737,5 Kg de bois * 1,47 Kg de Co2 = 4 024,125 kg de Co2 par an et par ménage africain
Photos et calculs sur l'Atlas de la cuisine solaire: [3]
Comment optimiser la température dans un four solaire
Si votre four est mal positionné, la chaleur qu’il récupérera ne lui permettra pas de produire une cuisson correcte. La meilleure façon de vérifier si le four solaire est bien positionné est de surveiller l’ombre qu’il marque au sol.
Le mieux est de placer la fenêtre de votre four toujours le plus directement face au soleil. Cela demande un peu d’expérience au début de positionner correctement son four. Il ne faut pas se fier à la lumière dégagée par les réflecteurs. Le meilleur moyen est de surveiller l’ombre derrière le four. Elle doit être complètement égale à droite et à gauche.
Pour maintenir en permanence des températures élevées, il est important d’ajuster l’orientation du four toutes les 30 min environ. Mais ce n’est pas la peine d’en faire une fixation. Par exemple, on peut mettre des surgelés le matin et les retrouver parfaitement cuits l’après-midi vers 16:00. Mais le mieux est de mettre des produits déjà prêts à cuire.
Dans les zones méditerranéennes, les meilleures heures sont situées entre 10h et 15h30 l’été et entre 11h et 14h l’hiver.
Angle du four par rapport au soleil
Un four solaire devra être ajusté vers le haut ou vers le bas selon la période de l’année. C'est parce que l'angle du soleil avec la Terre change d’environ 30 degrés entre le solstice d'hiver et le solstice d'été. La plupart des fours sont conçus pour être utilisés en été et doivent être surélevés à l’arrière pour être fonctionnels en hiver. À chaque fois, il faut se fier à l’ombre qui doit être symétrique et la plus petite possible.
Qu’il soit de fabrication artisanale ou commerciale, il faut s’habituer à utiliser un four solaire. Seuls le temps et l’expérience compteront. Alors, tant que vous ne maîtrisez pas tous les paramètres prévoyez des solutions de rechange si vous le pouvez. C’est pourquoi il est important, dans les premiers temps, de s’entraîner au four solaire quitte à terminer la cuisson dans un four traditionnel.
Par contre, dès que l'on s'est habitué, cela devient très ludique! C'est aussi très éducatif pour des enfants qui apprennent empiriquement ce phénomène astrophysique : l'endroit où l'on positionne le four à 9H au mois de juin n'est pas le même qu'en juillet à la même heure (à moins de disposer d'un vaste terrain sans arbre ou masque à proximité). Quelle que soit la saison, il sera nécessaire d'orienter le four différemment durant la cuisson, une astuce simple pour ne pas se brûler ni risquer de renverser le contenu des plats et de placer le four sur une planche (vérifier avec un niveau qu'elle est bien à plat), il suffit alors de faire glisser le four dessus sans effort.
Avant la première utilisation
Il est primordial de faire chauffer votre four solaire seul avant sa première utilisation en cuisine. Ainsi, la colle et les joints sécheront complètement à la chaleur. De plus une fois que le four est bien chaud, enlever la plaque de plastique (ou de verre) pour faire partir toute trace d’humidité éventuelle et faire disparaître tout risque de moisissure. Placer un thermomètre dans la boîte intérieure du four lors de la première utilisation. Vérifiez la température toutes les demi-heures.
Au bout de la première demi-heure, la température devrait atteindre 80°C (180°F.). Cela dépend évidemment du taux d’ensoleillement. Vers la fin de la première heure, la température devrait avoisiner les 100°C (225°F.). Si la boîte intérieure du four n'atteint pas ces températures en plein jour par un beau soleil d'été, essayer de l’améliorer en vérifiant son isolation et ses joints.
