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Installation électrique solaire autonome – Étude

Edit 01/2018 : Un nouvel article beaucoup plus complet sur la question est disponible : Concevoir son installation photovoltaïque autonome

picto-ecosolJ’ai participé à la fabrication d’une éolienne piggott. Cela reste très peu mobile (pour une yourte), et pour une production relativement faible. Ceci-dit, c’est un bon complément au solaire pour une installation « fixe » et venteuse (il est toujours bon de ne pas mettre tous ses œufs dans le même panier). Je n’ai pas non plus de cours d’eau qui passe pour envisager une hydrolienne. Le choix du photovoltaïque pour ma production électrique autonome s’est donc fait rapidement : région bénéficiant de pas mal d’ensoleillement, et en cas de déplacement/déménagement c’est plutôt léger/mobile.

Beaucoup de vieilles idées reçues sur le photovoltaïque demeurent pour des raisons que j’ignore :

  • Le recyclage : Les panneaux photovoltaïques silicium cristallin se recyclent 4 fois en d’autres panneaux photovoltaïques. Un panneau ayant fréquemment une durée de vie minimum garantie de 20 ans à 80% de sa production, l’extraction du silicium nous permet 80 ans d’électricité. (Source, le dossier sur futura-sciences.com) et ça va même plus loin :

La filière du recyclage des panneaux photovoltaïques s’est particulièrement bien développée ces dernières années… au point de ne pas avoir assez de matière première pour être rentable. En effet, la plupart des modules solaires installés dans le monde sont encore loin d’atteindre leur fin de vie, puisqu’ils ont été mis en place ces dernières années. Les usines de recyclage traiteraient donc principalement les déchets et les rebuts de production en attendant mieux.

  • L’énergie pour produire un panneau : un panneau a « remboursé » l’apport énergétique qui a permis de le fabriquer dans une fourchette comprise entre 6 mois & 4 ans d’utilisation grand maximum (source P16 du livre l’énergie solaire et le photovoltaïque pour le particulier), sans parler du fait que l’énergie utilisée pour la fabrication peut être « propre » ou renouvelable (des panneaux qui fabriquent des panneaux, ça serait beau non ?) je me demande bien combien de temps une centrale doit rester allumée pour « rembourser » l’énergie nécessaire à sa fabrication (des tonnes de sables, béton, eau, électronique, pétrole…). Est-ce qu’on refait pas 4 fois des centrales nucléaires neuves avec des vieilles centrales ? On en fait plutôt zone inapprochable pour des centaines d’années (je passes sur les déchets radioactifs pendant des milliers d’années).

Vous l’aurez compris, le mode de fabrication énergétique choisi par la France (le nucléaire) ne me convient pas, je décide donc d’essayer de m’en passer. J’ai commencé par me documenter par des livres, des forums dont voici une liste non exhaustive :

Avant d’aller plus loin il faut savoir qu’il y a de nombreux « kits » solaires sur internet ou il n’y a rien besoin de savoir, juste de commander en fonction de ce qu’on souhaite consommer. J’ai eu plusieurs témoignages sur la durée de vie très très limitée de ces kits « à consommer ». Je trouve donc plus pertinent de faire son installation, de savoir comment elle fonctionne afin de pouvoir la dépanner au besoin.

Estimation de consommation

Si vous avez vos factures EDF c’est facile, il suffit de regarder sur celles-ci. Moi je m’installe juste, je me suis acheté un petit wattmètre (~10€). J’ai mesuré chaque appareil et je me suis fait un petit tableur avec le nombre d’heures d’utilisation de chaque appareil pour 4 scénarios :

  • Été estimation à la hausse
  • Été estimation à la baisse
  • Hivers estimation à la hausse
  • Hivers estimation à la baisse
Edit 03/2017 : Vous pouvez vous faciliter cette étape, j’ai maintenant créé un logiciel libre pour vous aide à faire ce calcul de consommation : CalcConso

Le détail de mon tableau de consommation est ici :

Le résultat c’est :

Scénario Besoin énergie (Wh/jour)
été à la hausse 1287
été à la baisse 585
hivers à la hausse 1031
hivers à la baisse 252

Ce sont des scénarios extrêmes d’utilisation (à la hausse & à la baisse), je pense être dans la moyenne de ça… Ce qui explique les écart…

Notons que nous avons fait le choix de couper le réfrigérateur l’hiver (le froid est dehors, chauffer une pièce pour en refroidir une partie manque de sens pour moi, je vais tâcher de faire différemment). De plus, c’est en hiver qu’il y a le moins d’ensoleillement et qu’il est donc plus compliqué d’avoir de l’électricité avec du photovoltaïque. C’est pourquoi le dimensionnement sera fait à partir du scénario hiver à la hausse afin « d’être pénard ».

