Murs en adobes (briques de terre « crue » et paille, non compressées)
…
On va ouvrir quelques étapes en mode chantiers participatifs. Pas tant parce qu’on a besoin de bras (ça va être un petit chantier) que parce que c’est chouette de partager, rencontrer, transmettre… ça va être un chantier à la cool, au fil de l’eau, et en petit comité.
Planning
A la louche américaine, pour l’instant (en fonction de la météo, des approvisionnements en matériaux, ça risque de bouger) :
8-11 Avril 2024 : Mur en paille
20-21 Avril 2024 : Fabrication d’adobe (brique terre)
27-28 Avril 2024 : Enduit terre-paille intérieur et enduit terre-paille-chaux extérieur
1-2 Mai 2024 : Fabrication d’adobe (brique terre)
8-9 Mai 2024 : Enduit terre-paille intérieur et enduit terre-paille-chaux extérieur
Venez sur toute la période d’un chantier (souvent 2 jours…) ça nous nous de moins radoter, de créer une petite cohésion de groupe, de mieux se connaître…
Merci de prévenir à l’avance de votre présence pour qu’on puisse s’organiser (pour les repas notamment)
Pour être tenu au courant des changements de dates :
On limite l’accueil à ~3-4 participants max (sauf pour les enduits) pour que ça soit agréable pour tous.
On est à Rouans (44640) – entre Nantes et la mer – si vous venez en transport en commun, on peut venir vous chercher à :
Bus Alleop : ligne 301 Paimboeuf – Saint Père en Retz – Nantes, arrêt Chaussée le Retz
Bus TAN « Véloparcs le Pellerin » ligne 78 ou E8 depuis Nantes
Détails pratiques
Une petite boisson chaude avec des plantes dedans/café sera servie vers 8h30. Il sera apprécié que vous arriviez maximum à 8h45 pour qu’on commence tous ensemble par un petit tour de bonjour, etc…
Pour le repas du midi, on vous propose de manger ensemble. Nous l’assurons mais si l’envie vous prend de nous faire goûter votre recette préférée, vos super légumes du jardin, etc., toute participation volontaire est la bienvenue. Le repas sera bio & végétarien.
Le chantier est sans alcool en journée.
Le repas du soir n’est pas assuré par nos soins mais on peut aussi cuisiner ensemble avec ce que chacun apporte… C’est une proposition, c’est ouvert…
Douche bassine dans notre paillourte ou en extérieur (apporter vos gants de toilette, serviette…). Toilettes sèches (sans eau potable) dans la cacabane. Il y a de quoi poser la tente, garer un camion…
Enfin, prévoyez une tenue adaptée à la météo et au travail de la terre…
On fait des « bonnes journées » parce que je suis plutôt sprinteur et pas fou de l’endurance (surtout pour un chantier…) on s’arrête généralement vers ~17h30. Si vous avez des impératifs, merci de nous le signaler.
Pour les photos :
Une timelaps tourne en permanence (c.f. ci-après). En venant sur le chantier vous acceptez d’être pris en photo par elle (photo prise de loin, défilement rapide…)
Certaines photos « techniques » pour illustrer ce blog seront prises, mais je tâche de ne pas faire apparaître de visage.
Les autres photos éventuelles qui seraient prises (en gros plans, avec des visages) ne seront pas diffusées (conservées pour notre bon souvenir de vous), mais vous pouvez refuser d’y être.
Timelaps
Une timelaps prise au fil de l’eau (dernière mise à jour dans le titre…)
Petit mot sur la réalisation de la timelaps : Réalisé avec une GoPro 7 d’occasion, chaque jour est archivé avec la date (2024-01-01 + un titre qui va ensuite apparaître en sous titre de la vidéo. Voici le script bash qui génère la vidéo :
#!/bin/bash
# On liste les répertoire commenaçant par 20*
for rep in ./20*; do
echo "$rep"
cd "$rep"
# On génère le fichier text.txt avec le sous titre si celui-ci n'existe pas déjà
if ! [ -f 'text.txt' ] ; then
result=${PWD##*/}
echo -n $result | awk '{a[++n]=$0}END{for(i=1;i<n;i++)print a[i]; printf a[i]}' > text.txt
fi
cat text.txt | awk '{a[++n]=$0}END{for(i=1;i<n;i++)print a[i]; printf a[i]}' > text2.txt
mv -f text2.txt text.txt
# On génère la vidéo du sous répertoire si celle-ci n'existe pas déjà
if ! [ -f 'output.webm' ]; then
ffmpeg -framerate 10 -pattern_type glob -i '*.JPG' -r 30 -vf 'drawtext=textfile=text.txt:fontsize=140:box=1:boxcolor=black@0.5:boxborderw=5:fontcolor=white:x=(w-text_w)/2:y=(h-300)' output.webm
fi
cd ..
done
# Concaténation de toutes les vidéos
# On liste dans le fichier list-concat.txt
rm -f list-concat.txt
for fichier in ./*/*.webm; do
echo "file '$fichier'" >> list-concat.txt
done
# On concatène
ffmpeg -f concat -safe 0 -i list-concat.txt -c:v copy output.webm
A l’heure ou j’écris ces lignes j’ai ~9500 photos de 2,5M (soit ~23Go) et ça me fait une vidéo final webm de ~100M (ce qui est plutôt foufou je trouve)
Je poursuis dans la même dynamique, celle de fournir des retours d’expérience pour faire avancer (trop de récits de construction s’arrêtent à la fin du chantier ; alors que moi ce qui m’aurait intéressé, c’est le X ans après, les regrets, les fausses bonnes idées…), je fais suite à mon article La paillourte ~2 ans après.
