Cuisson solaire à feu vif / Solar cooking on high heat

FINALITE DU DOCUMENT / PURPOSE OF THE DOCUMENT

Voici la description d’un cuiseur solaire, à l’intention des personnes qui veulent en construire un et qui  réfléchissent aux questions d’usage, de forme, dimensions, composants et matériaux.

Here is the description of a solar cooker, for those who wish to build one and brainstorm about use, size and shape, components and materials.

 

USAGE VOULU DU CUISEUR SOLAIRE / INTENDED USE OF THE SOLAR COOKER

L’utilisateur installe le cuiseur en peu de temps et sans outillage, en extérieur, à poste fixe. Il cuisine ensuite dans une poêle ou une cocotte comme sur un plan de travail, même à feu vif. Après usage il démonte le cuiseur et le stocke sous une forme compacte dans un lieu abrité.

The User assembles the cooker outdoor at a fixed location, in little time, without tools. Then he/she cooks on a flat worktop like in a kitchen, using a pan or a pot, even on high heat. Eventually the cooker is disassembled and stored indoor in compact form.

PRESENTATION / OVERVIEW

Le cuiseur est composé d’un mât, d’une base et d’un réflecteur :

·         Le mât ancré dans le sol porte le plan de travail, la boîte chaude et le récipient de cuisson,

·         La base posée au sol tourne en azimut (gauche/droite) autour du mât,

·         Le réflecteur, posé sur la base, glisse sur elle dans son mouvement en hauteur (haut/bas).

L’utilisateur oriente le cuiseur manuellement en azimut et en hauteur pour le pointer vers le soleil.

 

The cooker consists of a mast, a basis and a reflector:

·         The mast is anchored into the ground ; it holds the worktop, the hot box and the cooking vessel;

·         The basis rests on the ground and rotates (left/right) around the mast;

·         The reflector rests on the basis and rotates (up/down) by friction against the basis.

The User aims the cooker at the sun manually both up/down and left/right.

Le rayonnement solaire frappe le réflecteur, se réfléchit vers le haut, se concentre sur le récipient de cuisson. La chaleur reste piégée dans la boîte chaude sous le plan de travail.

The sunlight hits the reflector, bounces upwards and concentrates on the cooking vessel. The heat builds up inside the hot box attached below the worktop.

CONCEPTION / DESIGN

Le réflecteur est souple, sa forme est ajustée lors des premières utilisations. Il est constitué de segments plans assemblés bord à bord, courbés et mis sous tension pour approcher la forme d’un demi-paraboloïde. Ce choix concilie la précision de la forme et la légèreté de la structure.

The reflector is flexible; its shape is adjusted when first used. It is made of flat elements assembled side by side, then brought into shape by bending and pulling so to obtain an approximate half-paraboloïd. This allows achieving an accurate shape together with a lightweight structure.

 

Le cuiseur est près du sol, pour limiter la prise au vent.

The cooker features a low profile so as to limit the impact of the wind.

Le plan de travail fait écran au rayonnement, l’utilisateur n’approche ni les mains ni les yeux d’un foyer ouvert brûlant ou aveuglant.

The worktop masks the sunlight glare; the User keeps the hands and eyes away from any open and burning spot or blinding light.

Le plan de travail reste à la même hauteur quelle que soit la course du soleil ; ceci grâce à la nervure représentée ci-dessous en gris, qui comporte un profil parabolique (en bleu)sous le réflecteur et un contour circulaire (en vert) appliqué sur la base. Le foyer de la parabole et le centre du cercle sont confondus (point rouge) et restent toujours à la même place.

The worktop remains at constant height whatever the path of the sun, thanks to the rib shown below in gray color. This rib features a parabolic shape (blue)below the reflector and a circular shape (green)against the basis. The parabola focal point and the center of the circle makeone single point(red) which stays always at the same location.

La forme de cette nervure définit la course possible en hauteur (soleil bas, soleil haut).

The shape of this rib defines the achievable amplitude between high and low sun.

CONSTITUANTS /COMPONENTS

Arcs / Bows

Deux arcs en demi-cercles délimitent le paraboloïde. Le plus grand est un jonc en fibre de verre tendu par un fil. Le plus petit est une tige métallique courbée, indéformable. Tous deux sont recouverts d’un ruban adhésif  « scratch » enroulé en spirale.