Dimensionnement

Edit 03/2017 : Vous pouvez vous épargner cette étape, j’ai créé un logiciel libre pour vous permet de calculer de dimensionnement en quelques cliques : CalcPvAutonome

Pour ce dimensionnent on part sur le scénario hiver à la hausse donc. Une consommation journalière de ~1kWh (1000 Wh).

Des constantes à choisir :

  • On part sur une installation 24V. (apparemment, plus la tension est élevé moins il y a de pertes dans l’onduleur)
  • 3 jours d’autonomie sur batterie (en cas de 0 soleil, surtout l’hiver…)

De quel appareil avons nous besoin et pourquoi faire ?

  • Panneaux solaires : pour la production d’électricité
  • Le régulateur / contrôleur de charge : gère principalement l’arrivé de la production et la distribue dans les batteries
  • Les batteries : pour stocker l’électricité
  • Le convertisseur : convertit l’électricité produite (courant continu, basse tension) en électricité « standard » pour nos appareils (230V alternatif)

car-battery-296788_1280Les batteries

Nous permettent de tenir quand il n’y a pas de soleil, la nuit, l’hiver… Elles seront au plomb car recyclables.

Diviser la consommation par la tension de la batterie et on obtient les Ah (ampères heure) nécessaires pour une journée d’autonomie (sans soleil donc) ici :

1000W / 24V = 41Ah

Les batteries solaires ne supportent pas des décharges régulières au-delà de 40%, nous allons prendre 50% pour être large, donc multiplier par deux nos besoins en batterie :

41Ah x 2 = 82Ah

Nous avons choisi une constante de 3 jours d’autonomie sans soleil donc :

82Ah x 3  = 246Ah

Notre besoin est de 246Ah, Il a été choisie 2 batteries de AGM 12V, / 220A (les batteries seront en série, la tension sera donc multiplié, donc égale à 24V)

Avec ça nous avons :

  • Avec le scénario hiver à la hausse : 2,56 jours d’autonomie sur batterie
    • 220Ah  x 24V / 2 / 1031Wh/j
  • Avec le scénario hiver à la baisse : 10,47 jours d’autonomie sur batterie
    • 220Ah  x 24V / 2 / 252Wh/j

Les batteries seront couplées à un contrôleur de batterie BMV700 Victron, il permet de visualiser :

  • Tension de batterie, courant, puissance, ampères heure consommés et état de charge
  • Autonomie restante selon consommation en cours
  • Alarme visuelle et audible programmable
  • …

solar-panel-1175819_640Les panneaux/capteurs solaires

L’installation sera au sol, au départ je voulais fabriquer un support pour  optimiser l’angle d’inclinaison au plus pertinent selon ma localisation.  Après réflexion ça ne me semble pas pertinent. il faut que je mette l’inclinaison optimum pour le mois le moins ensoleillé, soit l’hiver. L’été je serai de toute façon en excédent de production. Pour trouver cet angle il faut se rendre sur : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=fr&map=europe dans l’onglet radiation mensuelle, entrer :

  • Votre ville
  • Cocher surtout Angle d’inclinaison optimal

Le résultat, pour moi, donne un angle de 66° au mois de janvier, qui est le pire des mois niveau ensoleillement (période ou l’inclinaison va donc être plus décisive). Je vais donc choisir cet angle de 66°

Par la suite je me fabriquerai peut être un suiveur solaire pour l’orientation (est-ouest) surtout pour les mois d’hivers…

Les panneaux seront montés en série. La tension est donc multipliée mais pas l’intensité. Il est préférable de travailler avec des intensités faibles pour éviter les pertes.

Pour recharger la batterie au soleil en une journée ensoleillée, le capteur doit produire l’équivalent de l’électricité consommée en 24h. Selon une règle empirique et extrêmement simplifiée, en France, un capteur produit l’équivalent de 3 heures de sa puissance crête, le double en été, la moitié en hiver. Nous nous concentrons sur l’hiver (qui peut le plus, peut le moins)

1000W (consommation) / 3 x 2 = 666 Wc

Il me faudrait approximativement 666Wc, la marge positive de sécurité me fait aller vers 750Wc

Pour vérifier/estimer la production il est intéressant de se rendre sur ce site : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=fr&map=europe dans l’onglet PV estimation indiquer :

  • Puissance PV crête installée : 0,75 kWp
  • Indiquer Coche Inclin notre angle de 66° préalablement trouvé ;

Voilà le résultat, on observe que la production d’électricité journalière moyenne (Ed dans le tableau) est toujours supérieure à 1kW.

