Four solaire pour chaux et briques

[Sourdois]

Bonjour à tous,

Je représente une association au Burkina Faso qui travaille sur l'habitat bioclimatique en milieu sahélien. Dans le cadre de nos activités, nous devons trouver une alternative à l'utilisation du bois pour la production de la chaux et de la production de briques de terre cuites.

Nous envisageons de lancer une étude faisabilité pour la construction d'un four solaire adapté à ce type de production (minimum 900°c).

Nous sommes à la recherche de toutes les compétences et les informations utiles pour lancer ce projet. (étude de faisabilité à réaliser en 2012).

Remerciements,

[RedGuff]

Bonjour.
Vous avez deux principaux moyens de concentrer les rayons : les lentilles (de Fresnel) et les miroirs. Les miroirs coutent moins cher, sont plus solides et plus faciles à manipuler.

[Sourdois]

[chatelot16]

pour la chaux c'est assez facile car il suffit de chauffer , et si le calcaire a cuire est en petit morceau c'est assez rapide

la temperature n'a pas besoin d'etre precise

dans les gros four a chaux la piere met plus de 24 heure pour traverser tout le four , mais c'est des tres grosse pierre , plus de 20cm ... des pierre plus petite ( 1cm ) sont cuite en 1heure , j'en ai fait l'experience avec un petit four a bois

il est donc possible de cuire une bonne quantité en continu pendant toute la journée

pour des brique ca va etre plus difficile car les brique doivent etre cuite bien progressivement sans variation de temperature brutale : ca ne poura pas etre cuite en une journé : il faudra donc un four bien isolé thermiquement pour ne pas se refroidir la nuit , et ca fera une fournée en une semaine

pour ne pas se refroidir la nuit il faudra un four enorme : des centaine de tonne au moins

pour faire plus petit il faut etre plus raisonable : four chauffé au soleil le jour et au combustible la nuit

si le soleil apporte la moitié de l'energie ca sera bien

mais quelle est la consomation de combustible actuelle ?

ne pas oublier qu'un bon four tunnel consomme 10 fois moins qu'un four archaique : je parle d'un tunnel ou les briques avancent sur des wagonnet de facon a ce que les brique cuite chaude qui sortent rendent la chaleur a l'air froid qui entre pour alimenter le foyer

en france ces four tunel sont tres gros , mais j'ai quelque astuce pour faire plus petit

helas ca n'a aucune rentabilité en france a coté des gros four tunnel des briqueterie actuelle

ca serait interressant a construire en afrique

[Sourdois]

Merci pour ce long développement.

Pour avancer, de quelles informations avez-vous besoin ?

La chaux est produite depuis plusieurs décennies avec des fours à bois anciens. J'ai des photos des installations actuelles. Je peux aussi vous communiquer des infos sur la production actuelle et la consommation de bois.

Ce projet est d'une grande importance et devrait mobiliser plusieurs partenaires dont des coopérations internationales.

Le projet va être présenté en avril pour lancer l'étude de faisabilité.
Le financement de cette étude n'est pas encore bouclé.

Si vous êtes intéressés par ce projet, nous sommes ouverts à étudier votre proposition technique et financière.

Bien à vous,

[Lapin]

Ne serait il pas interessant d utiliser un fluide colporteur ?

Genre sels de fluor ? Comme dans le nucleaire .

[chatelot16]

tu peut donner des information sur les four utilisé actuellement et surtout sur la consomation de bois et la production de chaux (ou de brique)

la surface de miroir coute cher et la quantité de feraille pour construire une grande parabole aussi

le projet solaire merite d'etre etudié mais il faut envisager aussi des progrés plus simple

pour la chaux : fabrication de charbon de bois par pyrolyse , et four a chaux continu ou le charbon brule melangé au calcaire a cuire : rendement thermique excelent , consomation 10 fois plus faible qu'un foyer a bois separé

la fabrication de charbon de bois par pyrolyse produit du gaz , du methanol et de l'acetone , au lieu d'enfumer comme ca se fait helas partout

la construction d'une usine de pyrolyse du bois reduit non seulement la consomation de bois du four a chaux , mais reduit al quantité de bois neccessaire pour tous les utilisateur de charbon de bois en afrique !

l'utilisation du charbon de bois est souvent critiqué : c'est pourtant le meilleur combustible ... ce n'est que la methode de fabrication (ancienne) archaique qui est mauvaise

je remplace ancienne par archaique car la pyrolyse est ancienne aussi : on apelait cela distilation du bois en 1850 quand ca produisait l'esprit de bois , ancien nom de l'alcol a bruler

en 1850 cette methode etait non rentable pour le charbon de bois a cause du prix elevé du materiel neccessaire

aujourd'hui le materiel est moins cher et l'energie devient plus cher , ca change tout

la pyrolyse du bois est interresante aussi a faire par methode solaire : au lieu de gaspiller une partie du bois pour le chauffer lui meme , on chauffe par le soleil et on garde tous les gaz combustible produit pour autre chose : par example chauffer un four a brique la nuit quand le soleil est couché

l'avantage du gaz produit par la pyrolyse du bois est qu'on peut le stocker pour alimenter le four en continu

j'ai essayé il y a 15 ans de demarer ce genre de fabrication de charbon de bois en france ... mais impossible de construire quelque chose en france ... empetré dans des reglement qui se mordent la queue

difficile de construire aussi en afrique ou tout est plus cher a cause du manque de tout

[chatelot16]

[dedeleco]

Tous les conseils de chatelot16 sont à écouter, avec grand soin, à peser, vu l'ampleur et l'importance du projet, en particulier, commencer par des essais simples avec miroirs simples (mêmes plans, 20 de 1m2 font 20KW sur 1m2 ), sur faibles dimensions, puis, l'amélioration du rendement par bonne isolation thermique, récupération de la chaleur entre entrée et sortie, énorme économie avec ce qui sort réchauffant ce qui entre, et en plus, essai de conservation de la chaleur la nuit, qui demande un énorme volume dans des roches réfractaires comme des laines ou laves pulvérulentes, avec isolation thermique, surtout par la lenteur de diffusion thermique, sur environ 0,2m en une nuit de 8 à 10h .

