Four solaire : problème compliqué

[Zick1305]

Salut tout le monde ! Ça fait un moment que je réfléchis à un four solaire (presque) entièrement à base de matériaux recyclés mais j'ai quelques difficultés:

Pour commencer pas de problèmes avec la surface réfléchissante (à base de bris de miroirs coupés (à la main ) en minuscules carreaux de 5x5 mm récupérés chez un verrier. Le véritable problème vient de la surface parabolique que je ne possède pas (ou pas vraiment) et qu j'aimerais créer moi même (avec des matériaux recyclés comme dit précédemment)

Alors déjà n'imaginez pas que je compte créer une surface plane et parfaitement parabolique de 3m² avec deux clous et deux heures de boulot... J'y ai réfléchi et à mes yeux la meilleure méthode (hors acquisition d'une parabole métallique) c'est de me procurer temporairement (je sais peut-être ou je pourrais ) la parabole en question afin de créer un moule en plâtre dans un premier temps.

Je pensais à la remplir de plâtre (la partie creuse) afin de d'obtenir un bloc de forme parabolique, puis de couler du plastique (PET obtenu à partir de bouteilles plastiques fondues qui a d'excellentes caractéristiques mécaniques. Il est très dur en bloc, très légèrement souple et peu dense) sur le bloc afin d'obtenir le creux parabolique (que je pourrais poncer pour le perfectionner) et ainsi ma surface parabolique.

Mes interrogations avant de procéder à l'essai sont de savoir si dans un premier temps le plâtre est (un minimum) adapté pour mouler un objet de grande taille sans cassures (en faisant attention) et dans un deuxième temps de savoir si la coulée de matière à +/- 180 degrés sur le plâtre ne risque pas de modifier gravement ses propriétés et donc de conduire à un résultat médiocre (trop déformé pour servir à focaliser)

Mon objectif est d'atteindre une température optimale au point focal (car elle servira dans un premier temps pour des expériences de métallurgie et ensuite pour des essais de Stirling) alors inutile de me dire que mes précautions sont inutiles.

Je ne sais pas si tout ça est très clair mais j'ai fait mon possible... Je serai infiniment reconnaissant à celui qui pourra m'apporter son aide...
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[obi76]

Bonjour,

la première question que je me pose, c'est : vous voulez un état de surface impeccable, non déformé etc... pour coller des morceaux de miroir en mosaïque dessus. N'êtes vous pas en train d'essayer d'anticiper des problèmes qui sont peanuts face à la ceux que la méthode elle-même pose ?

PS : peu importe le four solaire : il existe une température maximale indépassable au niveau du foyer (assez élevée, je vous l'accorde).

[Zick1305]

Ah, et bien je n'ai pas vu le problème comme ça... j'ai une parabole (métallique) de 0.25m² avec 2200 carreaux de miroirs de 1x0.5 cm en mosaïque et elle atteingnait 1200 degrés (j'arrivais à faire fondre des fonds de boîtes de conserves en acier) en plein soleil sans trop de problèmes avant que le temps (et les chutes) ne l'a dégradent un peu... Je ne vois pas trop en quoi la méthode cloche... (Outre la durée de la fabrication)

[Sethy]

Quelle sera la taille du dispositif au point focal ?

Cette taille n'influence-t-elle pas la dimension des éléments de surface ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zick1305]

Et pour la température maximale, elle tourne autour de 3500 degrés donc largement plus que ce que je recherche

[obi76]

Ah, et bien je n'ai pas vu le problème comme ça... j'ai une parabole (métallique) de 0.25m² avec 2200 carreaux de miroirs de 1x0.5 cm en mosaïque et elle atteingnait 1200 degrés (j'arrivais à faire fondre des fonds de boîtes de conserves en acier) en plein soleil sans trop de problèmes avant que le temps (et les chutes) ne l'a dégradent un peu... Je ne vois pas trop en quoi la méthode cloche... (Outre la durée de la fabrication)

Quand je parlais de méthode, je parlais du niveau de précision de la parabole par rapport à la perte de précision en mettant des carreaux (plans) dessus. Vous cherchez à améliorer quelque chose qui visiblement est déjà bien maitrisé et n'est pas la cause de la "limite" que vous obtenez ou voulez atteindre. En tous cas le platre tient bien la température, ça pas de soucis (surtout que sa température restera faible : c'est pour faire le miroir, pas le foyer).

Pour la température max, j'en parlais même si c'est un peu hors sujet, c'est juste que thermodynamiquement ça m'a toujours épaté de voir qu'il y avait une température limite (de largement plus de 1200°C), mais bon c'est HS ici (désolé).

[Zick1305]

Le dispositif devra faire un maximum de 2x2cm~3x3cm, la taille minuscule des carreaux c'est en anticipation des portentielles imperfections de surface qui risquent de limiter l'efficacité si carreaux plus grands

[obi76]

Le dispositif devra faire un maximum de 2x2cm~3x3cm, la taille minuscule des carreaux c'est en anticipation des portentielles imperfections de surface qui risquent de limiter l'efficacité si carreaux plus grands

Avec la méthode que vous décrivez je doute franchement que les imperfections aient ces ordres de grandeurs, à mon avis (qui n'engage que moi) elles seront nettement plus petites. Et au vu de la taille de la parabole par rapport à la taille des carreaux, ça va défocaliser un peu mais (au doigt mouillé) pas trop, en tout cas trop peu pour que ça ait une importance significative.

