Je commence dès le titre par ce qui vous semble être une gageure. Non, la cuisine solaire n’est pas qu’un loisir d’été, et le soleil peut cuire et réchauffer tous nos aliments avec un peu de matériel et d’organisation.
Voici un éventail des appareils utilisés pour la cuisson solaire. La photo est prise à l’occasion des « rencontres solaires informelles » le 15 août 2020 à Lodève dans l’Hérault. Un beau moment de rencontre avec des passionnés qui rivalisent de créativité pour nous épargner de faire appel aux combustibles dès que possible, et qui sont capables de faire avec le soleil à peu près tout ce que vous faites en cuisine, de la cuisson mijotée à la friture en passant par la conserve, le café, la boulangerie, la pâtisserie et j’en oublie.
Par contre, à ma grande tristesse, même chez ces inconditionnels du soleil il est admis qu’en absence de soleil la fête peut continuer avec des cuiseurs à bois.
Pour moi pas question de m’en prendre à la nature vivante tout en émettant autant de co2 qu’avec des fossiles sous couvert d’arguments incroyables qui nous ont fait admettre que c’était un co2 anodin pour la planète. Je passe assez d’énergie sur ce site à expliquer une vérité qui dérange puisqu’il faut bien reconnaître que ces bioénergies sont sacrément arrangeantes.
Bon, procédons avec méthode devant la besogne, puisque les solutions que j’entrevois (et que j’emploie) ne sont que l’application de constats très simples.
En gros, pour que le soleil fasse une chaleur suffisante pour de la cuisson, il y a deux principes : la concentration et la capitalisation.
La concentration, elle se fait classiquement en utilisant des miroirs. C’est typiquement la parabole qui le fait d’une façon idéale.
La capitalisation, c’est éviter que ça refroidisse pendant qu’on chauffe, c’est simplement économiser l’énergie. Dans ce domaine c’est le tube sous vide qui s’en sort le mieux. Normal c’est un thermos, et on ne connaît pas mieux pour préserver la chaleur.
Et bien sûr, toutes les variantes sont possibles entre les deux principes, on peut associer des miroirs à des tubes sous vide, ou faire des « fours boite » qui sont des mini serres isolées et dopées par des réflecteurs, qui sont bien plus faciles à autoconstruire et à transporter.
Voici donc ce que j’utilise, pour l’instant.
1- la parabole
Je suis revenu de Lodève avec une parabole, que j’ai trouvée admirablement bien conçue, la SUNplicity
Sa première particularité est un système de pliage extrêmement astucieux et rapide, et elle fourmille de détails qui n’en sont pas, comme une forme creuse qui permet de l’orienter peu souvent, ou un dispositif de visée repliable qui à lui seul est un bijou de conception.
Comme j’ai une aversion pour le gaspillage, en particulier quand il s’agit d’énergie, j’avais fait ce récipient double paroi en associant une cocotte en tôle émaillée et une cocotte en verre borosilicate (Pyrex si vous préférez), l’un rentrant dans l’autre. J’espérais qu’il fasse une chaleur suffisante en étant simplement exposé au soleil, et c’était loin d’être le cas.
Pour être monté dans la parabole cet ensemble a demandé un support adapté (la barre jaune sur la photo du haut) à cause de sa forme ovale et de son poids.
Je ne suis pas sûr qu’il apporte une amélioration spectaculaire, tant cette parabole est efficace avec un contenant simple, quand le soleil est là. Le verre est épais et semble atténuer le rayonnement, par contre la modeste isolation qu’apporte la double paroi permet de gagner quelques degrés, ce qui prend tout son intérêt par temps froid et dans les passages nuageux.
La parabole est un objet remarquablement efficace avec du soleil, ce qui permet d’appréhender sa puissance. Elle est très ludique à utiliser. Elle fonctionne aussi par soleil voilé, mais pas sous les gros nuages… et encore moins la nuit.
Pour se sevrer des combustibles, l’enjeu de notre époque, il faut des solutions complémentaires.
2- le four à tube sous vide
Ce four est à la base un peu la même chose que la parabole avec son récipient double paroi : l’association d’un miroir parabolique qui concentre et d’un récipient qui capitalise.
Ce four est nettement meilleur question capitalisation, nettement moins bon question concentration puisque sa surface ce miroirs (0,25 m²) est la moitié de celle de ma parabole.
Alors quand le soleil joue à cache cache, ce four prend l’avantage sur la parabole et chauffe lentement mais sûrement.
