Un Rocket Stove de 180 mm (900 W) pour une cuisinière maçonnée

Plan

Il s'agissait d'un premier modèle expérimental pour tester les Rocket Stoves, les briques de terre crue, les géopolymères, le système des cloches et les planchas. Un vaste programme et beaucoup de leçons retirées de cette expérience.

Fiche technique :

Rocket Stove de 180 mm utilisé comme cuisine d'extérieur. Réalisé par l'association UZUME, Juin 2016.

Premièrement, les tests de puissance (voir l'article ici) nous ont montré que les Rockets Stoves n'étaient pas suffisament puissants pour chauffer la plupart des habitations en France. En effet, même si le rendement est excellent (95% de rendement moyen total !), ce modèle ne développe que 900W en considérant une flambée de 2h par jour. Bien sûr on peut faire une flambée de 4h pour atteindre 1800W, mais on est très loin des besoins de beaucoup d'habitations qui se situent plutôt autour de 7000W.

Deuxièmement, cette expérience nous a permis de mettre au point une méthode de fabrication de briques de terre crue très satisfaisante en terme de quantité et de qualité. Nous avons depuis peaufiné notre méthode et nous l'utilisons régulièrement, surtout pour fabriquer des bancs de chauffe. Un article détaillé est disponible ici.

Troisièmement, le système des cloches est très satisfaisant : le poêle a fonctionné avec une dépression de 1 Pa, ce qui vraiment très faible et nous as encouragé à poursuivre les développements avec ce système. Les températures des fumées à la base de la cheminée d'évacuation étaient de l'ordre de 80°C, comme prévu par notre dimensionnement. Un article détaillé sur le système des cloches est disponible ici.

Quatrièmement, après usage, cette cuisinière maçonnée est trop grande. Les températures atteintes sur la plancha sont correctes mais celle-ci gagnerait à être plus chaude. Même constat pour le four noir. La chaleur est "diluée" dans ce volume trop grand. Nous avons testé plusieurs modèles d'armature en cornières de 30x30x3 mm sous la plancha, mais aucune n'a pu empêcher la plancha de se déformer sous l'effet de la chaleur. Suite à ces expériences, nous avons développé une nouvelle version d'une cuisinière maçonnée pour répondre à ces problèmes. Les plans sont disponibles ici.

Aparté sur les géopolymères :

Nous poursuivons depuis début 2016 des expérimentations sur la fabrication et l'utilisation de géopolymères.

Qu'est-ce qu'un géopolymère ?

la grande majorité des minéraux sur la croute terrestre sont des constitués d'aluminium et de silice. L'argile, les feldspaths, les granits et les quartz en sont des exemples. Avec le temps, les roches se dégradent et se transforment en divers composés minéraux sédimentaires comme l'argile. Il a été découvert qu'il était possible, sous certaines conditions simples, que ces éléments se recombinent pour former à nouveau une roche : c'est la géopolymérisation.

Quels sont les avantages des géopolymères ?

Les matériaux ainsi obtenus sont à la fois simples à produire et possèdent les caractéristiques des roches : résistance à l'eau, à la température et aux chocs thermiques, stabilité chimique, etc..

Quels sont les domaines d'application ?

La géopolymérisation est donc adaptée à la fabriquation de briques et de béton non toxiques, nécessitant beaucoup moins d'énergie qu'un béton conventionnel. Elle permet la réutilisation de déchets de l'industrie (cendres de charbon, laitier de l'industrie metallurgique). Elle permet aussi de créer des éléments réfractaires à bas coûts sans toutefois nécessiter une industrie lourde.

En pratique

La création d'un géopolymère nécessite deux composés de base : un élément alcalin comme de la soude ou de la potasse (que l'on obtient tous deux à partir de la cendre de bois) et un élément minéral riche en Silice et en Aluminium, comme de l'argile, de la brique pilée, de la pouzzolane ou de la cendre de charbon.

Recette de mortier geopolymère réfractaire isolant (à sec, en poids)

  • 80 % de chamotte fine (granulométrie inférieure à 0,1 mm)
  • 10 % de soude caustique (NaOH)
  • 10 % de chaux

Images : Cheminée interne en géopolymère.

Le terme chamotte désigne simplement des briques cuites pilées. Classiquement les briques n'ayant pas bien supporté la cuisson (fissuration, déformation, cuisson non homogène) sont broyées pour être vendues comme chamotte. Celle-ci est ensuite utilisée pour la fabrication de briques réfractaires.

La soude caustique est un composé alcalin (c'est une base forte). Il est principalement utilisé pour la fabrication des savons. On peut l'obtenir par filtration de la cendre de certains végétaux ou par éléctrolyse de l'eau salée.

La chaux est obtenue par cuisson du calcaire à 900°C. Elle n'est pas nécessaire pour que la réaction ait lieu, mais elle permet de l'accélérer considérablement : c'est un catalyseur. On peut utiliser de la chaux vive ou de la chaux hydraulique classique NHL 2.5.

Résultats

Le matériau est sans conteste isolant. La cheminée interne a supporté une saison de chauffe sans se détériorer visiblement. Reste à voir la tenue dans le temps. Le démoulage est délicat car le matériau est assez fragile.

Développements

Ceux que le sujet intéresse pourront trouver des informations supplémentaires sur les liens suivants :

Photos :

Diaporama du chantier. Cliquez sur les flèches pour faire défiler les photos.