Two half-circles shape the paraboloïd front and rear sides. The large one, made of fiberglass, acts as a bow with its tension wire a wire. The small one is made of rigid iron stub.  Adhesive “scratch” runs in a spiral around them.

 

Mât/Mast

Ce composant télescopique comprend un tube externe ancré au sol ; un tube intermédiaire et un tube interne sont réglés en hauteur pour atteindre le point focal

This telescopic component comprises of an external tube anchored in the ground, an intermediate tube and internal one which are adjusted to reach the focal point.

 

 

 

 

 

Pour un assemblage rapide voici une interface entre réflecteur, arc et nervures :

  • du ruban « scratch » pour le maintien d’une position en dépit d’un effort de cisaillement,
  • un cavalier métallique inséré dans le réflecteur pour résister à un effort d’arrachement.

To allow for quick assembly of the reflector here is an interface between reflector, bow and ribs: involving:

  • “Scratch” ribbons to maintain a defined position while resisting a shearing effort,
  • A metal insert pushed into the reflector to resist a pulling effort.

DIMENSIONNEMENT/ SIZING

Parabole de 2,4 m de diamètre, focale de 0,6 m, découpée en36 segments dont 16 sont réalisés

Energie captée sur 1,8 m2 environ.

Parabola: 2.4 m diameter – 0.6m focal length,  made of 36 segments, 16 of them implemented.

Energy collection across about 1.8 m2.

MATERIAUX / MATERIALS

Feuille autocollante de mylar chromé.

Plaque de plastique alvéolé reprenant la forme du carton ondulé.

Ruban adhésif “scratch” (velours sur crochet).

Manche télescopique pour nettoyage des fonds de piscine.

Chromated mylar adhesive sheet.

Corrugated plastic sheet.

Adhesive ribbon with “scratch” material (velvet/hook).

Telescopic handle (used for brushing swimming pool floors).

MONTAGE / ASSEMBLY

La parabole est assemblée à l’envers en quatre morceaux posés en appui sur le bord arrondi du plan de travail ; ils adhèrent aux rubans de scratch et sont verrouillés en place par les cavaliers. Une fois les nervures et raidisseurs en place, la parabole est remise à l’endroit et insérée dans la base. Enfin le plan de travail est mis en place.

The parabola is assembled upside down, in four parts brought against the circular side of the worktop; the bows, scratch material and inserts lock them into place. Once ribs and braces are added, the parabola is turned face up and inserted into the basis. Eventually the worktop is added.

CONSTRUCTION / MAKING

 Le réflecteur est facile à construire, un cutter suffit.

The reflector is easy to build, a cutter will do.

PREMIERE LUMIERE / FIRST LIGHT

Le cuiseur est assez long à assembler. Ceci fait il est facile à utiliser, puissant, et stable dans le vent.

Assembly is quite time-consuming. Then the cooker is easy to use, powerful, and sturdy in the wind.

EVALUATION / ASSESSMENT

Les exigences “stockage compact” et “assemblage rapide” ne sont pas encore satisfaites simultanément.  Si le réflecteur est stocké tout assemblé (volumineux), alors le cuiseur peut être installé très rapidement. Bien des solutions seraient possibles pour concilier ces deux avantages.

Both requirements « storage in compact form » and « quick assembly » are not met together. If the reflector is stored in fully assembled (bulky) form, then the cooker can be installed in very little time. Many solutions  can reconcile these two merits.

ET ENSUITE ? / SO WHAT?

Le cuiseur solaire présenté ici explore des solutions d’architecture, de matériaux et assemblages. Il a été conçu et réalisé par Gilles Meuriot  comme un démonstrateur, dans un esprit d’expérimentation.

This solar cooker explores solutions in the areas of architecture, components and materials. It has been made by Gilles Meuriot as an experiment, a proof of concept.

Il est décrit ici sous licence Creative Commons CC BY SA autorisant sa libre reproduction et adaptation.

It is described here under Creative Commons CC BY SA license, allowing free reproduction and adaptation.

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