Même si j’ai pas grand chose à rajouter de plus que ce qui avait été dit dans l’article « 2 ans après… » ça vaut le coup de dire aussi « ça va, on est globalement très content » et dans le détail :
La paille du toit : ça va bien ! Vu que j’ai coupé le toit pour l’extension, j’en ai profité pour contrôler la paille. ça va, on est à ~15% à cœur, ce qui est correct. Bon par contre un petit 22% en surface extérieur, là c’est pas dingue mais ça recoupe avec mes constats du 1er hiver sur les murs.
L’état de la paille est visuellement correctSonde à cœur de la botte : 15%Sonde en surface : 22%
La paille des mur : ça va très bien, on est à ~15% à cœur ET côté extérieur de la botte, ce qui est très correct. J’ai retrouvé des photos comparative entre 2020 et 2024 :
Mars 2020 vers l’extérieur de la botteMars 2020 au cœur de la botteMai 2024 à l’extérieur de la botteTest au Sud Est en haut du murMars 2020Mai 2024Test au Sud milieu du mur
Les plinthes en terre-chaud : c’était globalement une bonne idée sur du rond, pas trop pénible à faire… et ça tient dans le temps. On a juste 2 petits points ou ça s’effrite sous le bureau, ou les pieds traînent souvent…
L’enduit extérieur de finition : A certain enduit, au Sud (là ou ça prend bien l’eau) et là ou il y a la terrasse (donc potentiellement plus de frottement d’homme sur le mur on a des tâches noirs qui sont apparut. Je pense que c’est la paille qui moisie à cet endroit. On aurait peut être pas dû mettre de la paillette de paille (plutôt du roseau ou du chanvre qui résiste plus à l’extérieur) ou peut être pas finir à la taloche éponge. En effet cette dernière fait ressortir la fibre, le grain au détriment de la couche de chaux/argile qui pourrait la protéger… C’est très localisé sur le bas de mur à hauteur d’homme donc je penses que c’est les frottements+la pluie et puis bon… rien de dramatique c’est esthétique :
Peinture cuisine . Sur les meubles, on avait fabriqué une peinture à base d’œuf, vin, lait, et pignent (issue du livre « peinture – recettes maison »). On a fini par acheter une peinture dans un magasin de matériaux écologiques, qui promet 99,9% de produits naturels… ça tient mieux avec les 0,1% de trucs cochon, parce que notre peinture 100% naturelle ne tenait pas très bien (surtout autour des poignées : avec les ongles, il y a de l’abrasion…) et n’était pas lessivable (au bout d’un moment, aux points de contact, ça noircit un peu…)
Avant :
Après :
Plan de travail de la cuisine : il était « trop court ». La poignée du tiroir allait au-delà du plan de travail, ce qui fait que les miettes avait tendance à tomber dessus lorsqu’on le nettoyait.
AvantAprèsToujours après…
Retouches fraîches de tempera, dans 3 semaines on ne les distingue plus…
La dalle en terre : on est toujours aussi content de la tempera dont nous avions parlé ici. La dalle terre c’est toujours fragile, mais ça se retouche bien… tous les 2 ans il y a ~2h de rebouchage terre et ~1h de petite retouches de tempera… Au bout de quelques semaines, on ne voit plus les retouches du tout.
Tomettes : c’était de l’occasion et, en plus, on a fait les cochons à la pose (frapper dessus alors qu’un peu de sable était en surface, ça marque…) donc on dirait qu’elles ont 40 ans :-/ bon, ça vit…
Portes : je regrette de ne pas avoir mis le prix dans les portes. Le slogan de la marque achetée, c’est « y’en a pas deux », mais on sait bien pourquoi… Elles sont difficilement réglables et je pense qu’entre l’été et l’hiver, la paillourte bouge, légèrement mais suffisamment pour dérégler les portes… ça frotte un peu quoi… Bon rien de dramatique, c’est juste pas satisfaisant des portes qui frottent. Un jour, je changerai peut être les charnières pour des charnières réglables ou tournevis, ça évitera des heures à dégonder, régler, re-gonder…
Globalement ça va…
Oui parce que ce qui est dit, ce sont des points de détails, globalement : tout va bien, la Paillourte est en « bonne santé »…
On a pas trop chaud en été ;
On a pas trop froid en hiver (l’hiver dernier, 0,7 stère de bois brûlé, 5cl de suie au ramonage annuel..) ;
La maison est belle (c’est aussi le retour des gens qui passent…) ;
… bref on est content…
Si vous voulez un retour sur un point particulier, dites le en commentaire.
