Traduction?

Essai pour toilettes solaires, mais on n’a pas fait la partie « toilettes »…juste la partie four. Manque de temps et puis bon, ce sont nos petits deniers persos qui ont financé ça alors on ne voulait pas monter la structure complète…mais si le four fonctionne, les toilettes aussi!

Pourquoi des toilettes solaires? Notre charmante expérience de woofing de mai dernier, où il y avait des toilettes sèches, nous a un peu perturbés. En effet, quand tu as fini tes affaires, tu arroses bien le tout de copeaux, donc pas d’odeurs, tout va bien. Mais quand tu vas balancer le seau dans le tas à compost (pas de panique, on attend 6 mois à 1 an avant de considérer que tous les agents pathogènes ont été soigneusement mangés lors de la fermentation), c’est une autre histoire! (smiley qui vomit…)

Nous avons donc cherché un moyen d’inerter les odeurs et les agents pathogènes pour améliorer l’hygiène et faciliter la manipulation (et donc l’acceptabilité des toilettes sèches). Et quoi de mieux que des températures élevées? L’idée est de viser plus de 100°C; le joli soleil béninois pourrait y arriver, non?

Nous avons donc voulu concevoir un four avec les moyens locaux. Nous avons sous-traité la partie structure vitre/miroir ainsi que la fabrication des briques, et la pose du ciment. Les vitriers d’ici, ce n’est pas comme à Leroy Merlin: tu demandes un truc un peu particulier et original, ils te disent banco!

Nous avons voulu réaliser une structure avec une vitre à 45°, un miroir vertical réfléchissant les rayons du soleil, et un environnement réfractaire et bien isolé.

Voici donc les étapes de fabrication:

  • Simuler la structure finale, avec des briques terre/ 20% de ciment. La terre est ici nécessaire pour apporter l’inertie thermique. Le ciment sert de liant pour la tenue des briques.

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On voit bien « l’escalier » où sera posée la vitre, bien à 45°C. Nos briques ont des dimensions de 40 (longueur) * 20 (largeur) * 10 (hauteur) cm. Ces dimensions ont été choisies et discutées avec le maçon.

  • Concevoir la structure vitre/miroir

Avec notre vitrier, nous sommes partis sur une structure à 3 cadres en aluminium: le premier cadre creux, à couler dans le ciment. Le second cadre supporte la vitre, et le troisième le miroir.

La vitre et le miroir font tous deux 60 cm de large (correspond à la largeur de 3 briques( et 56 cm de haut (correspond à la hauteur de l’escalier). Les cadres, de 5 cm de large, dépasseront donc du « vide » du four et seront posés sur l’escalier.

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Structure fermée

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Miroir déployé: il sera vertical, donc maintenu à 135° avec la vitre en positionnement normal.

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Vitre ouverte, pour pouvoir ouvrir le four.

Entre le premier cadre creux et le cadre vitre, des joints maintenus avec des rivets garantissent l’étanchéité. Entre le cadre vitre et le cadre miroir, des brosses permettent aux cadres de ne pas s’abimer quand on les manipule.

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Des vis posée sur les 2 cotés du premier cadre s’enfonceront dans le ciment entre deux marches de l’escalier, et permettront de consolider la pose des cadres dans le ciment.

  • Monter la structure finale sur un plancher :

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Couler une fine couche de ciment et poser 2 rangées de 5 briques (dimensions sur le plancher de 1m * 80 cm). Bien travailler les interstices entre les briques pour garantir l’étanchéité.

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Commencer à monter l’arrière du four (la où se placerait le mur porteur d’un bâtiment, avec siège de toilettes à l’intérieur et partie concentrateur solaire à l’extérieur).

Commencer à monter l’escalier: chaque brique posée au dessus d’une autre doit être décalée de 10 cm.

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Comme l’escalier a 4 étage et que les briques font 40 cm de long, la dernière brique de l’escalier se retrouve au même niveau que l’arrière du four.

