Les plans > La cuisinière de masse V5

Introduction

Cette cuisinière de masse est le fruit d'un long travail de développement. C'est un intermédiaire entre un poêle de masse purement rayonnant et un poêle en fonte dégageant beaucoup de chaleur par convection. Elle est beaucoup plus réactive qu'un poêle de masse classique, mais en contre partie l'inertie est diminuée et la convection augmentée.

La cuisson sur plancha (contact métal/métal) est d'une redoutable efficacité par rapport à une gazinière (contact gaz/métal). Le four noir est utilisable plusieurs heures après la flambée. Il monte à 500°C pendant la flambée, 300°C juste après et la température diminue tranquillement par la suite. Le foyer sert de four d'appoint. Contre les parois du poêle on peut disposer des claies pour séchers des légumes et des fruits.

C'est un outil formidable qui peut servir de moyen de chauffage et de cuisson exclusif à une famille pendant l'hiver.. testé et approuvé par les membres d'UZUME !

Un objectif : la durabilité

Cette nouvelle version est équipée de notre nouveau coeur de chauffe renforcé : Le Batchblock. Ce coeur de chauffe est renforcé par une armature métallique qui limite sa dilatation et empêche les mouvements latéraux des briques. Cette précaution n'est PAS superflue et est utilisée par les poêliers les plus expérimentés que nous connaissons (Vital BIES en France ainsi que Kirpichiki en Russie et certains poêliers neerlandais). Tout le coeur est maçonné avec des linteaux (longues briques) pour éviter les points faibles des joints et pour faciliter la construction.

Autour de ce coeur se trouve une deuxième peau qui ne fissurera pas car elle est soumise à des températures bien inférieures.

Le banc de chauffe peut être construit en simple peau et en matériaux non réfractaires car les températures y sont beaucoup plus basses.

Vue 3D du poêle avec et sans banc de chauffe.

Mise à jour du 07 Avril 2018 :

La cuisinière de masse a été construite pendant le stage du 21 au 25 Mars 2018.

Cuisinière de masse V5 construite à Varaire pendant le stage du 21 au 25 Mars 2018.

Résultats :

Esthétiquement, nous sommes ravis : les jeux de volume entre la cuisinière, le décroché et le banc sont beaux. Le banc a été maçonné rapidement avec des briques réfractaires et des linteaux, mais d'autres matériaux sont tout à fait possibles.

Fonctionnement excellent, mis à part quelques points qui, une fois résolus, amèneront à une V6 stable :

  • Le déflecteur n'est pas suffisant pour empêcher le flambement de la tôle. Nous allons tester une tôle en fonte de 8 mm à la place de la tôle d'acier OU nous reviendrons à la tôle percée de la Version 2.
  • Le cadre en tiges filetées oblige à laisser 5 cm de jeu au sommet du poêle (pour les écrous). À cet endroit il n'y a pas de double peau et les briques du dernier rang de l'habillage sont sollicitées trop fortement. Nous allons passer sur un cadre complet en fer plat et cornières dans lequel nous maçonnerons le coeur de chauffe.
  • L'extraction de chaleur est plus efficace que prévu. La taille du banc va être réduite.

Cuisinière de masse V5 construite à Varaire pendant le stage du 21 au 25 Mars 2018.

Voici une vidéo réalisée pendant la construction :

Vidéo de la cuisinière de masse V5 pendant une flambée.

La version 6 est en cours de conception et les plans actuels sont disponibles sur ces liens :

Fiche technique :

  • Chargement de bois : 8 kg
  • Puissance : 3200W avec 3 flambées par jour
  • Poids (avec la métallerie, sans le banc de chauffe) : environ 900 kg
  • Charge sous le poêle (sans compter le banc): 1160 kg/m2
  • Diamètre minimum du conduit de raccordement : 150 mm
  • Dimensions : 1070x725mm au sol (sans le banc) et 86 cm de haut
  • Temps de travail sur chantier (estimé, hors métallerie, hors fumisterie) : 70 à 100h
  • Section du système : 21400 mm2
  • SIA de la cuisinière sans le banc et sans conduit de raccordement : 2 m2
  • SIA à ajouter à la cuisinière : 2 m2 maximum
  • Version : 5
  • Date de publication initiale : 14 Mars 2018
  • Date de la dernière modification : 14 Mars 2018
  • Fichier Sketchup V2016 : cuisiniere_de_masse_V5_031718.skp
  • Fichier Sketchup V8 : __
  • Position de la cheminée d'évacuation : cuisiniere_de_masse_V5_031618_position_cheminee_evacuation.png
  • Débit : debit_cuisiniere_de_masse_V5_031618.txt
  • Manuel en .pdf : manuel_cuisiniere_de_masse_V5_031718.pdf