Dans les faits, j’ai eu de la chance, je vais récupérer des panneaux solaires de rebut d’une puissance de 245Wc. Il y en a 4, ce qui va faire 980Wc. Le nouveau résultat est d’autant plus confortable avec cette puissance de panneau supplémentaire.

Couple panneaux/batteries

Toujours sur le site http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=fr&map=europe, mais dans l’onglet PV hors-réseau, nous allons vérifier

  • Entrer la puissance PV crête : 980 Wp
  • Voltage de la batterie : 24 V
  • Capacité de la batterie : 220 Ah
  • Entrer la consommation journalière 1000Wh
  • Inclinaison du module [0;90] 66 deg.
  • Orientation [-180;180] -2 deg.

Le résultat est encourageant, même si ce ne sont que des estimations, les batteries ne descendent jamais sous les 64% de charge. 40% est une limite à ne pas franchir pour ne pas détériorer la durée de vie des batteries. De plus j’ai fait les calculs avec mon estimation haute de consommation, je pense être capable de la réduire encore. En effet pour des motifs écologiques, je ne vais pas augmenter mon pack de batteries, je vais plutôt essayer de réguler ma consommation/mes besoins en fonction de la météo. Je ne vais pas allumer la scie sauteuse si je sais que le ciel est bouché dans les 3 prochains jours par exemple… Et j’accepte de couper l’électricité si jamais les batteries menacent de passer sous la barre des 40%. Dans une démarche d’autonomie qui rime pour moi avec liberté, la diminution de mon besoin de confort me semble cohérent.

Le régulateur / Contrôleur de charge

On m’a conseillé deux régulateurs MPPT Victron bluesolar 100/30 pour faire deux circuits de 2 panneaux. Le MPPT permet un gain de 30% de production.

Pour choisir votre régulateur il va falloir connaître le courant d’arrivée des panneaux. Il vous faut d’abord la tension d’un panneau : personnellement c’est 29,64V, à laquelle il faut ajouter 15% (donc ~34,5V). Celle-ci est multipliée par deux car les deux panneaux sont en série. On arrive donc à une tension d’entrée de 69V. Il faut ensuite l’intensité qui est de ~9A pour mes panneaux. Le MPPT Victron bluesolar 100/30 accepte 100V, 30A, selon la notice, on est bon.

Le convertisseur

Le convertisseur est là pour convertir le signal continu des batteries 24V en signal alternatif 230V (identique au réseau EDF). Mes panneaux étant loin (~30m) de mes appareils électriques, j’ai choisi de convertir toute l’électricité en 230V AC pour limiter les pertes dans le chemin.

Le convertisseur se choisit avec le voltage d’entrée (ici 24V venus des batteries) et sa puissance maximum en sortie. Pour la puissance maximum de sortie il faut prendre votre appareil qui consomme le plus et voir si ça colle. Personnellement je choisis un Victron phoenix 24/800 qui me permet de brancher un appareil de maximum 700W et d’avoir une puissance de pointe à 1600W. Si vous revenez au tableau de consommation que j’ai fait, ça me fait dire adieu à ma scie circulaire & perceuse à percussion, mais bon je peux encore utiliser ponceuse, et scie sauteuse l’été. Il faut dire que les prix des convertisseurs grimpent vite, j’ai dû faire une concession.

La suite

Prochain article à venir sur l’installation…

Fabriquer un four solaire (cuiseur type boîte)

Edit 2020 : Dominique Loquais (un presque voisin) m’a prêté son « four solaire Atominique« . Les performances de sont four atomique ne sont pas comparable à celui que je présente ici. Pour vous dire au mois de Mars j’ai fais cramé un gâteau ce qui ne serait jamais arrivé dans mon petit four même en plein été… La surface de réflexion est beaucoup plus importante sur le four atomique et une foultitude de petits détails le rend plus pertinent/performant. Je vous encourage donc si vous souhaitez vous en faire un de plutôt vous diriger vers le four de Dominique (plan web, vidéo tuto, petit livret, bouquin). Mon petit four peut convenir si vous avez peut de place car son encombrement est plus faible et si vous souhaitez l’améliorer je préconise : d’ajouter 2 réflecteurs sur les côtés et de placer la trappe de visite à l’arrière et non sur le dessus pour ne pas perdre la chaleur quand on ouvre. Cette dernière modification ne permet plus la bascule d’inclinaison été/hiver détaillé plus bas mais honnêtement je ne m’en suis finalement jamais servie l’hiver (journée trop courte en ensoleillement, trop nuageuse…)

Edit 03/2017 : une vidéo et un tuto sur le site du lowtechlab vient compléter cette page.

