Construire un four solaire
Abstract
Le four solaire concentre la chaleur du soleil pour cuire les aliments sans combustible. Là où le bois se raréfie, le soleil reste gratuit. Ce guide détaille la construction de trois types de fours solaires : le four boîte (simple et robuste), le four parabolique (puissant et rapide), et le four panel (léger et déplorable). Tous cuisent à 120-200 degrés, assez pour bouillir, ragoûter et cuire le pain.
Pourquoi construire un four solaire
Le combustible est un luxe dans de nombreux contextes. Le bois se raréfie, le charbon demande un travail énorme (voir Fabriquer du charbon de bois), et le gaz n’existe plus. Le soleil est la seule source de chaleur inépuisable qui ne demande aucun approvisionnement.
Avantages :
- Énergie gratuite et illimitée : tant que le soleil brille, on peut cuire
- Pas de combustible : pas de déforestation, pas de fumée, pas de risque d’incendie
- Pas de surveillance : un four solaire ne peut pas brûler les aliments. La température ne dépasse jamais 200 degrés (cuisson lente)
- Pasteurisation : à 65 degrés pendant 30 minutes, l’eau est pasteurisée (voir Purifier et désinfecter l’eau)
Inconvénients :
- Dépend du soleil : inefficace par temps couvert, la nuit, ou en hiver à haute latitude
- Cuisson lente : 2 à 4 heures pour un ragoût (contre 1 heure sur un feu)
- Limitation de température : pas de friture possible (200 degrés max)
Les types de fours solaires
Four boîte (box cooker)
Une boîte isolée avec un couvercle en verre et des réflecteurs. Le plus simple, le plus robuste. Température : 120-160 degrés. Temps de cuisson : 2-4 heures.
Four parabolique (parabolic cooker)
Un miroir parabolique qui concentre les rayons en un point focal. Très puissant (200-300 degrés au point focal). Cuisson rapide (30-60 minutes). Plus complexe à fabriquer et à utiliser.
Four panel (panel cooker)
Des panneaux réflecteurs qui entourent un récipient noir dans un sac en plastique. Le plus léger, le moins cher, le plus facile à fabriquer. Température : 90-120 degrés. Idéal pour la pasteurisation.
Pour ce guide, nous construirons les trois types, du plus simple au plus complexe.
Four boîte : construction détaillée
Matériaux
- 5 planches de bois de 60 cm x 60 cm x 2 cm (ou contreplaqué)
- 1 panneau de verre plat de 55 cm x 55 cm (voir Construire des fenêtres)
- Isolant : paille, sciure de bois, ou laine
- Peinture noire ou charbon broyé mélangé à de la colle (voir Fabriquer de la colle naturelle)
- Charnières en fer ou en cuir (2)
- Papier aluminium ou tôle fine brillante (pour les réflecteurs)
Étape 1 : Fabriquer la boîte
- Assembler les 5 planches en forme de boîte ouverte par le haut (60 cm x 60 cm x 30 cm de profondeur).
- Renforcer les coins avec des équerres en bois ou des renforts en fer plié.
- L’intérieur doit être parfaitement étanche à l’air.
Étape 2 : Isoler la boîte
- Remplir les parois avec l’isolant (paille tassée, sciure, ou laine). Épaisseur : 5 cm minimum sur chaque côté.
- Double isolation : doubler la boîte d’un cadre intérieur plus petit. L’espace entre les deux boîtes est rempli d’isolant (technique de la double paroi, plus efficace).
- L’isolant empêche la chaleur de s’échapper par les parois.
Étape 3 : Peindre l’intérieur en noir
- L’intérieur de la boîte (là où les aliments sont placés) doit être noir. Le noir absorbe toutes les longueurs d’onde de la lumière et les convertit en chaleur.
- Mélanger du charbon de bois finement broyé avec de la colle naturelle. Étendre au pinceau sur toutes les surfaces intérieures.
- Laisser sécher 24 heures. La surface doit être mate et d’un noir profond.
- Alternatives : peinture à la suie (noir de fumée + huile), fer forgé noirci, ardoise noire.
Étape 4 : Fabriquer le couvercle en verre
- Le couvercle est un cadre en bois (55 cm x 55 cm) contenant le panneau de verre.
- Le verre doit s’adapter exactement sur l’ouverture de la boîte. Pas de jour : chaque millimètre de fuite fait perdre des degrés.