Paradoxalement, sous un bon soleil, il est nettement plus long à monter en température que la parabole. J’ai fini par déduire que cela venait de son « tiroir » à aliments qui n’était pas en contact direct avec le tube. Le tube est brûlant à l’intérieur, mais comme il ne touche pas le tiroir la chaleur se transmet mal. Une fois les aliments chauds l’écart de temps de cuisson se réduit, tout en restant à l’avantage de la parabole.
Un four avec un tube sous vide de cette section, c’est pas commun. Faut dire que ce four semble hors de prix, rapporté à sa capacité de 1 litre et demi pour un récipient à la forme malcommode.
Tous les cuiseurs solaires restent des appareils simples, leurs prix sont pénalisés par une diffusion confidentielle.
Pourtant pour moi il n’y a pas eu d’hésitation à l’acheter, parce qu’il a un avantage absolument décisif sur tous les autres appareils : il peut être alimenté par de l’électricité.
Ce four à un tiroir pour contenir les aliments, et sous ce tiroir il y a un zig zag très déco, qui est une résistance électrique collée. Elle est prévue pour du courant 12 Volts, ce qui est typiquement le courant d’une batterie de voiture. Cette fonction est donc dédiée à du dépannage pour un usage mobile.
Mais j’avais une autre idée derrière la tête.
3- la cuisson photovoltaïque
Une hérésie de faire de la chaleur avec des panneaux photovoltaïques ? Je pensais comme vous pendant longtemps.
Ce qui serait une hérésie, ce serait d’avoir des panneaux PV uniquement dédiés à la cuisson, comme on a des cuiseurs à miroirs dédiés à ça.
Par contre, dans mon univers solaire, les panneaux PV je les ai sur mon toit, et j’en ai même avec moi quand je me déplace ! Et ils sont loin d’être utilisés à 100% de ce qu’ils peuvent faire.
À l’usage, je fais des constats :
– Quand le soleil devient trop faiblard et que la cuisson s’éternise dans mes fours solaires, les panneaux de mon toit ont encore des Watts de disponibles, entre un tiers et la moitié de leur pleine puissance. Un panneau photovoltaïque fait circuler des électrons dès les premières lueurs du jour, et donne de l’énergie en fonction de la lumière qu’il reçoit, sans avoir besoin de rayonnement direct. Et Comme la surface de mes panneaux photovoltaïques est bien plus importante que celle de mes fours, ils fournissent une énergie significative alors que les fours renoncent.
– Quand je consomme moins que la puissance fournie par ces panneaux solaires, cette puissance ne passe pas par les batteries, donc ne les use pas. Et elle n’use pas non plus les panneaux solaires : ces derniers vieillissent avec le temps mais ne s’usent pas davantage si l’on s’en sert. C’est donc une énergie entièrement gratuite, comme celle fournie par le rayonnement direct sur un four solaire.
– Non seulement les panneaux PV de mon toit fonctionnent avec peu de rayonnement, mais en plus ils sont sur le toit… ce qui veut dire qu’ils n’ont pas d’ombre portée, et qu’ils ont de la lumière depuis tôt matin jusqu’à tard en fin de journée. Non seulement ils élargissent le nombre de jours où la cuisson solaire directe est possible, en plus ils élargissent la plage horaire de la journée où il est possible de cuire sans ponctionner les batteries.
– Pour ne pas ponctionner les batteries par temps nuageux, il faut arriver à cuire avec des puissances faibles. Cela est tout à fait possible, à condition d’avoir un contenant parfaitement isolé. C’est le cas du tube sous vide de ce cuiseur. Il cuit avec une puissance de 130 W qui chauffe à l’intérieur d’un thermos. Concrètement, ce four se comporte comme si je chauffais à l’intérieur d’une marmite norvégienne, ces enveloppes très isolées qui permettent à la cuisson de continuer lentement sans apporter de chaleur supplémentaire, ce qui réduit l’énergie nécessaire à la cuisson. Par contre pour cuire avec une marmite norvégienne il faut préalablement avoir fait bouillir les aliments, avec des combustibles et à l’air libre donc avec des déperditions qui vont bon train.
En chauffant entièrement à l’intérieur d’un contenant très isolé, à la fois cela réduit la consommation d’énergie de la montée en température, réduit la consommation d’énergie de la cuisson (puisqu’il suffit de maintenir en température le contenant isolé) et réduit le temps de cuisson par rapport à la marmite norvégienne (puisque la température est maintenue, alors que dans la marmite norvégienne la température baisse inexorablement et les aliments vers 70/80°ne cuisent plus).