J’ai participé au MOOC d’Hameaux Léger, si vous ne l’avez pas suivi, il est encore temps 🙂
Ces vidéos sont extraites des témoignages du MOOC, je les mets ici, car je trouve qu’elle résume le chemin « de la yourte vers la paillourte« . Si jamais ça vous intéresse et que vous n’avez pas envie de parcourir tout le blog ça tien en quelques vidéos ci-après.
Pour que le MiniMasse (poêle de masse libre de droit) puisse continuer son développement, Agir Low-Tech a besoin de vos dons.
MiniMasse de la Paillourte
Je vous en avais parlé, le prototype du MiniMasse (poêle de masse pour petits habitats) est arrivé dans ma Paillourte en janvier 2021. Après beaucoup de temps de travail bénévole pour l’équipe de contributeurs, il est prêt… c’est-à-dire qu’il est « stable », il va encore évoluer (on peut toujours mieux faire…) mais l’utilisation de la version actuelle est déjà très satisfaisante.
A noter qu’il reste encore beaucoup de test à faire, actuellement le projet est considéré en « béta » (pas stable) c’est donc à vos risques & nombrils
Le MIniMasse de Tess Barthes (Agir Low-Tech Créative Common BY SA)
Ce petit poêle de masse est libre de droit (licence), est dédié aux petits habitats, ou aux maisons moyennes bien isolées (plus d’information). Il est démontable, donc peut convenir aux yourtes, Tiny house ou autre habitat léger et semi-nomade. En plus de satisfaire les besoins de chauffage l’hiver, il permet de répondre au besoin de chaleur pour la cuisine.
Mon retour d’expérience n’a pas changé, je suis toujours hyper satisfait de celui-ci, la chaleur est douce, agréable.
Cet hiver, nous avons consommé 0,7 stère de bois. On fait un feu tous les ~1, ~1,5 jours, et ça nous permet de :
Vidéo sur le confort thermique et le fonctionnement du MiniMasse
Pour vos questions poêles de masse : un forum dédié aux poêles de masse open source existe ! Venez discuter du MiniMasse, du poêlito et compagnie… forum.poeledemasse.org
Je vous partage une flambée typique ou on exploite au maximum pour la cuisson… En plus, bien sûr, d’avoir chauffé la maison et d’avoir produit un peu d’eau chaude sanitaire. Ce soir là, avec 3kg de bois nous avons :
Cuit à la vapeur des poireaux, betteraves, patates douces pour le repas ;
Un pain de 500g ;
Des cookies ;
Fait chauffer un peu d’eau chaude pour la tisane…
Préalablement, j’ai préparé mon pâton de pain. Je ne détaille pas ici ma recette de pain au levain, ni le façonnage : vous trouverez plein de recettes plus ou moins pertinentes à droite, à gauche (le mieux à mon sens étant d’en discuter avec des personnes autour de vous qui font déjà leur pain, c’est plus sympa…).
Fin de pousse, prêt à enfourner
Ici, je fais mon pain dans un moule en céramique spécial fermé par un couvercle (couvercle percé de 2 trous pour que de l’humidité puisse sortir un peu mais pas trop…). Le moule diminue un peu la taille des « bulles dans le pain » mais je trouve que la croûte est meilleure. Il est possible de le faire directement dans un plat si vous voulez une boule.
Je laisse pousser mon pain dans du papier sulfurisé, dans un moule en bois qui fait environ la même taille que le moule en céramique.
Là, mon pain est en fin de pousse (dernière étape avant la cuisson).
Début de la flambée
On lance le feu, le cuiseur vapeur est sur le poêle : le temps qu’on épluche, l’eau n’est pas encore chaude…
Sur le poêle, on utilise notre cuiseur vapeur (le « vitaliseur de Marion 3 – ça permet de compartimenter, d’étager…). La vapeur sur le poêle, c’est pratique vu qu’on ne peut réguler la puissance du feu (quoi que possible de placer un diffuseur de chaleur entre la poêle et la plaque si c’est trop chaud). Ce soir là, il y avait cuisson betterave, poireaux et patates douces sur le poêle (on a pas exploité l’étage du dessous mais potentiellement tu peux faire des patates, des céréales ou autre en même temps).
Je profite de la chaleur de la plancha pour faire préchauffer mon moule à pain en céramique pour qu’il soit bien chaud. Ainsi, quand je vais y mettre le pain il va être saisi.