Versions précédentes :

Photos :

Les 4 versions précédentes de la cuisinière de masse.

Évolutions :

  • Version 1 :
    • Rocket stove de 180 mm de diamètre semi-enterré
    • Hauteur totale de 95 cm
    • Briques de terre crue et mortier de terre
    • Plancha de 3 mm (!) renforcée par une structure en cornières, mais sujette au flambement.
  • Version 2 :
    • Batchrocket sans "cheminée interne"
    • Hauteur totale de 89 cm
    • Chargement par lot, beaucoup plus de puissance
    • Clapet de démarrage très efficace
    • Plancha en tôle de 8 mm avec une "couronne" pour gérer les dilatations
    • Briques réfractaires
    • Coulis réfractaire à l'argile
    • Simple peau
    • Banc de chauffe
  • Version 3 :
    • Batchrocket avec turbuleur en demi-octogone
    • Hauteur totale de 85 cm
    • Double peau autour du foyer, simple peau dans les autres parties
    • Briques d'usure dans le turbuleur
    • Pas de banc de chauffe
    • Plusieurs planchas pour gérer les flambements
    • Coulis réfractaire silicaté : REFRACOL 240
    • Portes plus larges avec un meilleur système de fixation
    • Cheminée d'évacuation complètement en tube métallique et à part de la maçonnerie, ce qui évite les jeux de dilatations
  • Version 4 :
    • Foyer décalé pour avoir un four noir profond (54 cm)
    • "Coup de sabre" volontaire entre le foyer et le turbuleur pour tenir compte des dilatations différentes
    • Récupération de la chaleur par des colonnes internes
  • Version 5 :
    • Coeur de chauffe en linteaux pour éviter les points de fragilité et maçonner plus rapidement
    • Cadre métallique serré autour du coeur de chauffe pour limiter la dilatation (donc le cisaillement des joints) et maintenir la fonctionnalité du poêle même si les joints se brisent
    • Double peau complète, sauf pour le banc de chauffe
    • Banc de chauffe
    • Plancha avec déflecteur pour gérer les flambements
    • Cheminée d'évacuation maçonnée complètement à part du reste de la maçonnerie, ce qui évite les jeux de dilatations

Les objectifs principaux :

  • Cuisson :
    • La cuisson doit pouvoir commencer 10 minutes après l'allumage ;
    • La plancha doit avoir plusieurs zones avec des températures différentes ;
    • Il doit y avoir un four noir utilisable pendant et après la flambée ;
    • La plancha doit être à moins de 95 cm du sol ;
  • Longue durée de vie dans le cadre d'un usage quotidien
    • 10 ans d'usage (environ 4000 flambées) au minimum ;
    • Le foyer doit résister à des chocs de bûches occasionnels ;
    • Supporte 4 flambées par jour sans fissurations et en restant fonctionnel ;
    • La plancha ne doit pas flamber sous l'effet de la chaleur ;
    • L'ensemble du poêle doit être accessible pour l'entretien et le nettoyage ;
  • Chauffage :
    • Doit pouvoir chauffer un volume correct avec 2 ou 3 flambées par jour ;
    • Doit avoir une inertie d'au moins 8h ;
  • Adaptabilité :
    • La forme du système de récupération de la chaleur doit être libre. Ça peut être un banc droit ou coudé, une cloche simple, un banc avec mur de chauffe, etc..
    • Le banc doit faire moins de 50 cm de hauteur totale ;
  • Haut rendement global
    • Rendement global moyen (sur une flambée complète) supérieur à 80% (PCI) ;
    • Température des fumées toujours inférieure à 200°C dans le conduit de cheminée à 1 m de la sortie du poêle ;
    • Excès d'air moyen (sur une flambée complète) inférieur à 2,5 ;
    • Durée de flambée d'une heure (d'après la norme EN15250), soit 1h20 de l'allumage à la fermeture des clapets ;
    • Présence d'un clapet d'obstruction étanche à 5% dans le conduit d'évacuation. Le clapet doit être facile d'accès ;
  • Faible pollution atmosphérique
    • Rendement de combustion moyen supérieur à 98% (taux de monoxyde de carbone inférieur à 500 ppm moyen dilué) ;
    • Le poêle doit supporter des flambées violentes (taux de d'oxygène inférieur à 7% au moment du pic et/ou taux d'oxygène moyen inférieur à 11%) sans s'emballer ;
    • Les allumages par le bas ne doivent pas entrainer de pollution supérieure à 1000 ppm de CO dilué moyen ;
  • Utilisation d'été possible