Astuce pour augmenter la diffusion de la chaleur
En changeant la masse dans le four, vous changerez le mode de restitution du four. Vous pouvez utiliser des briques (type briques réfractaires) pour augmenter la capacité de restitution de la chaleur du four. Cela est plus long à chauffer, car il faut que les briques emmagasinent la chaleur, mais ensuite la chaleur baisse moins vite et est plus constante.
Premièrement, vérifiez que les briques vous laissent suffisamment de place dans le four pour placer la nourriture. Préchauffer les briques directement au Soleil. Quand elles sont chaudes, mettez-les sous le fond noir du four. (Attention à ne pas vous brûler). Les briques diminuent également l’espace intérieur remontant la nourriture vers le haut ce qui réduit les ombres et permet à la nourriture de cuire de façon plus égale. Cette méthode nécessite du temps et convient bien aux plats qui doivent cuire très longtemps (ragoûts…)
Dépannage
Si le four n'atteint pas les températures de 100 à 120°C (225 à 250°F) en une heure, le premier contrôle est de vérifier si la chaleur ne s'échappe pas du four. En effet comme l’air chaud est plus léger il a tendance à vouloir sortir. Ensuite, vérifiez l’orientation du four et réglez les réflecteurs pour que le maximum de lumière solaire se réfléchisse dans la glace en plastique. L'angle des rayons du soleil avec le réflecteur est important pour le succès de la cuisson.
Si trop de vapeur s’échappe du plat de cuisson, isoler le cuiseur en le recouvrant d’un saladier en pyrex par exemple. Placer votre main à environ 5 cm au dessus de la plaque vitrée du four, si vous sentez de la chaleur s’échapper aux coins, colmatez les fuites avec du ruban adhésif. Si la chaleur s’échappe par les côtés, augmentez le rembourrage entre les deux boites et finissez les joints. S'assurer que votre four est en plein soleil loin de toutes ombres.
Les modèles de base
Les fours à caisson
Ce type de four a l'avantage de cuire de façon lente et uniforme de grandes quantités de nourriture. Plusieurs variations sont possibles : entre autres incliner la surface vers le sol ou changer le nombre de réflecteurs.
Les fours à panneaux
Ce développement récent a été lancé par Roger Bernard en France. Ce modèle consiste en différents panneaux plats qui concentrent les rayons du soleil sur un pot dans un sac en plastique ou sous un bol en verre. L'avantage de ce modèle est qu'il peut être construit en à peu près une heure et qu'il ne coûte pratiquement rien. Au Kenya, il est fabriqué pour le projet du Camp de Réfugiés de Kakuma pour deux dollars US.
Les fours paraboliques
D'habitude ils consistent en des disques concaves qui focalisent la lumière sur le fond du pot. L'avantage est que la nourriture est cuite à peu près aussi vite que sur un feu habituel. L'inconvénient est qu'ils sont compliqués à fabriquer, demandent à être déplacés souvent pour rester dans l'axe du soleil, et peuvent provoquer des brûlures et abîmer les yeux s'ils ne sont pas employés correctement.
Un autre cuiseur solaire à concentration existe, et sans danger. Constitué d'un concentrateur de forme particulière et d'une table, ce cuiseur solaire protège complètement la personne qui cuisine. Il évite aussi que de l'ombre soit projetée sur le concentrateur.
Plans
Un four solaire avec une boîte à pizza
Cet exemple de four solaire avec une boîte à pizza est l’adaptation depuis des sources variées, alors, n’ayez aucune hésitation à le transformer selon vos besoins. Il est assez puissant pour faire fondre du chocolat, cuire des biscuits secs et même des petits pains briochés.