Cuiseur vapeur pleinMoule à pain en pré-chauffage
La flambée n’est pas terminée mais c’est déjà bien cuit dans le cuiseur vapeur. On a le temps de mettre une bouilloire pour la tisane de fin de soirée et, même si le feu s’éteint, l’eau continue de chauffer doucement sur la plaque de cuisson encore chaude…
Quand la flambée est terminée (que les flammes réduisent, qu’elles sont orange-bleu) :
Je ferme l’arrivée d’air et je place les 2 briques sur les braises, au fond du foyer ;
Je prends mon pâton par le papier sulfurisé que je mets dans mon moule en céramique (chaud) pour le saisir ;
Je place mon moule en céramique dans le foyer, sur les briques durant 1/2h ;
Au bout d’1/2h je le retourne (le fond du foyer en brique est plus chaud que la vitre, ça cuit moins bien vers la vitre) pour encore 1/2h ;
Au bout d’une heure dans le poêle, le pain est prêt
2 briques sur les braises, au fond du foyerPâton dans mon moule en céramique (chaud) Moule en céramique dans le foyer, sur les briques durant 2*1/2hTadaaaaaaa
Si le dessus du pain n’est pas suffisamment doré sur le dessus (la chaleur vient du dessous/des côtés et il n’y a rien pour rayonner du chaud par le dessus)* je le sors du moule et je le place la tête en bas, au dessus des braises (éteintes mais chaudes) environ 2 minutes, et il dore très rapidement…
Et après le pain, on a encore profité de la chaleur des briques pour faire des cookies dans un plat sur mesure pour le MiniMasse en plaque offset pliée (Merci Dominique).
On ouvre les portes de la paillourte pour une visite le 24 septembre prochain (2022).
Où : A Rouans (44640) (on vous communique l’adresse après inscription)
Quand : Samedi 24 Septembre 2022 de 9h30 à 11h30
Tarif : gratuit / don libre de « bonne petite chose maison » si le cœur vous en dit
Pour qui : une dizaine de personnes sur inscription uniquement, voir le formulaire ci-dessous.
C’est passé… ! Si tu veux être informé des prochaines visites laisse ton e-mail :
Il s’agit d’une visite « technique » ne venez pas pour voir la couleur du mur ou voir « où on fait kaka »… Venez comprendre, questionner les choix, demander des précisions sur ce qui vous a manqué dans ce qui est déjà à disposition : https://david.mercereau.info/paillourte/ (un pré-requis serait d’avoir lu une bonne grosse partie de ce qui a déjà été publié…)
Pour vos questions poêles de masse : un forum dédié aux poêles de masse open source existe ! Venez discuter du MiniMasse, du poêlito et compagnie… forum.poeledemasse.org
La production d’eau chaude sanitaire (ECS), c’est quelque chose de plutôt énergivore : elle représente à elle seule en moyenne ~15% de la facture d’électricité d’un français moyen. Et si vous ne chauffez pas à l’électricité, il y a de grande chance pour que ce soit le premier poste de dépense…
Je considère que la solution la plus optimum / lowtech, c’est le chauffe-eau solaire thermique (non photovoltaïque), couplé avec un poêle bouilleur. De cette façon, on couvre tous les besoins en eau chaude de l’année. Bien sûr, dans un monde soutenable, il est primordial de réviser ses besoins, c’est pour quoi j’ai opté pour un chauffe eau de 20L (une installation standard dans un foyer moyen, c’est plutôt un ballon de 200L).
De mon côté, je dispose déjà d’une installation solaire photovoltaïque autonome ; j’ai donc du surplus d’énergie ~9 mois dans l’année. Depuis quelque temps, je redirige ce surplus dans mon ballon d’eau chaude de 20L. Mais l’hiver : pas de surplus = pas d’eau chaude. C’est pas dramatique en soit, quand on allume le poêle on met une gamelle pleine d’eau dessus et on peut faire notre douche avec ça… Mais tant qu’à avoir un poêle pas loin du ballon, autant les marier. D’autant que mon ballon (un Nautic-Therm Stehend ME 230V 330W 20L de la marque Elgena) est équipé d’un échangeur de chaleur initialement conçu pour récupérer les calories du moteur (le liquide de refroidissement circule et la chaleur du moteur qui roule réchauffe l’eau) : je vais donc utiliser cet échangeur pour le “connecter” au poêle.
Toute l’expérience qui va suivre a été réalisée sur le prototype v20.10
L’expérience
Pour produire de l’eau chaude avec un poêle de masse, il y a 2 écoles :
Faire circuler un échangeur Inox dans le passage des fumés ;
Apposer un échangeur en surface du poêle, noyé dans l’enduit.
Nous allons tâcher d’explorer ces deux solutions dans le cadre d’une utilisation sur le poêle de masse d’Agir LowTech.
À noter qu’ici, je cherche à produire de l’eau chaude sanitaire (stockée dans un ballon) mais d’autres utilisations sont possibles :
Radiateur déporté (pièce éloignée du poêle)
Mur/sol chauffant
…
On parlera ici d’échangeur “en circuit fermé”, dans le sens ou ce n’est pas l’eau du ballon d’eau chaude sanitaire qui se promène dans l’échangeur. Un fluide (ici de l’eau) est réchauffé dans l’échangeur du poêle, circule jusqu’au chauffe-eau et transmet ses calories via un échangeur à l’eau contenue dans le ballon.
Circulation de l’eau
Pour la circulation de l’eau il y a 2 écoles / 2 techniques :
Le circulateur : Une petite pompe électrique qui pousse l’eau dans le circuit ;
Le thermosiphon : L’eau chaude prenant plus de place que l’eau froide, quand l’eau se réchauffe elle “pousse” l’eau à monter.
Je vais tâcher d’explorer les 2 options pour savoir si les 2 fonctionnent aussi bien dans mon cas.