– Une autre source importante d’économies d’énergie à la cuisson, c’est d’éviter l’ébullition et de rester à des températures de 85/90°. Traditionnellement on monte à l’ébullition pour avoir les températures les plus élevées possible, donc pour réduire le temps de cuisson, alors que le passage à l’état de vapeur est extrêmement énergivore (1). Sans ébullition, le temps de cuisson est plus long, en contrepartie les aliments sont moins dénaturés par la chaleur.
En appliquant tous ces principes d’économie, le besoin d’énergie de la cuisson est divisé par 5, soit 80% d’économie. (2)
– La cuisine est une consommation prioritaire, elle doit pouvoir être faite même les jours de disette de soleil. En ayant réduit fortement à la fois le besoin de puissance et le besoin d’énergie nécessaire, ce besoin devient supportable pour un petit parc de batteries. La cuisson reste un besoin d’énergie important, et il est toujours préférable d’éviter de faire fonctionner les batteries. Avec la cuisson cela est parfaitement possible.
– D’une façon générale, une installation photovoltaïque autonome est surdimensionnée pour parer au pire. Ce qui veut dire que 9 jours sur 10, l’installation est en surproduction, il y a de l’électricité « bonus ». Si la cuisson est faite les jours où le soleil est suffisant et que les plats sont conservés temporairement, la cuisine devient, au contraire, une façon d’économiser les batteries. Le réchauffage des plats est une consommation encore plus basse qui peut être faite n’importe quand. (il faut environ 15 Wh pour réchauffer une portion, 20/25 Wh pour deux portions, dans le tube sous vide)
Le chaînon manquant de la cuisine solaire
Alors peut être bien que la cuisson photovoltaïque, tout bien réfléchi, n’est pas une si mauvaise idée que ça, dans ce contexte bien particulier. Et elle devient la clé d’une cuisine qui peut être faite au soleil même avec très peu de soleil, même sans soleil. Bref, le chaînon manquant de la cuisine 100 % solaire.
Être au four et au turbin
Même si la cuisson photovoltaïque permet de cuire au soleil presque tous les jours, reste que la cuisson est préférable quand il y a du soleil, c’est à dire en journée. Et là, le problème n’est plus technique, mais social : quand on bosse, on ne peut pas être en même temps au four et au turbin.
Alors vient l’atout ultime, la cerise sur le gâteau. Il est possible, avec la fée électricité, de programmer, temporiser, réguler la température… Ainsi un plat pourrait être préparé à l’avance et cuit automatiquement dans la journée, au fil du soleil, sous surveillance de capteurs.
Loin de l’image contraignante et aléatoire qu’elle a, la cuisine 100 % solaire peut devenir diablement ressemblante à la cuisine de tous les jours !
4 – l’organisation au quotidien
Globalement, vous avez compris, c’est simple : il faut anticiper, cuire en journée et mettre au réfrigérateur, au congélateur, en conserve ou sous vide (article à venir sur une version bidouillée du sous vide, en bocaux).
Là c’est la stérilisation de pois chiches, pour la cuisson le tube vertical recouvre les bocaux ainsi empilés. Le tiroir est enlevé pour l’opération et pose ici pour la photo.
La parabole stérilise aussi très bien.
Le soir, excepté les jours les plus longs d’été, il y a en théorie systématiquement besoin des batteries pour réchauffer. En théorie, parce qu’il y a des moyens là aussi d’échapper à cet acte problématique.
– Chauffer le plat dans l’après midi dans le four à tube sous vide, et ça reste chaud pour le repas du soir.
– Le bain marie :
Pour mes besoins d’eau chaude j’ai des tubes sous vide qui trônent sur la terrasse, pleins d’eau en permanence.
Ces tubes font de l’eau bouillante, très pratique pour de nombreux usages. Cette eau reste chaude le soir longtemps après le coucher du soleil.
J’ai aussi un « méga thermos », de 6 litres, que j’avais acheté pour faire une marmite norvégienne, il est prévu pour. J’ai été déçu du résultat, les aliments se refroidissent vite en dessous du seuil de température de cuisson.
Par contre ce seau est plein d’autres usages. En lui mettant de l’eau brûlante d’un tube, il permet de réchauffer au bain marie avec la casserole qui rentre pile dedans, après lui avoir raboté le manche. Très efficace pour chauffer les liquides.