Matériaux nécessaires
- Une boîte à pizza propre
- Du papier cartonné noir
- Du papier aluminium
- Du plastique transparent (une plaque de plastique stratifié est idéale)
- De la colle non toxique (voir article "Colle"), du papier collant, des ciseaux, une règle, un marqueur à tableau blanc
- Une baguette en bois ou une paille
Réalisation
| Fichier:Four-solaire-boite-pizza1.png | Avec la règle et le marqueur, dessinez un carré sur le couvercle de la boîte à pizza en laissant un espace de 2 cm de chaque côté. Avec les ciseaux (ou un cutter) couper le dessus de la boîte sur 3 des côtés seulement. Laissez le côté situé vers l’arrière de la boîte non coupé. |
| Fichier:Four-solaire-boite-pizza2.png | Avec le cutter, préparez un pli pour pouvoir replier vers l’arrière la zone que vous venez de découper.
Préparez une feuille d’aluminium résistant qui s’adaptera parfaitement à la partie relevée. Collez-la à l’intérieur du carré en la lissant et en faisant très attention à ce qu’il n’y ait pas de rides, de bulle de colle ou d’air à sa surface. Préparer un morceau de plastique transparent (du plexiglas ou autre) qui aura les dimensions de la partie découpée plus 1 cm pour être collée par dessous. Du verre fait aussi l’affaire, mais il est plus difficile à faire tenir. Collez la vitre de plastique à l’intérieur de la boîte afin d’en obstruer l’ouverture avec du ruban adhésif (si possible noir). Faites bien attention à l’étanchéité de votre réalisation. L’air ne doit pas pouvoir s’échapper de l’intérieur de la boîte. |
| Fichier:Four-solaire-boite-pizza3.png | Tapissez l’intérieur de votre boîte avec du papier d’aluminium en le collant aussi soigneusement que précédemment.
Recouvrez ensuite le fond de la boîte (à l’intérieur de la boîte) avec du papier noir épais (très noir) en laissant les côtés en aluminium. |
| Fichier:Four-solaire-boite-pizza4.png | Refermez le dessus de la boîte à pizza (la fenêtre) en l’appuyant à l’aide d’une paille ou d’une baguette de bois de façon à ce qu’elle se reflète dans le plastique et que le maximum de chaleur solaire pénètre à l’intérieur du four.
Voilà, votre four solaire est prêt. Vous pouvez placer un thermomètre à l’intérieur de votre four pour en mesurer la puissance. |
Un mini four solaire avec une boîte à chaussure
Voici un autre exemple de four solaire plutôt à considérer pour des portions individuelles.
Matériaux nécessaires
- Une boîte à chaussures
- Du papier cartonné épais
- Du papier noir
- Du papier aluminium
- Du plastique transparent (une plaque de plastique stratifié est idéale)
- De la colle non toxique (voir article "Colle"), du papier collant, des ciseaux
- Une tige de fil de fer
Réalisation
| Fichier:Four-solaire-boite-chaussures1.png | Couper l'avant de la boîte à chaussures. Laisser 2 à 3 cm en bas pour conserver plus de résistance. Tapissez papier noir. |
| Fichier:Four-solaire-boite-chaussures2.png | Découpez un disque dans le papier cartonné. Le couper en deux pour obtenir 2 demi cercles. |
| Fichier:Four-solaire-boite-chaussures3.png | Découpez un rectangle dans le papier cartonné qui sera de la largeur d’une demi circonférence du cercle. Fixez-le avec du ruban adhésif aux 2 demi-cercles pour en faire un conteneur. |
| Fichier:Four-solaire-boite-chaussures4.png | Recouvrir l’intérieur de ce conteneur avec du papier aluminium. Faites attention aux plis et aux bulles d’air ou de colle. |
| Fichier:Four-solaire-boite-chaussures5.png | Fixez le plat (et les aliments) à la boîte avec la tige de fil de fer. Mettez l’ensemble au soleil en l’orientant de façon à ce que la chaleur dégagée soit maximale. Tournez les aliments pour qu’ils cuisent correctement. |
Un four solaire familial portable
| Fichier:Four-solaire-familial-portable.png | Exemple de modèle commercial que l’on peut facilement reproduire comme ici.