Edit 03/2017 : si c’était à refaire je ferai peut être un modèle avec porte à l’arrière. Au départ j’avais choisie l’ouverture sur la vitre (par le haut donc) pour pouvoir basculer en « mode hivers » avec l’inclinaison 60° (voir schéma d’après). Finalement je e m’en suis pas servie de l’hiver et je penses que c’est pas simple sous nos latitude (journée courte, peut d’ensoleillement). Si cette contrainte de bascule n’est plus autant mettre la porte à l’arrière ça permet de perdre moins de chaleur que la porte au dessus quand on ouvre…

J’en avais parlé, et bien c’est fait ! Je me suis fait un four solaire type boîte. A la différence du cuiseur que l’on peut apparenter à une « plaque de cuisson » avec sa chaleur concentrée & vive (cuire des courgettes, de l’eau pour le thé, des patates sautées…), le four solaire à une chaleur diffuse et douce (gâteaux, tartes….)

four_solaire_europe
Source atlascuisinesolaire.com

J’ai choisi un modèle type « européen » avec deux « oreilles » (réflecteurs orientables). Ce modèle a la particularité de pouvoir se basculer suivant la saison (différence de hauteur du soleil).

Pour la conception je me suis inspiré de mon livre manuel de construction d’un cuiseur solaire de passerelleco. (que je n’ai pas trouvé suffisamment détaillé), du modèle de ouest-atlantis & de celui de iguane.

Fabrication de la boîte isolée

J’ai utilisé du contre plaqué (10mm) de reste, j’ai envisagé de le faire avec des chutes d’OSB (25mm) récupérées dans les poubelle d’un menuisier mais c’était un peu trop épais, ça aurait alourdi l’objet.

Pour l’isolant il s’agit de liège (40mm) car j’avais des chutes de la construction du plancher de la yourte. J’ai envisagé de le faire en récupérant des barquettes de poissonnier en polystyrène à la fin d’un marché (il s’en jette des quantités folles). Le polystyrène est un très bon isolant même s’il n’est vraiment pas écologique mais dans le cas présent, le récupérer avant qu’il soit jeté, c’est éviter qu’il soit brûlé…

Le petit plan qui va bien :

FourSolaire-PlanBoîte

En vue 3D :

Le fichier Sketchup source

Dans la pratique ça donne :

Tracé
Découpe des plaques extérieures
Ajout d’une baguette sur une face pour fixer le reste
Même chose avec la face opposée
On assemble…
Fin de l’assemblage
Hô la belle boîte
Test de l’isolant
Découpe de l’isolant (liège) à la scie
On comble le vide avec le liège en vrac (qui se sépart pendant la découpe)
Le liège
En deux parties c’était plus simple sur les côtés
Fin de l’isolation
Pose de la boîte intérieure
La boîte quasi terminée & isolée

Il ne reste plus qu’à poser de l’adhésif miroir sur la boîte intérieure.

La vitre

J’ai récupéré une vitre 2mm dans les poubelles d’un menuisier par hasard, mais chez les vitriers il est possible d’en récupérer en pagaille. Quand il remplace une vitre il récupère les anciennes, il y a donc très souvent un container avec beaucoup de vitrage (souvent simple) à récupérer.

J’ai acheté une petite roulette pour découper le verre, ça se fait très bien. Le truc c’est de tenir la roulette bien droite et de l’avoir préalablement imbibée de pétrole désaromatisé.

Le cadre de la vitre

Je n’ai pas de défonceuse pour faire une rainure dans une planche épaisse (ça aurait été l’idéal) j’ai donc fait autrement. Le cadre est constitué de planches de palettes et d’une plaque de bois aglo MDF (souvent dans les fonds de meuble industriel) de la même épaisseur que la vitre (2mm).

Un cadre au-dessus, un cadre en dessous en prenant soin de disposer les angles en quinconce sur les deux épaisseurs. La vitre est prise en sandwich. Elle rentre de 15mm dans les cadres superposés et la périphérie de celle-ci est comblée avec la plaque d’aglo MDF découpée. Le tout collé et vissé.

Il serait peut être bon de faire un joint étanche pour la vitre mais je n’ai pas trouvé de façon écologique de le faire alors tant pis… (c’est du simple vitrage de toute façon…)

Sélection_041

En vue 3D

Le fichier Sketchup source

Voilà dans le détail :

Découpe des planches de palettes
Voilà grossièrement comment ça va être posé
Découpe du MDF de 2mm (même épaisseur que la vitre
Et voilà
La couche du dessous
Avec la vitre
Avec les petites bout d’aglo MDF de même épaisseur que la vitre
La couche du dessus
On colle
Séchage
Et voilà le travail
Petit zoom sur les angles

Premier petit test

Même si c’est pas terminé, il fait beau, je test :

Je suis monté à 75° dans la gamelle noire sans les deux oreilles. Avec les deux oreilles j’ai bon espoir de monter plus haut (ça double presque la surface de captation).

