Qu'est-ce que le Rocket Stove ?

Avertissement

Nous nous étions intéressés aux Rocket Stoves fin 2015 et depuis nous avons beaucoup évolué. Nous avons d'abord utilisé le Batchrocket, une version améliorée du Rocket Stove. Puis nous avons développé une version améliorée du Batchrocket : le Batchblock.

Les informations données dans cet article restent néanmoins valides et utiles pour l'autoconstructeur.

Les origines

Des coeurs de chauffe en "L" :

Améliorer la combustion du bois permet de diminuer la pollution liée aux fumées ainsi que la quantité de bois nécessaire pour une chauffe donnée.

Très tôt, les hommes ont réalisé qu'un coeur de chauffe en forme de "L" permettait une meilleure combustion du bois. On retrouve encore aujourd'hui des traces de l'utilisation de ce principe sur les vieux fours à chaux ou encore sur des fourneaux très simples utilisés pour la cuisson dans divers endroits du monde.

Coeur de chauffe en "L" utilisé pour raffiner du sucre, Laos, H. A. Wirtz.
Source : The Book of Masonry Stoves, David Lyle, 1984, p. 31.

Puis des coeurs de chauffe en "J" :

Schéma d'un four à briques avec des coeurs de chauffe en "J".
Source : The Self-Reliant Potter: Refractories and Kilns, Henrik Norsker, 1987, p. 50.


Pour certaines applications, les quantités de bois nécessaires sont telles qu'il devient très important de bien maîtriser la qualité de la combustion.

Par exemple, les fours à briques artisanaux en Amérique latine ou en Inde peuvent facilement avoir une capacité de plusieurs dizaines de milliers de briques par cuisson, ce qui nécessite plusieurs dizaines de tonne de bois à chaque fois !

On retrouve donc des coeurs de chauffe à la conception soignée dans ces constructions. Notamment des coeurs de chauffe en "J" qui sont une amélioration des versions en "L". On peut l'observer sur l'image ci-contre : c'est la base des Rocket Stoves modernes.

Le Rocket Stove

Une évolution notable :

Les Rocket Stoves dans leur forme actuelle sont issus du travail initial réalisé par Ianto Evans à la fin des années 70.

Le coeur de chauffe qu'il a développé s'approche des deux exemples précédents, mais la combustion est améliorée grâce à l'utilisation de matériaux réfractaires isolants et un travail sur les proportions optimales du "J".

Autour de ce coeur de chauffe, un bidon métallique et des bancs en bauge permettent la récupération de la chaleur des fumées.

Schéma : Vue en coupe d'un Rocket Stove moderne.
Source : Rocket Mass Heaters, I. Evans et L. Jackson, 2014, p. 18.

Un rendement excellent :

Le succès des Rocket Stoves et sûrement lié à l'excellente qualité de la combustion par rapport à leur simplicité de construction. Ci-dessous se trouve le compte rendu de l'analyse de combustion d'un Rocket Stove classique que nous avons construit d'après les plans de Peter van den Berg.

Résultats de l'analyse de combustion d'un rocket stove de 180 mm sur une flambée à pleine puissance.
Source : Analyse effectuée avec le Testo 230-2LL en Août 2016



Les résultats de cette flambée sont :

  • O2 moyen : 13%
  • Rendement total moyen (PCI) : 95%
  • CO dilué moyen : 332 ppm
  • CO non dilué moyen : 1357 ppm
  • Température moyenne des fumées à la sortie du poêle : 70°C.

Le rendement total (combustion x récupération) moyen est de 95%, ce qui est absolument excellent. Le taux de monoxyde de carbone est extrêmement faible sur la plus grande partie de la flambée. En moyenne, le Rocket Stove émet 332 ppm (particules par million) de CO (monoxyde de carbone) dilué, ce qui indique une combustion de très bonne qualité.

NB : On ne prend en compte pour le calcul que la partie de la flambée entre 9h50 et 11h environ, parce qu'après la combustion est quasiment finie (taux de O2 > 16.8%). C'est le protocole de mesure classique utilisé pour tous les poêles à bois d'après la norme EN15250.

Mais une faible puissance :

Pour le test correspondant au graphique précédent, 6 kg de bois très sec (~15% d'humidité) ont été brûlés. Le fagot était composé de 1 kg de petit bois et 5 kg de bois fendu à un diamètre de 5-10 cm. La flambée a duré un peu moins de 2h avec une surveillance régulière pour rajouter du bois au fur et à mesure qu'il se consommait. D'après ces mesures, la puissance d'un Rocket Stove de 180 mm de diamètre interne est d'environ 900 W en considérant une flambée d'environ 2h par jour.

900W, c'est très faible par rapport aux besoins de chauffage des habitations classiques en France qui sont plutôt de l'ordre de 2000 à 15000W pendant l'hiver.

On pourrait bien sûr obtenir trois fois plus de puissance de chauffe avec un Rocket Stove en faisant une flambée de 6h par jour, mais c'est contraignant !

Rocket Stove de 180 mm utilisé pour le test. Réalisé par l'association UZUME, Juin 2016.

Et une utilisation plus délicate :

Le principe de la combustion latérale est relativement inconnu ce qui conduit les utilisateurs inexpérimentés à s'enfumer. De plus, le fait qu'il n'y ait pas de porte rend aussi plus probable les retours de fumées (voir de flammes !) dans la maison.

Au ralenti, les résultats des Rocket Stoves sont moins flatteurs : CO dilué moyen de 1435 ppm et rendement total moyen de 79%. Donc un Rocket Stove utilisé au ralenti brûle moins bien et on perd plus de chaleur par la cheminée.

Résultats de l'analyse de combustion d'un rocket stove de 180 mm sur une flambée au ralenti.
Source : Analyse effectuée avec le Testo 230-LL en Août 2016


Les résultats de cette flambée sont :

  • O2 moyen : 18%
  • Rendement total moyen (PCI) : 79%
  • CO dilué moyen : 1435 ppm
  • CO non dilué moyen : 10812 ppm
  • Température moyenne des fumées à la sortie du poêle : 109°C.

Conclusion :

Le gros point noir des Rocket Stoves est leur faible puissance. On pourrait en théorie la compenser en maintenant des flambées vives pendant plusieurs heures d'affilées chaque jour, mais c'est en pratique très contraignant.

Il faut donc réserver les Rocket Stoves pour des petits espaces ou des espaces très bien isolés. Pour le reste, il faut se tourner vers des poêles de masse classiques ou basés sur des Batchrockets.