Usage :

Voir la page dédiée au Manuel d'utilisation.

Remarques :

Cette cuisinière sera construite et testée la semaine du 19 au 25 Mars.

Concernant la construction :

  • Le conduit de raccordement peut être plus grand que 150 mm, mais dans ce cas il faut prévoir un adaptateur vers le tube du diamètre existant. Il est aussi possible de raccorder ce poêle à un boisseau en terre cuite de dimensions internes minimale 150x150 mm.
  • Le banc doit impérativement respecter les règles de construction des cloches :
    • À chaque changement de direction, les gaz doivent avoir suffisament d'espace pour qu'il n'y ait pas de restriction. Il faut au minimum 1,5 fois la section du sytème dans les virages à 90° et 2 fois dans les virages à 180°.
    • La SIA (surface interne absorbante) doit être calculée d'après les règles décrites dans l'article sur les cloches. En particulier, il faut prendre en compte toutes les surfaces internes de cheminée d'évacuation non isolées.
  • Le banc n'a pas besoin d'être en matériaux réfractaires. Nous conseillons fortement que le sommet du banc (l'assise) fasse au moins 15 cm d'épaisseur et que les murs du bancs fassent moins de 10 cm d'épaisseur. Dans tous les cas, il est très important que les murs du banc soient moins épais que le sommet. Sinon, l'assise chauffe trop fort !
  • Le poêle possède 2 peaux de briques entre lesquels un joint de dilatation en carton est introduit. Pour chaque rangée, on maçonne d'abord la peau extérieure puis la peau intérieure. On comble l'espace entre la peau extérieure et le joint de dilatation avec un mortier de terre. Cela permet un meilleur transfert de la chaleur vers l'extérieur.

Images :

Cette cuisinière est équipée du nouveau coeur de chauffe renforcé : le Batchblock


Vidéos :

Vidéo de présentation de la version 2.

Vidéo sur l'analyse de combustion de la version 2.


Les matériaux et prix :

1. La commande à effectuer chez le briquetier :

Les prix affichés ici sont les prix (pour 2018) du briquetier PRSE avec lequel nous travaillons. Nous ne prenons aucune marge sur les articles ci-dessous. Vous pouvez très bien commander vos briques chez un autre fabricant. Cependant, les briques de PRSE sont utilisées par beaucoup de poêliers car elles sont d'extrèmement bonne qualité. C'est de plus une entreprise locale implantée en Drôme.

Attention, les matériaux nécessaire à la réalisation du banc de chauffe ne sont pas inclus !

Désignation Nombre Prix unitaire TTC Prix TTC
Brique de 220x110x60 mm, 40% d'alumine 160 (19 briques supplémentaires sont incluses) 1,69€ 270,4€
Brique de 220x110x30 mm, 40% d'alumine 15 (3 briques supplémentaires sont incluses) 1,04€ 15,6€
Linteau 600x110x60 mm, 40% d'alumine 35 (1 linteau supplémentaire est inclus) 9,78€ 342,3€
Coulis réfractaire REFRACOL 240, par seau de 25 kg 2 39,14€ 78,28€
Laine céramique Superwool 607HT, 128 kg/m3, 1000x610x13 mm 2 m 9,48€ 18,96€
Palette perdue houssée 100x120 cm 1 21,6€ 21,6€
Total, sans livraison 747,14€

La livraison pour cette cuisinière nécessite une palette. Les tarifs (HT) de livraison depuis l'usine du briquetier PRSE sont donnés ici : Tarif_Transport_2018_PRSE.pdf. Pour une palette, ils varient entre 150 et 250€ TTC en fonction du lieu de livraison. Des frais supplémentaires s'appliquent dans les zones particulières (haute montagne, monaco, corse, etc..).