Le constat c’est de la perte de chaleur sur la vitre (la vitre est chaude) 🙁

Des petites choses pour terminer :

Charnière, joint, plaque noire (amovible selon la position été, hiver), découpe des oreilles…

Pose de la charnière
La plaque de contre plaqué noir à mettre au fond
Le joint entre la vitre et le four

Première cuisson

Gâteau au chocolat réussi, la même gamelle noire monte cette fois ci à 110° avec les deux oreilles supplémentaire :

Ouverture
110° sans forcer

Petit plus

Après mon gâteau j’ai tenté une tarte et celle-ci n’a pas aussi bien cuite au fond. J’ai donc ajouter une plaque type plancha que j’avais sous la main. Elle a l’avantage d’être noire et va diffuser la chaleur sous le plat. Il est possible d’utiliser n’importe quel matériau plutôt lourd et sombre (tôle, fonte). L’avantage c’est :

  • Meilleur cuisson sous le plat
  • Ajout d’inertie (quand la porte s’ouvre la chaleur part, mais avec la plaque il y a conservation d’une partie de la chaleur. La contre partie c’est qu’à froid, la montée en température est plus lente)

En passant, pour la ficelle intérieure qui maintenait l’ouvrant j’ai fais un Noeud Tarbuck. Il est  autobloquant & permet de régler la longueur  (besoin quand le four est en position été ou hiver).

Axe d’amélioration

Parce que, comme d’habitude, si c’était à refaire, je le ferais différemment :

  • Double vitrage pour la vitre (à lire pour le double vitrage sur un four solaire : http://www.ouest-atlantis.com/org/soleil/construction.htm)
  • Le plat en haut de la caisse n’apporte finalement rien (parce que je ne m’y suis pas fixé pour l’ouverture) du coup c’est plus pénible qu’autre chose de l’avoir j’ai dû bricoler une pièce de rajout.
  • Pour maintenir les oreilles le système ficelle + baguette fonctionne bien, mais il y a peut-être plus commode à l’usage à inventer
  • Le papier adhésif miroir n’est peut être pas l’idée du siècle pour l’intérieur du four, car avec la chauffe il se décolle, se fripe. Personnellement j’ai été contraint de l’agrafé. Le papier aluminium agrafé serait donc tout aussi pertinent et moins cher.

Résumé (à la louche) de ce qu’il faut pour le réaliser

Matériel :

  • La boîte :
    • Panneau de bois : osb ou contre plaqué, l’important c’est qu’il soit pas trop épais pour que le four ne soit pas trop lourd, ~10mm c’est idéal. Il en faut ~9 plaques de 500*500mm + 2 autres plaques de même dimension pour les « oreilles »
    • 3, 4m de baguette (~25mmx~25mm)
    • Isolant : ~40mm d’épaisseur et ~4 plaques de 500*500mm au choix
      • Liège en plaque ou en vrac (difficile à récupérer, moi j’ai mis ça parce que j’en avait sous la main)
      • Vermiculite (moi j’en récupère dans un lycée, c’est avec ça que sont emballé beaucoup d’objet dans les labo)
      • Plaque de polystyrène (en fin de marché récupérer les barquettes de poissons ou dans les poubelles des magasin électroménager…
      • Autre au choix
    • Réfléchissant à l’intérieur du four au choix :
      • Papier adhésif miroir (2 rouleaux) (ça coûte cher)
      • Du papier aluminium (1 rouleau) (ça coûte beaucoup moins cher)
  • Pour la vitre & son cadre (noter que j’ai fait comme ça mais un bon bricoleur peut trouver à faire tout aussi bien voir mieux avec les matériaux qu’il a sous la main)
    • Vitre ~500mm x ~500mm ça se récupère très bien dans les poubelles d’un menuisier qui fait de la pose de vitre. elle ne doit pas être très épaisse pour qu’on puisse la découper facilement avec une roulette découpe verre
    • De l’aglo de la même épaisseur que la vitre. Une plaque de de 500mm x 500mm on sera large
    • Une palette ou des planches ou des chutes de panneaux de bois pour le cadre
  • 1m de charnière fine avec la visserie qui s’incruste bien à l’intérieur (pour faire basculer le cadre & les « oreilles »
  • 3m de cordelette (~4mm de diamètre)

Quincaillerie / Outillage :

  • De la visseries (4×20, 4×30, 4×40) là c’est compliquer à déterminer la quantité et peut être qu’on à pas besoin de tout…
  • Agrafeuse (avec des agrafes hein… :-p)
  • Visseuse/perceuse
  • Scie égoïne et/ou scie sauteuse (scie circulaire en bonus)
  • Scie à métaux (pour découper la charnière)
  • De quoi couper le verre & du un tout petit peu de pétrole désaromatisé pour la découpe

Liens utiles

Cuiseur solaire parabolique

Moins consommer d’énergie ça m’intéresse, donc si on peut aussi le faire pour la cuisson des aliments je prends. J’ai donc testé le cuiseur solaire parabolique, autrement appelé le concentrateur solaire.

