Nous avons choisi de réaliser, pour notre TPE, l'expérience du four solaire, afin de montrer que l'énergie solaire est puissante et permet de faire chauffer des aliments rapidement et de façon écologique. Le soleil n'étant pas très présent dans notre région, nous avons dû le remplacer par un spot, mais l'exposition au soleil d'été aurait permis le même résultat, et le four solaire solaire aurait peut-être même été plus puissant.
Ce four solaire est petit, pour pouvoir le transporter sans trop d'inconvénient, mais la température intérieure peut monter jusqu'à 80°C.
Matériel :
Un coffret en bois (contreplaqué ou aggloméré) : nous avons fabriqué le nôtre nous-mêmes, et nous l'avons décoré pour une raison d'esthétique (c'est donc entièrement facultatif de le décorer).
Une boîte en métal, légère, lavable et étanche, que l'on introduira dans le coffret. Les parois en métal réfléchiront les rayons du Soleil pour qu'ils "frappent" l'aliment à cuire.
Une assiette noire : c'est un élément très important. En effet, la couleur noire capte mieux et conserve la chaleur. Cette assiette produira un effet de serre, nécessaire pour cuire notre aliment. Nous la déposerons au fond de la boîte en métal.
Un isolant, comme de la laine de mouton, que l'on introduira entre la entre le coffre et la boîte en métal. Il a pour fonction d'empêcher les pertes de chaleur. N'ayant pas de laine de mouton sous la main, nous l'avons remplacée par de la "laine" de chien (plus précisément d'Akita Inu) issue de la mue de l'animal. L'Akita étant un chien au pelage épais, sa "laine" convient parfaitement.
Une vitre, plus grande que le coffret en bois, afin qu'elle dépasse les bords du coffret, pour qu'il soit le mieux fermé possible. Il est également possible d'intégrer la vitre dans un cadre en bois, attaché au coffret par deux charnières et servant de couvercle. Il faudra alors rajouter des joints sur les bords du coffret pour une meilleure étanchéité et pour éviter les pertes de chaleur. Il est impératif d'utiliser du verre, et non du plexiglas, car seul le verre est imperméable aux infrarouges (voir le paragraphe "Explication")
Et enfin, bien évidemment, un aliment à faire cuire. L'oeuf convient très bien, car le changement de couleur du blanc permet de voir évoluer la cuisson.
Facultatif : Un spot puissant, pour remplacer le Soleil à titre expérimental.
Réalisation :
- Placer l'isolant au fond du coffret.
- Introduire la boîte en métal dans ce dernier.
- Mettre l'oeuf dans l'assiette, puis la déposer dans la boîte.
- Fermer le couvercle, ou placer la vitre sur le coffret.
- Exposer le tout au Soleil, ou installer le spot au dessus du montage et l'allumer.
Ensuite, il n'y a plus qu'à attendre !
Nous avons réalisé notre expérience avec un oeuf, afin de voir évoluer la cuisson grâce au changement de couleur du blanc d'oeuf. La cuisson à pris environ 10 minutes. Voici une petite video de notre réalisation :
Explication :
Le four solaire fonctionne grâce à l'effet de serre. Les rayons lumineux qui pénètrent à l'intérieur du four par la vitre sont absorbés par tout ce qui ne réfléchit pas la lumière, c'est-à-dire l'assiette et la nourriture. Ceux-ci réémettent ensuite l'énergie qu'ils ont absorbée sous forme de rayonnement infrarouge, autrement dit sous forme de chaleur. Or, si le verre laisse passer les rayons lumineux, il est imperméable aux infrarouges. Plus longtemps le four est laissé au soleil, plus la quantité d'infrarouges emprisonnés augmente et plus la température monte.