En thermosiphon, pour que ça puisse fonctionner, il faut que nos tuyaux soient plutôt de gros diamètre (limiter les frottements) et surtout que la source de chaleur soit plus basse que le ballon. Dans ma configuration, c’était anticipé. Mon ballon se trouve à ~2m10 du sol pour son point le plus bas et le poêle fait ~90cm de hauteur. À noter que la longueur ne peut pas non plus être infinie en solaire thermique : 5 à 6m de tuyau, ça fonctionne parfaitement ; au-delà, c’est moins sûr (la hauteur est aussi à considérer). Bref, le thermosiphon c’est “beau” parce que ça ne nécessite pas d’électricité, de pompe… mais ça ne fonctionne pas dans toutes les configurations.
Le circulateur que j’ai testé est un « ENERJFluid 9180 ES2 20-60/180 ». Il consomme 3W au plus bas pour 0,5L/min et 37W pour 0,20 L/min). La consommation électrique de 3W, c’est peu, surtout qu’il n’est pas nécessaire de l’avoir allumé perpétuellement. Mais 2 choses :
Même si le circulateur consomme peu, il consomme.. (tout dépend du contexte énergétique dans lequel nous nous trouvons… “peu” c’est déjà plus que “pas”)
Si circulateur il y a, il faut le contrôler (manuellement au automatiquement) en fonction de la température du fluide transporté par rapport à la température du ballon par exemple, pour que le circulateur stoppe la circulation quand la température du ballon est supérieure ou égale à la température de l’eau dans le circulateur.
Circuit ouvert ou fermé ?
Schéma fonctionnement d’un vase ouvert
Les tuyaux entre l’échangeur du poêle et l’échangeur dans le ballon peuvent être :
En circuit fermé, sous pression (classique en plomberie)
En circuit ouvert, hors pression (pression atmosphérique)
Le circuit ouvert est simple d’installation, et fonctionne aussi bien que le circuit fermé. Il faut simplement laisser un récipient “ouvert” à l’air sur le point le plus haut. Il remplace ainsi les éléments de plomberie suivants :
Groupe de sécurité : il ne peut y avoir de surpression dans un circuit ouvert ;
Vase d’expansion : l’eau chaude prenant plus de place que l’eau froide le niveau ce celle-ci varie dans le récipient (le dimensionnement du récipient est à calculer fonction de la quantité d’eau dans le circuit) ;
Purgeur automatique : sa position en “point le plus haut” permet aux bulles d’air de remonter à ce point et de s’échapper à l’air.
Les inconvénients du circuit ouvert :
Tous les environnements de plomberie ne permettent pas d’avoir de vase ouvert en point haut ;
Il introduit dans le circuit de l’oxygène pouvant provoquer une corrosion prématurée des conduits. Un peu d’huile en surface pallie à ce problème.
Au départ, j’étais parti pour acheter un vase ouvert, mais pour une si petite installation, je ne trouvais pas vraiment chaussure à mon pied. J’ai fini par percer un verre en plastique et à bricoler un passe paroi de plomberie, ça fait le job… En effet on considère 2-3% d’expansion de l’eau de 0 à 80°C. De mon côté, toute ma tuyauterie abrite ~2L d’eau ; il fallait donc que mon vase ouvert soit capable d’encaisser un différentiel de 2L*3%=0.06L soit 6cl. Même pas besoin d’une pinte !
Installation
Voici donc l’installation / le schéma de plomberie qui permet de tester / comparer :
Le circuit ouvert/fermé (sous pression) grâce à une vanne 3 voies en partie haute pour passer du vase ouvert au purgeur d’air ;
Le thermosiphon ou le circulateur électrique par un “by pass” en partie basse
Mesures
Pour caractériser les échanges thermiques, j’ai repris le travail que j’avais produit pour le banc de test, en y ajoutant des capteurs de débit YFS201. Ceux-ci sont hors du circuit en thermosiphon, car j’avais peur qu’ils gênent le fonctionnement de celui-ci, et je n’étais pas sûr qu’ils soient suffisamment sensibles pour enregistrer le doux mouvement du thermosiphon.
Sondes sur le chauffe eauSchéma d’instrumentationInstrumentation
Pour les capteurs de température, j’ai utilisé des DS18B20 en doigts de gant sur des tés en laiton.
Sonde DS18B20 en doigts de gantSonde dans un TéSonde en place
Sur le test avec l’échangeur inox dans les fumées, j’ai eu peur de dépasser la température max des DS18B20. J’ai donc mis des thermocouples, mais ça s’est avéré inutile : la température max des DS18B20 n’a pas été dépassée, même dans ce cas.
L’instrumentation n’est pas d’une précision folle, les conditions sont des conditions en situation (et non en laboratoire). Les sondes de températures sont plutôt précises ; le débitmètre, lui, un peu moins :
Fréquence de 1s
Résultat au débitmètre
Résultat au verre doseur
Robinet en continu 1 (en L)
0.97
1.15
Robinet en continu 2 (en L)
1.2
1.5
Robinet ouvert à petit débit
0.57
0.82
Ouvert aléatoirement
1.04
0.75
Sonde ECS : la sonde de température ECS n’est pas très juste. En effet, elle est en sortie de ballon. Je pensais que c’était plutôt stable à cet endroit mais après sur-isolation, ça ne s’avère pas très vrai… C’est pour ça que je “tire” un peu d’eau de temps en temps dans les résultats (~1 fois par heure), pour avoir un “vrai relevé” de la température dans le ballon… La vérité doit même se trouver 2-3°C au dessus (à cause de l’inertie des raccords laitons). Je n’avais pas envie de percer mon ballon pour l’expérience. J’ai tenté de “rallonger le doigt de gant” en soudant une tige filetée au bout, mais ça n’a pas tenu.