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Remplir les marches de l’escalier avec du ciment, pour générer la pente à 45° sur laquelle sera posée la structure vitre. Ne pas hésiter à mettre une légère surépaisseur de ciment par rapport aux briques affleurantes pour bien enfoncer la vitre.

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Poser la structure vitre sur la pente. Soutenir avec des bouts de briques en dessous le temps que le ciment prenne un peu.

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Terminer de remplir les interstices au niveau du premier cadre de la structure. Ne surtout pas mettre de ciment sur les deuxièmes et troisièmes cadres, sous peine de ne plus pouvoir ouvrir.

C’est beau non?

Nous avons choisi un emplacement où le four est orienté au sud et voit le soleil complètement de 11h20 à 16h30, donc les heures les plus chaudes de la journée (et en ce moment il fait 35°C à l’ombre…)

On laisse sécher 24h, et on peut ouvrir et lever le miroir:

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Ici en test avec de l’eau dans un plat en silicone.

Pour maintenir  le miroir vertical, une patte coupée sur mesure et serrée avec 4 vis:

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Un petit loquet permet de bien serrer le premier et le second cadre pour garantir l’étanchéité quand le four fonctionne avec le miroir levé:

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Sauf que…l’étanchéité est le problème majeur: on a plutôt fait un cuiseur vapeur qu’un four solaire (trop étanche!).

L’autre souci est la forte inertie des briques couplée à une absence d’isolation (on n’a pas eu le temps de trouver de l’isolant sur place) : les briques absorbent la chaleur durant la journée, ce qui ralentit la montée en température, mais ce serait une bonne chose si la chaleur n’était pas reperdue la nuit (une fois l’enceinte montée en température après plusieurs jours de chauffe, on conserverait ainsi le fonctionnement des toilettes, même la nuit ou avec un jour de pluie), sauf que justement on perd toute l’énergie la nuit avec les briques qui rayonnent. Du coup  on monte moins haut en température que prévu.

Il faudrait donc ajouter une couche d’isolant autour de l’enceinte. Un seul réflecteur n’est également pas suffisant et il faudrait en mettre 2 voire 4.

On a peint en noir le ciment à l’intérieur, mais ce n’est pas suffisant pour compenser. A noter qu’avec un revêtement métallique (par exemple les offset d’imprimerie généralement récupéré pour les fours solaires) la montée en température serait plus rapide au contact de la matière tout en transmettant bien la chaleur pour l’inertie. Évidemment pas d’offset disponibles au Bénin.

Nous avons tout de même séché à cœur une belle bouse de vache en un peu plus d’1 heure le dernier jour. Il aurait fallu tester avec un mélange un peu liquide pour valider le principe.

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Pour l’améliorer, il faudrait donc:

  • permettre une évacuation plus importante de l’humidité: en calant l’ouverture avec un caillou, on a déjà amélioré les choses. Un tube de petit diamètre inséré dans la paroi devrait faire l’affaire (pour faire un léger tirage de la vapeur vers l’extérieur)
  • ajouter une couche d’isolant autour de l’enceinte (polystyrène, laine de roche…) et idéalement recouvrir d’une couche (peinture, enduit) émettant le minimum d’infrarouges.
  • rajouter des réflecteurs supplémentaires, sur 1 voire les 3 autres coté de la vitre. Avec du carton et du papier alu, ça fera moins « propre » qu’un joli miroir, mais ça pourrait faire le boulot à moindre coût.

Nous n’avons malheureusement pas eu le temps de réaliser ces améliorations avant de partir et quitter Parakou…on a surtout galéré comme des malades pour sortir le truc de 350 kg à 12 personnes de notre arrière cour… et le transporter dans la cour des bureaux de SENS Bénin, vu que quelqu’un s’est engagé à prendre notre relève pour finir de l’améliorer! 😉

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