Avec deux boîtes en carton de taille différente. L’une plus petite doit s’insérer dans l’autre en laissant un espace d’environ 1 à 2 cm de chaque coté. |
Matériaux nécessaires:
- 2 boîtes en carton avec leurs rabats de taille différente. L’une plus petite doit rentrer dans l’autre.
- Du papier journal ou de la laine de verre
- Du papier cartonné noir
- Du carton d'emballage pour les réflecteurs
- Du papier aluminium ou un miroir de la taille du petit carton
- Du plastique transparent (une plaque de plastique stratifié est idéale) un peu plus grand que la taille de la plus petite des boîtes en carton
- De la colle non toxique (voir article "Colle"), du papier collant, des ciseaux, une règle, un marqueur à tableau blanc
- Une baguette en bois ou une paille
Réalisation:
- remplir le fond de la grande boîte avec du papier journal froissé ou de la laine de verre sur une hauteur de 1 à 2 cm.
- placer la seconde boîte à l’intérieur de la première au milieu. Rembourrez les espaces vides entre les boîtes avec le même matériau que pour le fond sans déformer les boîtes, mais de façon à ce que les 2 boîtes soient solidaires (ne bougent pas).
- tapissez les bords intérieurs de la petite boîte avec du papier d’aluminium en faisant attention à ce qu’il soit bien lisse et qu’il n’y ait pas de plis ou de bulles d’air ou de colle.
- tapissez le fond de la boîte intérieure avec du carton noir qui absorbe la chaleur.
- tapissez les rabats intérieurs de la grande boîte en carton avec du papier aluminium en le lissant et en faisant attention aux plis. Vous pouvez les agrandir en découpant des panneaux plus grands dans un autre carton.
- posez la plaque de plastique sur la petite boîte en carton en calfeutrant les ouvertures extérieures avec de l’adhésif.
Un four solaire peu encombrant
- Fichier:Four-solaire-encombrant.png
- Fichier:Four-solaire-encombrant-fig1.pngFichier:Four-solaire-encombrant-fig2.pngFichier:Four-solaire-encombrant-fig3.png
- Fichier:Four-solaire-encombrant-fig4.pngFichier:Four-solaire-encombrant-fig5.png
Un cuiseur solaire construit par un ékopédien
Les instructions de fabrication et d'utilisation sont disponibles ici
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
- Modèles et plans de fours solaires (Atlas de la Cuisine Solaire)
- Les fours solaires développés par Idcook
- Plan de nombreux cuiseurs (multilingue)
- Concept de transformation d'eau de mer en eau douce par convecteur solaire
- Rendre l'eau potable sans la bouillir grâce à un cuiseur solaire très simple - Association FEEDA
- Notice de réalisation du four solaire à 45° - télécharger (80ko)
- Deux techniques de cuisson solaire efficaces et constructibles par tous - Association FEEDA
- Association BIOENERGIES
- Association ATOUTS SOLEIL
- Film miroir, réflecteur solaire pour l auto-construction de four solaire, de barbecue solaire
- La cuisine solaire dans le monde: les projets, associations, organisations, fabricants et distributeurs de four, cuiseur ou barbecue solaire
- Association SOLAIRE ATTITUDE
- Solar Cooking : Wiki sur la cuisson solaire
- Site très complet sur la technique de cuisson par four solaire
- Association BOLIVIA INTI-SUD SOLEIL : diffusion de cuiseurs solaires et écologiques dans les Andes, en France et ailleurs dans le monde.
- un blog sur la cuisson solaire : des tests, mesures et recettes faciles
- [pdf] Le four solaire à concentration de Roger Bernard
Bibliographie
- Du soleil dans mon assiette, éd. Bolivia Inti-Sud Soleil. ISBN 2-9526327-0-7
- La cuisson solaire facile par Roger Bernard, éd. Jouvence. ISBN 2883531722
- Sephastoche, mon premier cuiseur solaire par Roger Bernard, éd. Utovie. ISBN 2868195113
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