Pour chauffer l’eau du matin au petit dèj’ :
Le rituel du soir est de prélever l’eau chaude d’un tube, et de remplir un thermos qui conserve mieux la chaleur. Les tubes sous vide pourraient le faire aussi, ceux ci ont une dizaine d’années et ont perdu un peu de leur efficacité.
Le morceau de tube annelé sert de bec verseur, la collerette en EPDM (un caoutchouc synthétique) rend le bouchon imperdable et surtout empêche l’eau brûlante de couler le long du tube, sur les doigts.
Le matin, l’eau du thermos est facilement disponible et c’est juste le complément de chaleur qui est fait avec un thermoplongeur de camping 12Volts.
5 – Quelques bidouilles à venir….
Ce four à tube sous vide est particulièrement efficace avec l’électricité, mais pêche par cette gouttière qui est assez loin de notre format habituel de contenant, et par son petit volume.
J’aimerais aussi pouvoir disposer de plus de puissance.
Donc l’idée serait de faire une plaque chauffante dans une « boite » qui ressemblerait nettement plus à un four classique, s’ouvrant à d’autres possibilités de cuisson.
Ce serait 100 % électro-solaire et bien sûr plus isolé que les fours passoires du commerce.
Pour la partie délicate, celle qui fait la chaleur, je pense partir d’une résistance de grille pain, comme celle de la plaque grise de la photo. La matière de support est du mica, une roche, qui est un isolant électrique tout en résistant à la chaleur. Là dessus il faudra enrouler le bon fil électrique et à la bonne longueur, pour fonctionner sous le voltage des panneaux.
Un autre problème à résoudre est de pouvoir utiliser l’électricité directe des panneaux, mais pas celle des batteries. À priori ça devrait être possible avec ce petit appareil, qui est fait pour couper un chargeur de batterie quand la batterie est pleine et pour le réenclencher quand elle est vide. En le détournant, il surveillerait la tension des batteries solaires, et devrait pouvoir couper temporairement le contact quand un vilain nuage passe.
Ensuite, je voudrais temporiser la cuisson, mettre un thermostat, faire un grille pain revisité solaire…
Bref, il y a du pain sur la planche. Du pain cuit au soleil, bien sûr.
(1) Par définition, la calorie est l’énergie nécessaire pour élever 1g d’eau de 1°.
Pour faire évaporer ce même gramme d’eau, il faut 540 calories !
Comme 1 litre d’eau c’est 1000g, il faut 1000 calories pour élever de 1° ce litre d’eau, et 1000 calories c’est 1 kilocalorie, notée Cal (avec C majuscule).
1 Cal c’est 1,62 Wh. Pour évaporer totalement de l’eau, il faut la chauffer à 100°, et au-delà tout est en vapeur. En partant d’eau à 20°, il faut élever de 100-20 = 80°, il faut donc 80 Cal x 1,62 = 130 Wh.
Pour passer ce 1 litre d’eau à 100° à l’état de vapeur , il faut 540 Cal. Et 540 x 1,62 = 874 Wh.
Pour mieux mémoriser ces chiffres étonnants, on peut considérer qu’il faut 1 kWh pour évaporer 1 litre d’eau, dont 900 pour l’évaporation et 100 pour l’élévation de température.
(2) J’ai fait une petite comparaison simple, sur base de cuisson de 100g de lentilles, avec la juste quantité d’eau nécessaire.
Sur une plaque électrique (1700 W), les lentilles étaient cuites au bout de 20 min (à partir du plat froid) en consommant 307 Wh.
Dans le cuiseur à tube sous vide, la cuisson a pris 50 min et a consommé 62 Wh, soit 5 fois moins que sur la plaque électrique, c’est à dire 80% d’économie d’énergie.
Parmi les raisons de cette économie, la moindre évaporation a permis de réduire la juste quantité d’eau à 2 volumes d’eau pour 1 volume de lentilles dans le tube, contre 3 pour 1 dans la cuisson classique.
Hors pertes à la production d’électricité, la plaque électrique est un moyen de cuisson plus efficace que le gaz ou le rocket stove, qui sont nécessairement ventilés pour pouvoir assurer leur combustion. Il est plus facile de mesurer précisément l’énergie avec un compteur électrique, d’où mon expérience.
Pour faire une comparaison avec un four rocket stove, il suffirait de peser le bois utilisé. Le bois sec contient 5 kWh/kg (pouvoir calorifique), ce qui fait 5 Wh/g. Nos 62 Wh de la cuisson des lentilles correspondent à 62/5= 12,4 g de bois.