Une solution non explorée aurait été un passe paroi avec un thermocouple : le thermocouple aurait pu “se glisser” jusqu’à l’intérieur du ballon par l’évacuation.
Échangeur de surface
Apposer un échangeur de chaleur (tuyau en contact avec la paroi extérieure du poêle) noyé dans de l’enduit.
Cette solution d’échangeur en surface du poêle semble plus intéressante pour plusieurs raisons :
Plus pérenne : pas d’usure des matériaux car, même en Inox réfractaire, le contact avec les gaz de combustion (acides) entraîne une corrosion et la suie/goudron se dépose sur des tubes froids ;
Pas de risque de dégrader la combustion ;
Moins dangereux : peu/pas de chance de faire monter l’eau à 100°C (et donc changement d’état) sur cette zone exposée à l’air donc simplification du montage (moins d’organe de sécurité nécessaire).
Aux rencontres de l’AFPMA, André De Bouter nous à parlé de ce système de récupération de chaleur en surface du poêle, notamment développé par Tigchelaar. Il préconise d’utiliser un tube cuivre recuit 5mm intérieur « plié » à l’horizontal (comme derrière un réfrigérateur) environ tous les 10cm, noyé dans l’enduit sur l’extérieur du poêle de masse ; et un circulateur pour gérer la circulation.
Nous allons partir sur cette base, mais ayant la volonté d’expérimenter le thermosiphon, il va falloir augmenter le diamètre du tube en le passant à 16-18mm.
Mise en œuvre
J’ai emprunté une cintreuse à un copain plombier (le 16-18 ça ce tort pas comme ça) et après avoir déroulé mon tuyau de recuit, j’ai fait mes “S”. Une fois mon échangeur en forme, j’ai appliqué une barbotine de terre en accroche sur les briques du poêle. Par précaution, j’ai aussi mis 3 vis à béton pour “porter” l’échangeur (serré avec du fils de fer). J’ai ensuite appliqué une première couche d’enduit terre-sable et, sans attendre que celle-ci soit sèche, j’ai noyé l’échangeur dedans (histoire de maximiser le contact entre le poêle et l’échangeur). J’ai ensuite sanglé des bastaings autour du poêle le temps du séchage. Quand celui-ci a été sec, j’ai appliqué une autre couche d’enduit terre. Bien sûr, cet enduit est tramé pour tolérer la dilatation du cuivre / des briques avec les différences de températures.
Dérouler une couronne de cuivre recuitCintrage recuit en forme d’échangeur de surfaceCintrage recuit en forme d’échangeur de surfaceÉchangeur de surface en formePréparation d’une barbotine de terre pour l’accrocheApplication de la barbotine d’accrochePréparation de l’enduit terre3 points d’accroche sur le poêle pour l’échangeur1ere couche d’enduit Noyer l’échangeur dans l’enduit fraisPlaquer l’échangeur durant le séchageDernière couche d’enduit
Relevés
Pour tous ces relevés, la charge de bois est à 3kg avec un poêle tiède (allumé la veille) ; la flambée dure environ une heure.
Ce qu’on peut dire, c’est que plus la température de départ du ballon est froide, plus celle-ci à tendance à monter.
Départ à 29.7°C pour le relevé 2021-11-26_09-00 = +7°C
Départ à 28°C pour le relevé 2021-11-24_08-36 = +6.4°C
Départ à 26°C pour le relevé 2021-11-25_09-31 = +11°C
Il ne semble pas y avoir de différence profonde entre le mode circulateur ou thermosiphon ainsi que le mode circuit ouvert ou fermé.
Évaluation
Avec les mesures du banc de l’hiver 2021 nous connaissons la restitution de chaleur de la paroi sur laquelle l’échangeur a été installé : CR:InSitu2Hiver2021
Il en ressort que l’ensemble de l’installation (échangeur en surface du poêle + tuyauterie + échangeur dans le ballon) nous amène à un rendement de 13%.
La forme de l’échangeur
En escalier
Échangeur en escalier
La forme de l’échangeur joue un rôle. En discutant avec un plombier, il en ressort qu’une forme “en escalier” (comme les anciens radiateurs en fonte) peut être pertinente pour maximiser l’efficacité du thermosiphon mais aussi, sur une même surface, avoir plus de longueur de tuyau.