Tout dépend du volume utilisé, mais à partir de quelques mètres de diamètre, on doit pouvoir conserver la nuit, l'essentiel de la température et donc gagner un temps fou de réchauffage ou même de cuisson pour la chaux ou la brique, et économiser beaucoup de dépenses .

Donc dans une boule de quelques mètres de diamètre, isolée et à parois de terre ou roches à faible conductivité thermique ( pierre ponce, sable, etc.. ? ) supportant à l'intérieur les 900°C, il doit être possible de conserver sur une nuit, la plus grande partie de la chaleur.

Ainsi la longueur caractéristique de diffusion thermique croit comme la racine carrée du temps :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Diffusivit%C3%A9_thermique
http://fr.wikipedia.org/wiki/Conduction_thermique
pour de l'argile coefficient de diffusion thermique environ 1mm2/s donne pour 10h de nuit soit 36000s une longueur de 1xrac(36000)= 189mm et donc la chaleur ne rentre dans la paroi que sur quelques multiples de cette longueur,
Pour une un gros réservoir chaud mis, brutalement pour la nuit, dans une grosse casemate en argile ou brique quasi froide au départ, la chaleur ne va partir par diffusion que sur quelques multiples de cette longueur de 18,9cm .

Cette figure animée montre ce ralentissement, en racine carrée du temps, qui permet de conserver une forte proportion de la chaleur sur un temps fini, par lenteur de diffusion de la chaleur et de T, dans une paroi froide, brutalement mise en contact avec le chaud :

Il y a une perte de chaleur et de T comme le rapport des capacités thermiques du réservoir chaud sur celle de la paroi sur son épaisseur diffusive.
Toutes les équations de base sont sur et les liens de wikipedia dedans :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Conduction_thermique
Un réservoir bien gros, quasi sphère ou cylindre cubique de 5m de diamètre, gardera ainsi l'essentiel de sa température.


C'est souvent méconnu, mais permet même de conserver la chaleur sous terre entre l'été et l'hiver comme réalisé à www.dlsc.ca pour chauffer l'hiver .

Voir sur ggogle toutes les théories et réalisations de centrales solaires à miroirs plans avec tracking ou paraboliques.
Ce qui limite la T max c'est le rayonnement infrarouge de la surface chauffée comme T^4, qui donc est très forte à 900°C , et donc très difficile à obtenir (surface bien rouge à blanc ), nécessitant un grand nombre de miroirs .
Base pour ce rayonnement pas noir du tout à 900°C :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Corps_noir
et tous les liens dans
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_solaire_thermique

Aussi peut être, il vaut mieux le voir comme moyen de diminuer fortement la consommation de bois ou fioul.

[chatelot16]

le four solaire peut etre une cavité en brique avec un petit trou d'entré au foyer d'une parabole : c'est le trou qui doit etre au foyer pas la matiere a chauffer

la lumiere passé par le trou diverge un peu avant d'eclairer les brique dans le four , mais la chaleur ne sera pas repartie : les brique directement eclairé vont surchauffer et se faire detruire , et les autres von attendre leur tour

dans les four a brique traditionnel les flame se font directement dans le four entre les brique : c'est naturellement reparti ... et encore il faut un certain savoir faire pour bien mettre au point et faire des brique de bonne qualité

une bonne isolation ne suffit pas pour reduire la consomation d'un four simple en brique : a chaque fourneé il faut laisser refroidir toute l'epaisseur de brique et isolant avant de pouvoir entrer dedans et sortir les brique cuite ... et toute la masse de brique du four et a chauffer pour la fourné suivante

il y a eu il y a longtemps les four hofman : un grand tunnel en ovale avec des porte delimitant une dizaine de chambre

une des chambre est froide et on peut sortir les brique cuite et y mettre les nouvelle

ensuite on ouvre la porte qui comunique avec la chambre a coté ou arrive les gaz de combustion qui on deja chauffé d'autre chambre , et une ouverture vers la cheminé : la fumé est donc completement refroidie en passant sur les brique froide

l'autre chambre voisine contient des brique finie de cuire : on y envoie de l'air froid qui se rechauffe en recuperant la chaleur des brique cuite et des paroi du tunnel

l'air se rechauffe en passant dans des chambre de plus en plus chaude avant d'ariver a la chambre en feux ou l'on balance du charbon par un trou au plafond

et dans les chambre suivante les gaz de combustion chauffent progresivement les brique

cet donc comme le four tunel avec les brique qui avance sauf qu'il n'y a pas de mecanique qui avance : c'est le feux qui avance de chambre en chambre : ca recupere aussi bien la chaleur contenue dans ;le brique que la chaleur contenue dans les paroi du four

contrairement au four tunnel ou les brique avancent pour s'aprocher progressivement du feux , ici c'est la position de la chambre en feu qui avance d'une case deux fois par jour ... ca fait un tour en une semaine environ

le four hofman a disparu parce que l'on sait faire des four en materiaux plus leger que les brique refractaire ancienne et qu'il suffit de recuperer la chaleur des brique a cuire