Rapport Stage Four Solaire Hybride 2009

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Réalisation d’un four à painhybride

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  • Rapport de stage

    Ralisation dun four pain hybride (socit ISOMET, Burkina

    Faso)

    DESCHAMPS Fanny

    GUEGUEN Mava

    Aot 2009

  • SOMMAIRE

    Introduction page 2

    I) Le contexte du stage page 4 Le Burkina Faso et son climat page 4

    William ILBOUDO et son entreprise, ISOMET page 5

    II) Les fours solaires page 5 Fonctionnement page 5

    Un exemple : laction de Solar Cookers International page 7

    III) Etude thorique page 9 Lquation de la chaleur en conduction page 10

    Convection de lair dans lchangeur page 11

    Dimensionnement page 12

    IV) Partie pratique page 13 Observations diverses page 18

    Remerciements

  • Introduction

    Le stage effectu au Burkina Faso a pour but damliorer le quotidien des burkinab en important le moins de matires possibles. Lutilisation des matires premires est donc ncessaire pour rendre les constructions rentables. Le soleil pouvant tre plac dans le top trois de ces ressources, son utilisation est primordiale.

    Le pain fait partie des aliments que mangent les burkinab. Il est donc important de pouvoir en fabriquer foison pour pouvoir nourrir les nombreux habitants du Burkina Faso. Cest ainsi que William ILBOUDO, ingnieur en nergies renouvelables, a pens crer un four solaire.

    Son but est de faire fonctionner un four en utilisant lnergie solaire. Une parabole de 16m2

    permet de gnrer une puissance solaire qui se transmet en un point focal situ sur un ct du four. Ainsi, lair qui passe ce niveau peut tre chauff. Malheureusement ce systme ne fonctionne que lorsque le soleil est prsent. Lide fut donc de modifier le four en le rendant hybride. Ainsi lorsque le soleil ne brille plus, lair peut tre rchauff par un systme gaz.

    Photo du four dISOMET

  • Parabole solaire de 16 m2

  • 1 - Le contexte du stage

    Le Burkina Faso et son climat Le Burkina Faso, connu aussi sous le nom du Pays des hommes intgres, est localis en zone soudanaise de lAfrique. Son prsident, Blaise COMPAORE, est la tte de ce pays depuis 1987 aprs un coup dtat auquel son prdcesseur Thomas SANKARA na pas survcu.

    Sur une superficie de 274 000 km2 , ce pays compte environ 13 200 000 habitants.

    Il possde un climat tropical de type soudano-sahlien. La majeure partie est caractrise par la zone soudanaise, sauf au nord o on retrouve le Sahel. Le climat du Burkina Faso est compos de deux saisons :

    - la saison sche qui dure environ huit mois. Un vent chaud et sec (lharmattan) provenant du Sahara assche la rgion du Burkina.

    - la saison des pluies (ou hivernage) qui dure de mi-juin mi-septembre. Les prcipitations peuvent tre assez violentes entre juillet et aot.

    Dans tous les cas, les tempratures restent assez leves et le soleil est souvent au rendez-vous. Les tempratures peuvent grimper jusqu 40 en priodes sches et varier entre les 25 et 30 en saison des pluies.

    .

    Le soleil est donc souvent prsent, son importance est prendre en compte. Cest pourquoi certains ingnieurs, tels que William ILBOUDO, cherchent optimiser la ressource quil reprsente pour ce pays.

  • William ILBOUDO et son entreprise, ISOMET Du fait de labsence de rponse de notre matre de stage quant nos questions concernant son entreprise, nous navons pas pu complter cette partie du rapport.

    2 - Les fours solaires

    Fonctionnement Le premier four solaire dont nous avons connaissance fut invent par Horace de Saussure, un naturaliste suisse qui l'exprimenta dj en 1767.

    Les fours solaires dont nous allons ici dvelopper lexemple sont les fours concentration : le principe est de faire converger les rayons solaires incidents sur une surface bien moindre. L'nergie se trouve donc concentre et peut tre utilisable diffrentes fins : cuisson d'aliments, fabrication de matriaux de construction (verre, brique), dsalinisation, chauffage,

    production d'nergie, voire mme la forge des mtaux !

    Le four solaire dOdeillo a une puissance thermique d'un mgawatt.

    Cuiseur solaire

  • Les convecteurs solaires (miroirs), encore appels hliostats, peuvent tre de diffrentes formes:

    plans, pour les plus usuels; paraboliques, dans lesquels les rayons rflchis par la parabole convergent vers un

    point: le foyer de la parabole. La temprature peut y atteindre les 3000C, comme pour le four solaire dOdeillo dans les Pyrnes.