Mais la fabrication d’un tel échangeur s’avère très complexe. Je suis plutôt novice en brasure, et je n’ai pas réussi à mener le projet au bout sans qu’il y ait de fuite. La difficulté ici, c’est la concentration des soudures qui fait que si on en chauffe une, les autres autours bougent…
Premières découpesSoudures des Té1ère mise en eau sans pressionL’échangeur terminé mais pas étanche du tout…
En bobine
Échangeur de surface – Extrait livre poêle de masse accumulation chez Terre Vivante
Une autre voie qui n’a pas été expérimentée, c’est la voie “en bobine”. Attention tout de même : les bulles d’air pourrait être d’autant plus nombreuses.
Échangeur dans les fumées
Avertissement
Le fabricant de poêle de masse néerlandais Tigchelaar avait arrêté l’installation de leurs échangeurs (dans les fumées) car souder des pièces d’inox réfractaire, c’est pas simple et le coût de fabrication est élevé…
Dans le livre « poêle à accumulation » des éditions Terre Vivante il est dit :
Si l’échangeur est placé dans le flux des fumées, le système doit toujours être muni d’une régulation que l’on appelle « sécurité antiretour froid » afin d’éviter que l’eau qui entre dans l’échangeur ait une température inférieure à 50°C. Une eau froide (à température du réseau) pourrait provoquer une condensation acide et ronger l’échangeur même inoxydable. Si l’eau entrant dans l’échangeur est trop froide, une vanne à trois voies permet de la mélanger avec celle qui en sort et qui est déjà chauffée. Il est éventuellement possible de remplacer ce système coûteux par un mitigeur.
Avec un circulateur, il est nécessaire de faire une “boucle” pour ne jamais injecter de l’eau trop froide dans l’échangeur (qui se trouve dans le passage des fumées chaudes) afin de limiter l’effet de corrosion.
La circulation est déclenchée par une régulation électronique ou un interrupteur thermostatique entre 70 et 80° pour limiter le risque de condensation autour de l’échangeur. La sonde est fixée à la sortie de l’échangeur par un collier métallique.
La sonde en sortie est là pour couper le circulateur si jamais l’eau devient moins chaude dans le circulateur que dans le ballon, ceci pour éviter de refroidir le ballon bien sûr.
Oxalis semble considérer l’échangeur Inox dans les fumées comme un consommable à changer de temps en temps… Le risque est modéré dans le cas d’un auto-constructeur qui a conscience de cette contrainte, d’autant que dans le cas d’un circuit fermé, le plus gros drame serait d’avoir ~2L d’eau dans le poêle. Ce risque est par contre peut être trop important sur un poêle installé par un professionnel.
Mise en œuvre
L’échangeur est un tuyau 2m (dont 1,8m dans le poêle) d’inox annelé diamètre nominal de 32mm.
Il a été passé sur une des 2 redescentes latérales dans la double peau, par “simplicité”. En effet, je n’avais pas l’énergie pour démonter la 2ème peau de mon poêle en plein hiver.
L’entrée était en partie arrière, j’ai percé au perforateur un trou de la taille du tuyau (jointé à la laine céramique) ;
La sortie était en partie haute sur le côté, j’ai pu démonter la brique pour l’entailler à la meuleuse.
Entrée basseSortie haute avec Té + thermocoupleL’échangeur est glissé entre les 2 peauxSchéma (vue en coupe) de la position de l’échangeurDécoupe de la brique pour sortie de l’échangeur
Relevés
Pour tous ces relevés, la charge de bois est à 3kg avec un poêle tiède (allumé la veille), la flambée dure environ une heure.
Réglage du circulateur dans les premières minutes…
Légère fuite sur les thermocouples
Gain de température dans le chauffe eau : +14.9
3kg de bois, avec circulateur, mode circuit fermé
Constats
Le gain de température dans le chauffe eau est globalement plus important de quelques degrés (0 à 7°C) qu’avec l’échangeur de surface.
L’expérience à 4kg de bois montre une très nette augmentation du gain dans le chauffe-eau (quasi le double qu’avec 3kg de bois).
Mais…
Cheminé qui fume gris = mauvaise combustion…
Mais voilà, j’ai vite arrêté. Parce qu’autant avec ce poêle, les voisins ne savent pas quand je chauffe car il n’y a que rarement de la fumée qui sort du conduit (si c’est le cas, c’est souvent une erreur humaine…), ce qui est un bon signe de bonne combustion. Autant quand j’avais l’inox plein d’eau froide dans les fumées, j’avais un panache de fumées en continu durant la combustion.
Ce n’est pas un signe de bonne combustion : le poêle était difficilement utilisable, le tirage était dégradé. La température ne montait certainement pas suffisamment haut, ce qui dégradait la combustion = générait de la pollution.
Une piste pour expliquer ça : peut-être un échangeur trop gros/long par rapport à la puissance du poêle (on lui en demande peut-être beaucoup).
Pour apporter une précision : quand l’inox était vide (sans eau), je n’avais aucune fumée, le poêle se comportait « normalement ». Ce qui me semble démontrer que l’échangeur ne gênait pas la circulation des fumées (ce qui aurait pu être le cas).
Vital Bles nous dit qu’il est bon de prévoir un starter efficace dans le cas d’un échangeur dans les fumées, il nous dit aussi que “l’influence néfaste sur le tirage (surtout sur son instauration rapide au démarrage) est d’autant plus importante qu’on s’approche de la fin du circuit. C’est moins problématique lorsqu’on met l’échangeur en sortie de foyer, au plus chaud des fumées. Et le risque de condensation due au passage d’eau froide au contact des fumées est d’autant plus réduit.”