- Fixer le couvercle avec des charnières sur un côté (permet d’ouvrir pour insérer les aliments).
- Ajouter un petit levier en bois pour soulever le couvercle facilement.
Étape 5 : Fabriquer les réflecteurs
Les réflecteurs concentrent la lumière du soleil vers l’intérieur de la boîte.
- Couper 4 panneaux de bois de 60 cm x 30 cm.
- Recouvrir chaque panneau de papier aluminium brillant ou de tôle fine polie. Fixer avec de la colle.
- L’alu doit être aussi lisse que possible (pas de plis). La surface doit briller comme un miroir.
- Attacher les 4 réflecteurs aux bords de la boîte avec des charnières ou du cuir.
- Les réflecteurs s’inclinent vers la boîte à environ 45 degrés pour renvoyer le maximum de lumière.
Étape 6 : Positionner le four
- Placer le four au soleil, sur une surface plane.
- Orienter les réflecteurs pour maximiser la lumière qui entre par le verre.
- Le four doit suivre le soleil : le pivoter toutes les 30 minutes (le soleil se déplace de 15 degrés par heure).
- Vérifier que l’ombre du four ne cache pas les réflecteurs.
Four parabolique : construction détaillée
Le four parabolique concentre les rayons du soleil en un seul point (le foyer). La température au foyer peut dépasser 300 degrés.
Matériaux
- Grande cuve métallique (tonneau coupé, bassine) ou structure en bois + aluminium
- Papier aluminium ou tôle polie
- Grillage en fer fin (structure)
- Fer ou acier pour le support
- Argile ou ciment pour la base
Étape 1 : Fabriquer la parabole
Méthode la plus accessible : utiliser une bassine ronde en métal ou un ancien satellite parabolique comme structure de base.
Si il faut la fabriquer :
- Fabriquer un cadre en fer de forme parabolique. Courber des tiges de fer de 8 mm en arc parabolique. Les souder (voir Souder et assembler les métaux) ou les attacher avec du fil de fer.
- Tendre du grillage fin sur le cadre.
- Recouvrir le grillage de papier aluminium brillant, côté brillant vers l’extérieur (vers le soleil). Fixer avec des agrafes ou de la colle.
- L’alu doit être aussi lisse que possible. Lisser avec une planche ou une pierre plate.
Étape 2 : Calculer le point focal
Pour une parabole de diamètre D et profondeur P :
- Distance focale f = D^2 / (16 x P)
- Exemple : parabole de 1,2 m de diamètre, 20 cm de profondeur. f = (1,2)^2 / (16 x 0,2) = 1,44 / 3,2 = 0,45 mètres.
Le foyer est à 45 cm au-dessus du centre de la parabole.
Étape 3 : Fabriquer le support de cuisson
- Fabriquer une structure en fer (ou en bois dur) qui tient la marmite au point focal.
- La marmite doit être noire (fond de casserole peint en noir avec du charbon).
- Le support doit permettre de régler la hauteur (le point focal doit être précis).
- Ajouter un manche ou une pince pour déplacer la marmite sans se brûler.
Étape 4 : Le support de la parabole
- La parabole doit pivoter sur deux axes (horizontal et vertical) pour suivre le soleil.
- Fabriquer un support en fer ou en bois solide. Un trépied est stable.
- Un axe vertical permet la rotation est-ouest (suivi du soleil dans la journée).
- Un axe horizontal permet l’ajustement de l’inclinaison (suivi de la hauteur du soleil selon la saison).
Précautions avec le four parabolique
- Ne JAMAIS regarder le point focal : la concentration de lumière peut brûler les rétines en quelques secondes.
- Ne JAMAIS laisser le four sans surveillance : le point focal peut enflammer du bois ou du tissu.
- Éloigner les enfants : le point focal est un danger réel de brûlure grave.
- Couvrir la parabole quand elle n’est pas utilisée (retourner la surface ou la couvrir d’une toile).
Four panel : construction rapide
Le four panel est le simplissime. Il ne demande qu’un carton, du papier aluminium et un sachet.
Matériaux
- Un grand carton pliable (ou du tissu rigide)
- Papier aluminium
- Ruban adhésif ou colle
- Un sac transparent (type sac de congélation, ou vessie animale fine)
- Un récipient noir (pot en terre cuite peint en noir)
Étape 1 : Fabriquer les panneaux
- Découper le carton en 4 ou 5 panneaux articulés (comme un écran de coquillage).