Test / Construction d’un concentrateur

Je n’en avais jamais approché en fonctionnement. Je me suis donc lancé dans la fabrication rapide d’un petit à base de parabole satellite et adhésif miroir :

C’est impressionnant de passer un papier devant le faisceau du cuiseur, bricolé, ça brûle en quelques secondes. Pour le thé ça fonctionne aussi très bien (compter 1/4 d’heure). Cependant pour une cuisson plus lourde type courgette ça n’a pas bien fonctionné, pourtant c’est resté toute une après-midi au soleil mais il a fallu terminer au gaz…

Mais pourquoi ça n’a pas bien fonctionné ?

  1. Ma parabole n’est vraiment pas grande (60cm de diamètre) il faudrait un peut plus grand je pense. De plus les paraboles satellites ne sont pas très incurvées ;
  2. Mes récipients / casseroles ne sont pas appropriés : l’idéal c’est couvert, de couleur sombre et « fin » (pas de théière en fonte par exemple :-/) pour que la chaleur se conduise bien ;

Je suis convaincu que ça peut fonctionner correctement en le fabriquant soi-même. Voici donc des ressources pour aller plus loin :

L’acheter

Parce que quand même, de temps en temps, je me dis que le faire soit même ça va être chaud patate avec mon outillage, mes connaissances, j’ai craqué, j’en ai commandé un au père noël. Et voici ce qu’il m’a apporté, un COOKUP INOX de chez idcook :

Je suis très content de cet objet et l’utilise quasi quotidiennement en cette période estivale. L’objet est léger ce qui facilite sa manipulation. Quelques petits points d’interrogation sur la durée dans le temps des jonctions entre les tubes inox (qui sont en plastique) et des miroirs (en plastique mou) nous verrons bien…

La prochaine étape c’est le four solaire…

Chauffer sa yourte en construisant un Poêlito (poêle type Rocket Stove)

Pour vos questions poêles de masses : un forum dédié aux poêles de masses open source existe ! Venez discuter du MiniMasse, du poêlito et compagnie…
forum.poeledemasse.org

poelito__poele-type-rocket-pour-yourteModification 02/2016 : peinture, amélioration du bouchon de cendrier & vidéo de la première flambée

Modification 10/2016 : ajout d’un lien vers l’article de finition et première flambée du poêlito

Modification 05/2017 : ajout d’un lien vers l’article de retour d’expérience après un hiver d’utilisation

La yourte a bien des avantages, mais elle a aussi l’inconvénient de ne pas avoir d’inertie, et ça pour le confort thermique c’est quand même appréciable… L’inertie/la masse permet aussi de ne pas avoir à maintenir un feu permanent, une flambée pendant 2 heures & hop 12 heures de chaleur sans feu (et donc sans risque d’incendie, pour la nuit c’est sécurisant…) Après moult recherches pour corriger ce problème, le poêlito s’est offert à moi. J’ai décidé de me lancer dans sa construction. Il s’agit d’un poêle à bois du type Rocket Stove semi-démontable & conçu pour les habitats légers.

Le chauffage au bois est la meilleure solution dans mon contexte :

  • Matière première abondante localement (La France possède une grande superficie de forêt, il faut quand même bien les gérer…) ;
  • Ressource renouvelable ;
  • Peu de pollution si l’appareil est performant (bonne combustion) ;

Le poêlito est semi-démontable car toute la partie haute du bidon est rempli de sable. Celui-ci est là pour ajouter de la masse tout en étant potentiellement laissé sur place pour un déménagement, ce qui le soulage d’environ 100Kg (celui-ci pèse 250Kg chargé)

Voici deux dessin (vue en coupe) pour comprendre la circulation des flux sur le poêlito :

Vital BIES a conçu le poêlito, c’est un maçon poêlier professionnel qui a notamment coécrit Poêles à accumulation chez terre vivante. Il propose à travers l’association des2mains, des stages (calendrier) de construction du poêlito.

Un manuel de construction très bien détaillé à été rédigé pour la construction du poêlito (sur le site des2mains)  ! Cet article n’a pas pour but de ré-écrire le manuel, mais d’y apporter une modeste expérience, du complément… Si vous voulez en construire un, lisez le manuel.