Une option pour que le briquetier découpe les briques en usine sera proposée prochainement.


2. Le débit des briques :

Le débit des briques est donné en considérant que la plupart des chutes sont réutilisées. Il donc très important de :

  • Découper les briques en partant des plus grandes. Une partie des chutes résultantes seront réutilisées.
  • Découper sur le trait de coupe pour que l'épaisseur de la lame soit répercutée des deux cotés.
  • Prévoir une marge d'au moins 10% de briques supplémentaires lors de la commande pour anticiper les erreurs de coupe.

Le débit (V5, 16 Mars 2018) est disponible sur ce lien : debit_cuisiniere_de_masse_V5_031618.txt


3. La métallerie :

Les différents éléments de la métallerie pour la cuisinière de masse V5 sont les suivants :

  • Clapet de démarrage
  • Clapet d'obstruction
  • Arrivée d'air secondaire "Cobra"
  • Porte du foyer (vitrée) avec arrivée d'air
  • Porte du four (non vitrée)
  • Double cadre pour la porte du four et du foyer
  • Cornières de fixation du cadre
  • Plancha
  • Deflecteur plancha
  • Cadre de la plancha
  • Barre de protection

Les prix donnés correspondent aux prix approximatifs de revient en prenant en compte que les profilés métalliques ne sont vendus qu'en barre de 6m. Ils sont là pour vous aider dans la construction et le choix du poêle que vous allez auto-construire.

Les fournisseurs pour les thermomètres et les vitres réfractaires sont indiqués dans l'article Matériaux et fournisseurs.


Désignation Nombre/dimension Prix
Tôle de 5 mm : 290x600, 255x205, 145x140, 146x146 20€
Cornière de 50x50x5 mm 8830 mm 44€
Fer plat de 50x5 mm 1270 mm 6€
Tiges filetées diamètre 12 mm, longueur 770 mm 4 unités 12€
Tôle de 8 mm 750x700 mm 70€
Fer plat de 30x5 mm 800 mm 3€
Tube carré de 60x60x2 mm 510 mm 5€
Tube carré de 40x40x2 mm 85 mm 2€
Té de 40x40x5 mm 1395 mm 9€
Paumelles MAROC de 60x10 mm 4 unités 8€
Thermomètres à tige 2 unités 20€
Fer carré de 8 mm 3500 mm 4€
Tube de diamètre 159mm, 4,5 mm d'épaisseur 400 mm 15€
Fer rond de 12 mm de diamètre 600 mm 2€
Vitre réfractaire 265x205x4 mm 22€
Tresse plate autocollante de 10x2 mm 1 m 10€
Tresse ronde de 15 mm de diamètre 2,5 m 15€
Consommables (disques, baguettes de soudure, mèches, etc..) 100€
Total 367€


3. Récapitulatif

Plusieurs choix sont possibles dans l'auto-construction de votre cuisinière de masse. Vous pouvez la fabriquer en auto-construction totale. Dans ce cas :

Tableau résumant le prix de la cuisinière de masse V5 en auto-construction totale :
Désignation Prix TTC
Matériaux chez le briquetier 747,14€
Livraison Entre 150 et 250€
Matériaux pour le banc Variable
Matériaux pour la métallerie 367€
Total Entre 1265 et 1365€ sans compter le banc

Vous pouvez aussi faire fabriquer la métallerie par un artisan chaudronnier. Dans ce cas :

Tableau résumant le prix de la cuisinière de masse V5 si la métallerie est faite par un chaudronnier :
Désignation Prix TTC
Matériaux chez le briquetier 747,14€
Livraison Entre 150 et 250€
Matériaux pour le banc Variable
Matériaux pour la métallerie 367€
Main d'oeuvre métallerie (estimation, hors livraison) 1500€
Total Entre 2765 et 2865€ sans compter le banc