Cette page décrit le projet, la construction artisanale et l’évolution de quelques objets innovants dans le domaine de l’énergie solaire et thermique.

Cuisinière solaire

Nous possédions un ancien four solaire / boite, de construction artisanale. Nous avons vite vu les défauts de ce concept : capacité et puissance limitées, maniabilité de l’appareil nulle (poids non négligeable), ouverture très peu pratique (à 4 pattes ou posé sur un coin de table).
Nous avons cherché d’autres solutions. Notre choix s’est porté sur un modèle proposé sur internet en diffusion libre, très différent de ce qui était proposé jusque-là. On le trouve en suivantce lien ou celui-là. Dans les 2 cas, le plan est téléchargeable en pdf. Il a été conçu, sauf erreur, par Monsieur Roger BERNARD, d’où son nom de « cuisinière Bernard ». Qu’il soit remercié pour son ouverture, son inventivité et son esprit de partage.

Modèle de base

Avantages de ce modèle :

construction sur la base d’une petite table, donc plus besoin d’en trouver une ou de cuisiner au ras du sol
la chaleur arrive par le dessous, par réflexion. Donc accès beaucoup plus pratique par le dessus et à bonne hauteur
le réflecteur réfléchit le flux de chaleur solaire sur le fond du récipient, ce qui est plus dans la logique d’un chauffage alimentaire. De plus, il est réglable en inclinaison et il est escamotable
son profil parabolique permet une concentration de la chaleur, d’où des températures relativement élevées

La construction de ce modèle a commencé pendant l’hiver 2023, en suivant assez fidèlement le plan initial.
Les premiers essais ont montré l’intérêt de cette conception, mais rapidement, nous avons souhaité apporter des modifications.

Modifications

2 misérables roulettes étaient proposées sur le plan. Bien trop petites pour rouler efficacement sur de l’herbe ou dans une cour en gravier. Des roues nettement plus généreuses (20 cm. de diamètre en fixe à l’arrière, 10 cm., « folles », côté Sud), ont été adaptées.
2 poignées de transport ont été ajoutées pour tenir efficacement l’appareil lors des manœuvres (quelques plaisantins l’ont d’ailleurs rapidement re-baptisé « le déambulateur » !)
la visée de l’alignement solaire n’était pas aisée. Un petit stylet escamotable a réglé ce problème. L’ombre portée du stylet permet de visualiser commodément l’alignement, et renseigne également sur la hauteur solaire (azimut) par la longueur de l’ombre portée, variable en fonction de l’heure et de la saison, un peu comme un cadran solaire.
le concept de base de cette cuisinière Bernard prévoit un seul récipient culinaire dédié à cet unique usage, encastré dans le plateau supérieur.
Outre le fait qu’on ne peut pas changer de récipient ou chauffer simultanément 2 casseroles, une partie de l’échauffement sous le récipient est dissipée par la partie haute ou le couvercle, à l’air libre. Un coussin ou une couverture ont permis de limiter ces déperditions mais sont restés des remèdes sommaires.
L’idée est donc venue de modifier cette conception :
- disposer d’un plateau ouvrant, donnant accès à une enceinte de chauffage, permettant l’utilisation de n’importe quel récipient (ou plusieurs petits récipients)
- réchauffer cette enceinte par le dessous ET par le dessus, pour augmenter la puissance de chauffe.
  D’où l’étude d’un réflecteur supérieur, ainsi que l’étude de la géométrie de l’enceinte de chauffage, avec un vitrage adapté à la chaleur réfléchie par ce réflecteur additionnel, qu’il a fallut imaginer, dimensionner et expérimenter.
  Ce développement a eu lieu pendant une partie de l’hiver 2024 et ne fut pas si simple. Il est désormais opérationnel. La puissance totale est améliorée.
  On dépasse facilement 100 à 120° dans l’enceinte de chauffage, jusqu’à 150° en été. On arrive à l’ébullition dans les casseroles au bout d’environ d’une heure. (efficacité maximum entre 11 et 15 heures environ). On y a cuit des biscuits, des tartes et des gâteaux et même des viandes.
Autre modification, presque mineure : entrebâillement, sur 2 hauteurs, de l’enceinte, pour la ventilation des odeurs et de l’humidité emprisonnées à l’intérieur.