Mon poêlito, un Pito 200

Fournitures / matériaux

J’avais largement sous estimé le temps que ça allait me prendre. C’est une étape à bien anticiper avant le début de la construction (~1mois).

  • Vermiculite récup’ laboratoire (ça sert de protection dans le transport). Sinon en animalerie c’est utilisé pour les reptiles. Le prix au kilo est plus élevé mais les conditionnements sont plus raisonnables pour la construction d’un poêlito (ça évite d’en acheter 100L alors qu’il n’en faut que 10L)
  • Chamotte réfractaire 0-5 : C’est ce qui a été le plus long. Si vous habitez dans le sud c’est plutôt simple, mais par chez moi c’est très compliqué. La livraison est plus coûteuse que la matière, il faut donc mutualiser… Personnellement j’ai trouvé à mutualiser une commande avec une fonderie près de chez moi. Un artisan poêlier était aussi volontaire. Sinon il faut regarder du côté des briqueteries autour de chez vous.
  • Tube en carton 100, 130, 150 : Les tube de 60, 80 ça se trouve facilement. C’est standard pour l’expédition postale. J’ai récupéré un tube de 100 mais loin sans peine.  Pour le reste je n’ai pas réussi à trouvé en récup’ ou en pas cher. Parce qu’a partir de ce diamètre c’est des tubes de coffrage et un tube de coffrage 150 c’est très vite 50€. Par contre des cartons plats j’en trouve en pagaille. L’idée a donc été de partir de tubes de 60 ou 80 pour avoir une structure ronde sur laquelle s’appuyer et d’enrouler des cartons autour jusqu’à arriver au diamètre désiré. C’est plus long mais c’est plus économique et on m’aurait soufflé cette idée plus tôt, j’aurais aussi économisé du temps de recherche… A certains endroits, j’ai utilisé un tube PVC de 100 qui traînait dans le jardin que j’ai enroulé d’un papier cartonné pour pouvoir le faire glisser une fois le béton coulé. Évidement ça ne fonctionne qu’aux endroits accessibles du coffrage.
  • Vitre vitrocéramique : Rien a voir avec le verre posé sur une plaque vitrocéramique apparemment (des dires d’une miroiterie). Il s’agit plutôt d’un verre de porte de poêle. Ça coûte cher en neuf mais j’ai réussi a en trouver d’occasion. Il faut le prendre au minimum de 4mm d’épaisseur, c’est donc difficile (impossible ?) à découper au diamant pour un novice comme moi. L’alternative est la plaque en fonte mais l’idée d’avoir vue sur la flamme me plaisait bien…

Pour connaître les quantités de vermiculite, chamotte & ciment, le calcule est long et fastidieux. J’ai fais un petit tableur que vous pouvez ajuster / modifier pour votre poêlito :

La conception

Le bidon est récupéré chez un garagiste. C’est l’endroit où tout va se jouer, je l’ai bichonné. C’est un bidon de 200L de diamètre ~60cm. Il faut le décaper afin d’éviter toute émanation de peinture.

Usinage du bidon à la scie sauteuse, évacuation des fumées et cendrier :

Le bouchon de l’entrée de bois avec sa petite poignée en bambou :

Le bouchon du cendrier est plus travaillé, avec une petite ouverture pour gérer l’arrivé d’aire :

Fabrication du coffrage d’évacuation de fumé en carton. Comme dit plus haut, j’ai utilisé des tubes de PVC aux endroits accessibles après la coulée et j’ai roulé du carton plat pour arriver au diamètre souhaité :

Découper un tube pour lui faire faire doucement un angle de 90° c’était pas si simple. On a essayé avec des cosinus et d’autres formules mathématiques barbares sans succès. On est passé à une méthode plus triviale : on a dessiné sur papier puis placé le tube au dessus du papier et tracé la découpe à l’aide du laser de la scie sauteuse :

Et voilà l’assemblage des deux coffrages ‘hors bidon » une fois cellophanés :

Nouveau décapage & usinage d’un bidon de diamètre 350mm pour la cloche :

Test de l’ensemble dans le bidon, j’en profite pour percer le fond du bidon et passer les fils de fer qui maintiendront le coffrage à sa place pendant la coulée du béton réfractaire.

Évacuation du sable :

J’avais besoin de tester le béton isolant. C’est passé par la fabrication de 4 pieds pour le poêle. Ils seront placés sous le poêlio afin de laisser une lame d’aire entre le sol et le bidon. J’ai bien fait de faire un test. Celui-ci m’a permis de me rendre compte que je ne tassais pas suffisamment…

Après apprentissage des erreurs, la première « vraie » coulée, du fond du bidon avec un béton isolant sur 3cm (vermiculite + ciment fondu) :

DSC027712ème coulée, de fond de bidon avec 3cm de béton réfractaire (chamotte + ciment fondu). Le constat c’est que la prise est très rapide. Il va falloir se méfier pour la grosse coulée.