André DE BOUTER nous a fait remarquer que le circulateur était peut-être trop proche de la combustion, un test à l’arrière du poêle, dans la remontée de fumées serait une bonne chose.
De mon côté, je lis entre les lignes que c’est loin d’être simple l’histoire de l’échangeur dans les fumées.
Des pistes pour aller plus loin
Quelques pistes là-dessus pour les prochains tests :
Utiliser un échangeur de diamètre plus petit
Diminuer la longueur de l’échangeur
Le faire circuler dans la partie arrière du poêle
Avec un meilleur « by pass »/clapet…
Juste l’échangeur
Etant donné que nous avions la puissance émise par la paroi sur laquelle est installé l’échangeur, j’aurais aimé caractériser le rendement de l’échangeur “seul” (énergie transmise dans l’eau). Les camarades ingénieurs d’Agir LowTech avait besoin, pour ce calcul, que l’eau entre dans le capteur à une température stable/froide.
Je suis donc parti avec une poubelle d’eau de 80L, non isolée :
Mais ça n’a pas suffi, la poubelle est quand même montée en température, ce qui fait que les données n’étaient pas exploitables pour déterminer le rendement du capteur.
Je mets les données quand même, pour les curieux :
Test de l’échangeur de surface (circulateur, circuit ouvert:, 3kg de bois dans le poêle)
Une piste pour réussir cette expérience serait de faire la même chose avec la poubelle d’eau à l’extérieur de la maison + un temps bien froid. Voire même d’avoir 50m de tuyau d’arrosage entre l’échangeur et la poubelle d’eau aiderait grandement (mais là, bonjour les bulles d’air possiblement).
Difficultés
Des bulles
Remplissage solaire thermique
J’ai eu de la peine à faire circuler l’eau dans le circuit au départ, que ce soit avec circulateur, en thermosiphon, circuit ouvert ou circuit fermé en pression… ça ne fonctionnait pas. C’était des bulles… et ça empêchait la circulation de l’eau (même avec le circulateur).
Avec le mode “sous pression” (vase, purge air…), j’ai réussi à virer les bulles principalement au remplissage avec la pression du réseau + la pompe qui tournait à fond. La pompe poussait tout ça comme il faut. Quand je suis repassé sur le mode “circuit ouvert” le circulateur fonctionnait aussi dans ce mode… ouf…
Un contributeur (François) m’a expliqué comment il remplissait les circuits. Il utilise un remplisseur 3 vannes en photo ci-après. Il faut remplir d’un côté en laissant l’autre ouvert et fermer la vanne du milieu, ça pousse l’air vers la sortie. Dès que l’eau sort, c’est bon, il faut fermer les 2 vannes et rouvrir la vanne du milieu.
Légionellose
Il s’agit plus une peur qu’une difficulté : la bactérie du chauffe-eau…
Leur croissance est effective entre 20 et 50°C. Au-delà de 50°C, leur croissance est limitée, elles ne prolifèrent pas et elles sont détruites au-delà de 60° (source).
Raté, entre 30 et 40°C c’est pile-poil la température qu’on retrouve dans le ballon. Le risque a quand même été qualifié de faible pour plusieurs raisons :
Quand l’appoint électrique avec le surplus d’énergie photovoltaïque se déclenche, l’eau monte à 70°C, il n’y a que ~3 mois dans l’année ou la température ne monte pas au dessus de 60°C ;
Le ballon faisant 20L, l’eau est très souvent renouvelée ;
L’installation “in situ”
Même si le gain est faible, j’ai quand même finalisé l’installation avec l’échangeur de surface / thermosiphon / circuit ouvert. D’une part, parce que j’avais tout le matériel et d’autre part parce que, même si ça n’élève la température que de 10°C par flambée,, c’est toujours ça de pris, toujours ça qui n’est pas nécessaire de chauffer par une autre source d’énergie. Dans mon cas, ça nous fait de l’eau tiède alors que sinon nous n’avons que de l’eau froide l’hiver (il y a rarement du surplus d’énergie photovoltaïque en hiver et, s’il y a du surplus, c’est peu). Et s’il y a ne serait-ce qu’un peu de surplus photovoltaïque, l’eau sera déjà préchauffée…
Schéma Installation ECS en surface chez David Mercereau
En l’état (thermosiphon + circuit ouvert) l’installation est très “lowtech”, ne risque pas de tomber en panne, et ne consomme pas d’énergie ; donc même si je suis un peu déçu, car c’est peu de gain, je suis content de l’avoir fait, c’est toujours ça. Ceci étant, je ne sais pas si je l’aurais fait si j’avais eu l’information du “si peu de gain”.
Raccord ballonPurgeur / RemplisseurVase ouvert
Conclusion
Aucune conclusion. Cette expérience mérite d’être approfondie, croisée, recoupée, contredite.. mais pour le moment, la solution de l’inox dans les fumées semble être compromise pour cette version du poêle.
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