- Recouvrir chaque panneau d’aluminium brillant.
- Les panneaux se tiennent debout et forment une cuvette autour de la marmite.
Étape 2 : Préparer la marmite
- Peindre le pot en terre cuite en noir (charbon + colle).
- Mettre les aliments dans le pot. Fermer avec un couvercle noir.
- Placer le pot dans le sac transparent (effet de serre).
Étape 3 : Cuire
- Placer le pot sacqué au centre des panneaux.
- Orienter les panneaux vers le soleil.
- La température monte à 90-120 degrés en 1-2 heures.
- Idéal pour : pasteuriser l’eau (65 degrés pendant 30 minutes suffisent), réchauffer des aliments, cuire du riz ou des légumes tendres.
Guide de cuisson au four solaire
Règle générale
- La cuisson solaire est une cuisson lente. Les aliments ne brûlent jamais.
- Plus le four est chaud, plus la cuisson est rapide.
- Ne pas ouvrir le couvercle inutilement : chaque ouverture fait perdre 10-20 degrés.
Temps de cuisson approximatifs (four boîte à 150 degrés)
| Aliment | Température cible | Temps approximatif |
|---|---|---|
| Eau (ébullition) | 100 degrés | 1-2 heures |
| Riz | 100 degrés | 1,5-2 heures |
| Légumes racines (pommes de terre, carottes) | 100 degrés | 2-3 heures |
| Ragoût de viande | 95 degrés | 3-4 heures |
| Pain (petits pains) | 180 degrés | 1,5-2 heures (four parabolique) |
| Poisson | 70 degrés pendant 30 min | 1,5-2 heures |
| Légumes verts | 90 degrés | 1-1,5 heures |
| Pasteurisation de l’eau | 65 degrés pendant 30 min | 1-2 heures (four panel) |
Astuces
- Pré-couper les aliments en petits morceaux : cuisson plus rapide.
- Utiliser le moins d’eau possible : l’eau absorbe la chaleur.
- Cuire le matin pour le midi, à midi pour le soir. Anticiper.
- Les jours nuageux, la cuisson prend 2 fois plus longtemps. Les jours très ensoleillés, 2 fois moins.
Entretien du four solaire
Le verre
- Nettoyer régulièrement (poussière, salissures) : la saleté réduit la transmission lumineuse.
- Manipuler avec précaution (voir Construire des fenêtres pour les techniques de manipulation du verre).
Les réflecteurs
- Remplacer l’aluminium froissé ou déchiré.
- Polir la tôle métallique si elle ternit (pierre ponce ou cendre fine).
La boîte
- Protéger de la pluie : le bois et l’isolant se gorgent d’eau.
- Au besoin, construire un abri pour le four (petit toit).
- L’isolant doit rester sec. Remplacer la paille mouillée.
Problèmes courants et solutions
| Problème | Cause | Solution |
|---|---|---|
| Le four ne dépasse pas 80 degrés | Fuites d’air, réflecteurs sales | Calfeutrer les joints, nettoyer les réflecteurs et le verre |
| La cuisson est trop lente | Aliments trop gros, pas assez de soleil | Couper en petits morceaux, repositionner vers le soleil |
| Le verre se fissure | Choc thermique (eau froide sur verre chaud) | Laisser refroidir avant d’ouvrir, ne jamais toucher le verre chaud avec des mains mouillées |
| Les réflecteurs s’envolent | Vent fort | Lester la base du four, fixer les réflecteurs |
| Condensation sous le verre | Humidité des aliments | Normal, essuyer si trop abondant |
Une fois que vous savez faire ça, vous pouvez débloquer
- Indépendance énergétique pour la cuisson : le soleil remplace le bois
- Pasteurisation solaire : accès à l’eau potable sans combustible (voir Purifier et désinfecter l’eau)
- Séchage solaire amélioré : utilisez le four panel comme séchoir (voir Sécher et fumer les aliments)
Pages liées
- Cuisson alimentaire — les techniques de cuisson de base
- Construire un four de cuisson — le four à bois classique
- Fabriquer du verre — le verre est crucial pour le four boîte
- Construire des fenêtres — technique de vitrage
- Fabriquer de la colle naturelle — assembler les panneaux
- Purifier et désinfecter l’eau — la pasteurisation solaire de l’eau
- Sécher et fumer les aliments — le séchage solaire
- Fabriquer du charbon de bois — le combustible que le four solaire remplace