Préparation des réservations de sable. Celles-ci permettent une économie de béton réfractaire et permettent l’évacuation du sable par gravité.  J’en ai profité pour ajouter des cales pour maintenir des écartements entres les différents éléments (3cm de béton minimum partout pour que la structure tienne)

La grosse coulée ! Là ça rigole plus, 90Kg de chamotte réfractaire à passer, 35Kg de ciment… Jonathan, de l’association APALA est venu me prêter main forte pour l’occasion, merci à lui. J’avais acheté un embout malaxeur mais ça faisait trop chauffer la perceuse et la prise est trop rapide pour faire de grosse quantité. Donc on a d’abord mélangé tout le sec (chamotte & ciment) dans une poubelle et on mettait dans la gamate au fur et à mesure avec l’eau. On était 2, un au mélange, l’autre à tasser. C’était pas de trop, on y a bien passé 3 heures.

Pour la vitre vitrocéramique, je ne me suis pas risqué à la découpe vu le prix. Pour faire le plan j’ai tout assemblé et fait une maquette en carton de celle-ci pour être sûr + un plan détaillé sur sketchup© ci-après (attention peut être à ré-adapter à votre poêlito) :

Note : A l’heure où j’écris, cette partie n’est pas détaillée dans le manuel.

J’ai demandé à une miroiterie, c’est ~75€ la découpe sans garantie de réussite (si ça casse c’est pour ma pomme) j’ai donc joué la carte réseau et un ami de mon père s’est dévoué. Toujours sans garantie de succès, mais là c’était gratuit.

Sortie coffrage. A cet étape je me suis aperçu que l’idée des tubes de PVC (même bien entouré) n’était pas la meilleure idée du monde. En effet la poussée du béton est telle que le PVC était bien coincé. J’ai dû faire une petite flambée (2 bouts de papier, cagette) pour le ramollir puis l’extraire.

Coulée du tube de remontée de flammes. Cette coulée se fera en béton isolé (vermiculite). L’espace entre le haut de la remontée et la vitre ne doit pas créer d’étranglement mais il doit être maximisé pour éviter des inversions de tirage. Pour calculer l’espace (ici la hauteur) à laisser il faut procéder comme suite :

Notre diamètre est de 100mm, nous cherchons h, la hauteur :

L’espace (hauteur) minimum entre la fin du tube de remontée de flamme et la vitre doit être d’au moins 25mm. J’ai mis 35…

Moule en carton et béton isolé :

La plaque fond de cendrier a été réalisé par mon père qui avait une plaque de fonte type égout à découper. Elle permet de bien faire circuler l’air :

Découpe cloche et alimentation en bois :

Découpe couvercle :

Peinture :

Assemblage

Y’a plus qu’a…

Il reste à coller les assemblages avec du mortier terre & à remplir de sables mais étant donné qu’il va déménager avant d’être utilisé je ne vais pas le faire maintenant.

Contemplation

Et voilà le beau bébé :

Modification 10/2016 : La suite est dans l’article finition et première flambée du poêlito

Premier test

Le coût

En euro : hors coût d’évacuation des fumées & matériel que je n’avais pas, je m’en suis sorti pour 273€ (+30€ de peinture, parce que c’est plus joli et que ça protégera le bidon de la rouille). Il est annoncé entre 270€ et 340€, je suis dans les clous. Plus de détails :

En temps : aucune idée mais pas mal quand même. En m’en occupant de temps en temps (à l’envie) le soir, week-end il s’est passé 3 mois entre la compréhension/l’étude du manuel, la recherche de matériaux, la construction & la première flambée.

Conclusion

Je ne vais pas faire de conclusion sur son utilisation, n’ayant pas de recul sur celle-ci (ça viendra et je tâcherai d’en faire un billet). Globalement je suis satisfait & c’était plaisant, les solutions succédaient plutôt rapidement les problèmes. J’ai appris beaucoup car je n’avais jamais vraiment fait de béton seul ni même trop travaillé le métal. La partie « béton » n’a quand même pas été une partie de rigolade, en effet travailler protégé/masqué n’est pas dans mes habitudes.

Un hiver après…

J’ai rédigé un article sur mon retour d’expérience après un hiver d’utilisation du poêlito.

Merci à Marion pour la relecture.

Pour vos questions poêles de masses : un forum dédié aux poêles de masses open source existe ! Venez discuter du MiniMasse, du poêlito et compagnie…
forum.poeledemasse.org

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