Enfin attendons l'avis d'autres personnes...

[Zick1305]

Pour la perte de précision de carreaux plans par rapport à une "vraie" surface parabolique, pas d'inquiétude, j'ai cru remarquer par l'expérience qu'elle était minime quand la taille du carreau de plat est inférieur à celle du point focal

Pour la température maximale, moi aussi ça m'a toujours étonné ! Mais comme elle est assez élevée on va pas trop se plaindre

[obi76]

Pour la perte de précision de carreaux plans par rapport à une "vraie" surface parabolique, pas d'inquiétude, j'ai cru remarquer par l'expérience qu'elle était minime quand la taille du carreau de plat est inférieur à celle du point focal

Pour la température maximale, moi aussi ça m'a toujours étonné ! Mais comme elle est assez élevée on va pas trop se plaindre

Nous avons donc la même conclusion

[Zick1305]

Je suis déjà beaucoup rassuré dans ma démarche par votre avis ! Je vais quand même attendre d'autres avis pour être totalement certain !

[f6bes]

Bjr à toi,
Reste à savoir ce que tu veux chauffer au foyer ? (surface à chauffer) ?
Plus ta parabole sera parfaite, plus le pont focal ( point de chauffe) sera petit.
S itu concentres sur qq mm2 et que tu veuilles chauffer sur une surface
de 10cmx10 cm...tu vas avoir qq problémes pour UNIFORMISER la chaleur.
Comment as tu vérifié ta température de...1200 ° ?

Avec une parabole de 1.2m de diamétre et recouverte de papier alu de ménage,
Le point focal (tache) fait environ 5cmx5cm compte tenu des IMPERFECTIONS
de surface ( papier alu )
j'arrive à enflammer un rondin de bois de 5 cm/7cm de diamétre.
Bonne journée

[Zick1305]

Bonjour f6bes*

Mon intention est avant tout de maximiser la chaleur dans le but de réaliser des réactions de métallurgie (réduction d'oxydes difficiles, aluminothermie, etc) et des tests de matériaux donc pas besoin de températures uniformes, la surface du point focal suffira pour cela.

Pour les 1200 degrés c'est le fait que j'arrive à pratiquer des trous dans de l'acier (de boîtes de conserves) qui m'a prouvé que j'avais au moins 1200 degré puisque c'est sa température de fusion (j'arrive aussi à couper des fils de cuivre fins en les passant au point focal mais là l'oxydation qui les dégrade joue un rôle) de plus j'obtiens des gouttelettes de fer fondu quand je mets de la paille de fer fine au focal

L'astuce du papier alu fonctionne mais est hélas un peu insuffisante pour les hautes températures

[Zick1305]

Doublon

[obi76]

Ne confondez pas la température du matériau réfléchissant (quelques dizaine de °C) de celle du point focal (> 1000 °C). La température de la surface réfléchissante ne dépassera pas celle qu'elle aurait si elle était posée à plat par terre en plein soleil.

[Zick1305]

Je parlais bien de la température du point focal

[obi76]

Je parlais bien de la température du point focal

Dans ce cas peu importe la résistance à la chaleur du matériau réfléchissant

[choom]

Bonjour Zick.
Une question par curiosité : comment comptez-vous orienter correctement chaque miroir de 5 x 5 mm sur votre surface parabolique ? C’est pas que j’aie une méthode correcte, c’est plutôt que je crains qu’il n’en existe pas de facile mais uniquement de fastidieuses, comme ajuster le recouvrement carré par carré dans une semi pénombre en ayant recouvert tous les carrés déjà positionnés et vérifier que le rayon réfléchit arrive bien au point focal et pas 1cm à côté. Et même la correction à apporter si c’était le cas doit être extrêmement difficile et s’exprimer en centième voire millième de millimètre à enfoncer l’un des côtés de votre carreau.

Ou bien comptez-vous sur le fait que la surface aie une parabole suffisamment parfaite que pour qu’y poser les carrés à plat focalise suffisamment correctement, mais ceci implique que la couche de matériau collante en contact avec les carreaux n’ait quasi aucune élasticité ?

Je suis curieux de votre expérience. Son côté efficace avec du cheap la rend intéressante. Je vous souhaite vraiment de réussir. Nous tiendrez-vous au courant ?

Cordialement,
Choom

[f6bes]

Bjr Choom, Bof , il ne cherche pas à orienter chaque PETIT morceau de miroir
pile poil sur le point focal. Il les pose en épousant le support (forme) de la parabole.

[choom]

Ok f6bes.
Cela revient à la deuxième possibilité que j’évoque et ma crainte sans doute infondée de la difficulté à avoir une ‘colle’ avec une épaisseur micrométriquement égale et ( impliquant une élasticité très faible au moment de la pose ) pour respecter la parabole sous-jacente.
Je reste curieux de la méthode employée et de son succès que j’espère.
Choom.

[Sethy]

Attention également aux pertes de chaleur par rayonnement.

Comme l'énonce la loi de Stefan, celles-ci sont proportionnelles à la quatrième puissance de la t°. Donc passer de 1000°C à 1500°C multiplie les pertes par rayonnement par un facteur 3,76 !

Lien : https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Stefan-Boltzmann