Mais la modification la plus importante et la plus spectaculaire provient de la collaboration entre l’auteur de cette page et Thierry. J., ingénieur resté développeur dans l’âme pendant sa retraite : mise au point d’un dispositif automatique de suivi du soleil, l’appareil étant capable de tourner de lui-même pour suivre la course du soleil.
Auparavant, il fallait être présent pour recaler manuellement l’alignement du four par rapport au soleil, environ tous les quarts d’heure.

Il se trouve que le train de roues qui équipent le modèle permettaient opportunément de le faire pivoter sur place. « Il ne restait qu’à » développer une solution permettant de réaliser un auto-alignement de l’appareil et de ses miroirs.

La solution retenue repose sur :

une motorisation des 2 roues arrière fixes, en sens contraire, permettant à l’appareil de pivoter sur place, constituée de 2 moteurs électriques fortement démultipliés et reliés aux roues par un jeu de poulies débrayables et de courroies.

un boitier électronique équipé de 2 photo-résistances dédiées à une mesure différentielle de l’intensité lumineuse de la lumière solaire, une carte électronique processorisée associée à unprogramme informatique paramétrable, contrôlant la rotation des moteurs jusqu’à l’équilibrage des intensités lumineuses mesurées, et de capteurs photovoltaïques pour l’autonomie électrique associés à une petite batterie-tampon.

…et ça marche ! (tant que le soleil brille).
On a pu dès lors préparer ce four solaire le matin, même avant l’arrivée du soleil. Celui-ci suit la course du soleil sans intervention humaine, et nous fournit des plats chauds quelques heures plus tard….

JLR

Séchoir solaire

En cours de rédaction

Caisse isotherme

Tout cela est parti du principe de la marmite norvégienne et de la fabrication de yaourts, qui nécessite de maintenir les yaourts environ une nuit vers 37°. Une cocotte-minute remplie de yaourts était maintenue en température dans un carton rembourré de vieilles couvertures pour l’isolation. Ce procédé était rudimentaire, mais ça marche, sans électricité, sans yaourtière.
– 2ème étape : 2 caisses en plastique l’une dans l’autre à la place des vieux cartons, la caisse intérieure remplie d’eau à 40° environ avec les yaourts partiellement immergés dans ce bain-marie. L’espace entre la caisse extérieure et la caisse intérieure est isolé avec des découpes de polystyrène.
Nous avons vite compris que cet usage en tant que yaourtière convenait tout aussi bien pour tenir au chaud des aliments, en casserole ou dans un plat. Cela pouvait même servir l’été pour tenir au frais des boissons quand il n’y avait plus assez de place dans le frigo.
– 3ème étape : construction d’une caisse isotherme, sur la base d’une simple caisse en bois, avec une isolation renforcée et des dimensions soigneusement choisies pour nous permettre de loger la plus grosse de nos cocottes-minutes, une vieille SEB 10 litres, dans cette enceinte isolée thermiquement. Cette réalisation est pourvue d’un couvercle sur charnière, de 4 roulettes (elle est relativement lourde) et tout l’intérieur est tapissé de revêtement réfléchissant.
Cet objet, qui fait maintenant partie intégrante de nos équipements de cuisine, nous permet :

de fabriquer des yaourts, ce qui était sa fonction première : un bac en plastique rempli de yaourts en fabrication se glisse juste dans l’enceinte isolée, avec ou sans eau dans le bac. On peut même en empiler deux. Résultat garanti avec un départ vers 40° et au bout d’une nuit.
de maintenir longtemps au chaud un repas. On peut loger une cocotte-minute ou 2 ou 3 casseroles sur 2 étages. On peut tout aussi bien tenir au frais 6 bouteilles, tout comme une glacière électrique, mais sans électricité !
de poursuivre une cuisson dans un plat, ou mieux, dans une cocotte-minute : en admettant une température de 120° obtenue dans la cocotte en pression par les miracles de la thermodynamique, la cuisson va se poursuivre dans la caisse isotherme avec une décroissance lente de la température qui permet de poursuivre la cuisson longtemps en douceur.
L’utilisation de ce système nous permet de faire des économies importantes sur la consommation de notre cuisinière à gaz.