Modèles alternatifs

Modèles alternatifs

Cette page présente quelques modèles alternatifs de fours de type boîte évoqués par Dominique : variantes d’angle de vitre (30°, 45°, 60°…), fours « tropiques », etc.

L’objectif est de comprendre pourquoi le four Atominique a la forme qu’il a et en quoi certains profils sont mieux adaptés que d’autres à nos latitudes.

Pour la conception détaillée du modèle retenu, voir Conception.

Rappel : pourquoi l’angle de la vitre compte

La vitre d’un four solaire de type boîte doit laisser entrer un maximum de lumière.

• La pénétration est meilleure lorsque les rayons du soleil arrivent presque perpendiculairement à la vitre.
• Dès que l’angle devient trop oblique, la vitre se comporte davantage comme un miroir : elle renvoie la lumière au lieu de la laisser passer.
• On peut considérer, grossièrement, qu’on a une bonne pénétration si le soleil reste dans une vingtaine de degrés autour de la perpendiculaire à la vitre.

Le choix de l’angle de la vitre (30°, 45°, 60°…) détermine donc pour quelles hauteurs de soleil le four sera performant.

Le modèle 30° (le « four des tropiques »)

Un petit four de type boîte, avec un angle de vitre pensé pour des régions tropicales (soleil très haut au-dessus de l’horizon une bonne partie de l’année).

Caractéristiques :

• vitre assez « couchée » (géométrie optimisée pour un soleil presque au zénith),
• un seul réflecteur simple.

Constat d’usage :

• Dans les tropiques, ce genre de four peut très bien fonctionner.
• Chez nous, il est performant
  • seulement autour du solstice d’été,
  • et quasiment uniquement au moment précis du zénith (midi solaire, ciel parfaitement dégagé).

Dès qu’on arrive au mois d’août / septembre, ou même dès qu’on s’éloigne un peu de midi, les performances chutent fortement :

• l’angle d’incidence devient défavorable,
• la vitre renvoie beaucoup de lumière.

Conclusion : ce modèle est un bon four de démonstration pour les tropiques, mais il est peu intéressant pour la France où l’on cherche un four utilisable du printemps à l’automne, sur une plage horaire plus large qu’une heure autour de midi.

Le modèle 45° (triangle 45°-45°-90°)

Pour dépasser ces limitations, Dominique a développé un modèle avec une vitre à 45° :

• le four est basé sur un triangle 45°-45°-90°,
• la vitre est sur l’un des côtés à 45°.

Avantages :

• La vitre à 45° permet de balayer une plage de hauteur de soleil assez large :
  • environ de 20° à 60° de hauteur, ce qui couvre la majeure partie de ce que l’on a dans nos régions sur l’année.
• Le four reste simple à construire (angles droits + 45°).
• On obtient un bon compromis :
  • suffisamment de surface vitrée,
  • des parois internes correctes,
  • un volume utile pour les plats.

Ce modèle 45° est adapté à :

• la France métropolitaine,
• une bonne partie du bassin méditerranéen,
• des latitudes similaires où l’on veut surtout cuisiner du printemps à l’automne.

Il constitue la base de la famille Atominique.

Le modèle 60° (triangle équilatéral coupé)

Dominique a également expérimenté un four issu d’un triangle équilatéral (3 côtés égaux, 3 angles de 60°), dont on coupe une partie pour ajouter une porte à l’arrière.

Caractéristiques :

• vitre à 60° ;
• porte arrière placée sur le côté coupé ;
• petite correction de l’angle autour de la porte pour éviter les zones d’ombre et améliorer la pénétration directe du soleil.

Résultats observés :

• Le four fonctionne très bien dans nos régions :
  • en particulier autour des équinoxes (printemps, automne),
  • mais aussi en été, avec une légère perte de performance au moment du zénith (quelques degrés de moins pendant quelques heures).
• Avec des réflecteurs bien dimensionnés, ce modèle donne d’excellents résultats pratiques (cuisson, bocaux, etc.).

Ce modèle 60° est donc un modèle alternatif valable au 45° :

• il peut être choisi par quelqu’un qui aime cette géométrie,
• ou qui veut comparer les deux en fonction de son ensoleillement local.

Triangles tronqués et volume « gagné »

Une tentation fréquente lorsqu’on dessine un four sur le papier est de :

• couper les pointes du triangle (en haut ou en bas) pour « récupérer du volume utile » pour les plats.

Sur le papier, cela semble intéressant : on gagne un fond plus plat, on croit optimiser le volume intérieur.

En pratique, cela a deux effets négatifs :

• on réduit la surface de vitre → moins de lumière entre dans le four ;
• on crée des zones d’ombre internes (les parties coupées projetant de l’ombre devant le vitrage ou à l’intérieur).

Dominique souligne que ces zones d’ombre sont des pertes nettes : ce sont des zones où la lumière ne pénètre pas, donc qui ne participent pas à la montée en température.

Conclusion : les triangles tronqués sont à considérer comme des non-modèles : ils semblent plus «