    Les projets les mieux russis sont ceux o le besoin tait le plus grand, le temps le plus favorable, et o les promoteurs de cuisson solaire ont adopt une attitude de transition long terme. Un exemple de ceci est le travail fourni par "Solar Cookers International" au camp de rfugis Kakuma au Kenya.

    Les principales questions que l'on peut se poser en ce qui concerne les fours solaires sont:

    Pendant quelle priode de l'anne peut-on cuire?

    Dans les rgions tropicales, il est gnralement possible de cuire toute l'anne. Dans les rgions aussi nordiques que le Canada, il est possible de cuire ds que le ciel est clair, sauf pendant les trois mois les plus froids de l'anne.

    Un four solaire peut-tre utilis pendant presque six mois dans les pays nordiques et tout au long de lanne dans les zones tropicales.

    Il est donc plus ais d'utiliser des fours solaires dans des pays tel que le Burkina Faso.

    Quelle est la temprature suffisante atteindre dans la chambre de cuisson?

    Une temprature de 121C est plus que suffisante pour toutes sortes de cuisson. Il faut se souvenir que l'eau n'atteint pas plus de 100C (212F). Donc, une cuisson avec de la nourriture contenant de l'eau ne peut non plus atteindre une temprature plus leve que celle-ci. Les livres de cuisine traditionnelle mentionnent des tempratures plus leves afin d'courter le temps de cuisson et de brunir. La cuisson demande plus de temps dans la plupart des fours solaires, mais comme le soleil atteint directement le couvercle de la casserole, la nourriture brunit tout aussi bien que dans un four traditionnel.

    Quels sont les inconvnients de ce systme?

    La cuisson de la nourriture prend habituellement deux fois plus de temps que dans un four conventionnel.

    Le four ne peut pas fonctionner par temps nuageux.

  • Un exemple : laction de Solar Cookers International

    Solar Cooking international (la cuisson solaire internationale) a t cr en 1987 par un groupe de 17 cuisiniers originaires de Central Valley en Californie. Grce leur savoirs faire, ils ont dcid de crer un manuel regroupant toutes leurs connaissances sur la cuisson solaire. La premire bauche de four solaire fut crer durant lanne 1970 par Barbara Kerr et Sherry Cole.

    Grce lexpansion de la publicit sur les travaux du SCI, le thme de la cuisson solaire sest rpandue. Tout dabord dans un but lucratif mais aussi sur le point de vue commercial puisquun grand nombre dentreprises a cherch exporter cette rvolution .

    Le travail initial du SCI fut la communication. Il tait important de faire valoir ce mode de cuisson. Plusieurs forums ont t organiss durant les annes 1990 avec des organismes amricains et europens, mais aussi avec des reprsentants de pays sous dvelopps ou en voie de dveloppement tels que lAfrique, lAsie ou l Amrique Latine.

    Depuis 1999 lUNESCO parraine des confrences du SCI ce qui leur permet dtre encore plus sollicits.

    Depuis 1995, SCI supervise des projets sur la cuisson solaire Nyakach au Kenya, avec le camp de rfugis de Kakuma au Kenya, celui dAisha en Ethiopie, diffrentes communauts au Zimbabwe et le camp de rfugis de Dadaab au Kenya.

    Le dernier projet du SCI, Sunny Solutions, a pour but dapporter comptences et fournitures en cuisson solaire aux 6000 rsidents de Nyakach au Kenya au moyen de micro-entreprises. Trente mille familles ce jour en Afrique orientale et australe ont appris utiliser la cuisson solaire grce aux projets de terrain de SCI.

    La cuisson solaire est un moyen plus simple, plus sr, plus pratique pour cuire les aliments sans consommer les combustibles de chauffage ou ceux de la cuisson. Cest pour ces raisons que beaucoup de personnes choisissent la cuisson lnergie solaire. Mais pour des centaines de millions de personnes dans le monde qui cuisinent sur des feux aliments par le bois ou le fumier, et qui marchent des kilomtres pour ramasser du bois ou de passer une grande partie de leurs maigres revenus sur le carburant, la cuisson solaire est plus qu'un choix - c'est une bndiction. Pour des millions de personnes qui n'ont pas accs l'eau potable et tombent malades ou meurent chaque anne de maladies introduites par leau, la pasteurisation solaire de l'eau est une vie d'conomie d'habilet.

  • Solar Cookers International a dress une liste de vingt pays ayant le plus fort potentiel pour la cuisson solaire. Les critres de ce classement sont la lumire du soleil en moyenne annuelle, l