How to make a solar oven for kids (Locally Delicious)/fr
| Taper | Cuiseur solaire |
|---|---|
| Auteurs | Shelly Dean Matt McCammon Josué Candelario Jill Hauck |
| Emplacement | Arcata , Californie |
| Statut | Prototypé |
| Années | |
| Coût | 29,94 USD |
Nous étions en cours d'Introduction au Design en ingénierie (205) et travaillions pour Locally Delicious sur la conception d'un four solaire que des enfants de 8 à 12 ans pourraient construire et utiliser de manière autonome. Ce projet a été réalisé à Cal Poly Humboldt, aux États-Unis. Nous avons été encouragés à sortir des sentiers battus et à créer quelque chose de plus original qu'une simple boîte à chaussures recouverte de papier aluminium. Nous souhaitions inciter les enfants à réfléchir à leur alimentation et à la manière dont ils peuvent la contrôler. Après des recherches sur les fours solaires, les matériaux solaires, les capacités des enfants de 8 à 12 ans et le transfert de chaleur, nous avons proposé plusieurs modèles. Le four solaire bowling a été retenu comme modèle final, car il répondait le mieux à nos critères. Il se compose de deux bols placés l'un dans l'autre, le bol intérieur étant peint en noir à l'extérieur. Chaque bol est fermé par un couvercle ou du film plastique. Le modèle comprend également un panneau réflecteur, fabriqué à partir d'une boîte en carton et de papier aluminium, puis plié en forme de parabole. Nous avons testé le four solaire à bowling avec les enfants de l'école primaire d'Arcata et il s'est avéré extrêmement efficace. Lorsque nous avons cuisiné avec les enfants à 16 h, par temps couvert et peu ensoleillé, et par une température avoisinant les 10 °C, les fours ont atteint 65 °C au bout d'une demi-heure. Les aliments destinés à ce four n'ayant pas besoin d'être cuits pour être sûrs, nous pensons que cette température minimale est appropriée. Nous sommes convaincus que, par beau temps, les fours atteindront des températures plus élevées. Le four solaire à bowling répond à tous les critères demandés par notre client, Locally Delicious, et nous espérons qu'il sera inclus dans son nouveau livre intitulé Lunchbox Envy .
Contexte
Locally Delicious est une organisation fondée à Humboldt, en Californie, aux États-Unis, par cinq femmes qui se surnomment « les tomates anciennes ». Leur objectif est d'inciter les gens à consommer des aliments locaux et à faire des choix sains. Elles défendent depuis longtemps un mode de vie durable et ont publié un livre salué par la critique, Locally Delicious . Elles travaillent actuellement sur un deuxième livre, intitulé Lunchbox Envy , dont l'objectif est de donner aux enfants les moyens de faire leurs propres choix alimentaires sains et de leur inculquer l'autonomie. Ce livre propose des recettes et des projets simples, savoureux, sains et faciles à préparer. Nous espérons que notre design sera intégré à ce livre.
Énoncé du problème et critères
Concevoir un four solaire que les enfants de 8 à 12 ans pourront construire et utiliser seuls. Les aliments destinés à être cuits dans ce four sont des en-cas comme des bagels à la pizza.
Ces critères sont les normes que nous utilisons pour juger les solutions.
Tableau 1 : Critères, contraintes et pondérations du projet
| Critères | Contrainte | Poids |
|---|---|---|
| Coût | Le coût de réplication à domicile des matériaux ne doit pas dépasser 20 $. | 8 |
| Efficacité/Efficacité | Le four doit pouvoir cuire les aliments dans un délai de 2 à 3 heures. | 9 |
| Facilité de construction/d'utilisation | Les matériaux doivent être faciles à obtenir et à utiliser. | 8 |
| Esthétique | L’apparence du modèle doit être relativement agréable à l’œil. | 3 |
| Sécurité | La construction et la manipulation du four ne doivent présenter aucun danger pour la santé ni aucune blessure grave pour les enfants. | 10 |
| Durabilité | Le four doit contenir des matériaux durables qui produisent peu de déchets. | 7 |
| Créativité du design | Le four doit être de conception originale. | 7 |
| Versatilité | Le modèle doit pouvoir fonctionner sous différents climats. | 8 |
Description du projet final
Le four solaire à bowling est composé de deux cuves scellées, l'une à l'intérieur de l'autre, et d'un réflecteur parabolique. La cuve extérieure est en verre et la cuve intérieure est en métal, peinte en noir. Chaque cuve est scellée individuellement avec un couvercle ou du film plastique. Le réflecteur parabolique est en carton et en aluminium. Le four solaire à bowling est illustré à la figure 1.
Description des composants
Bol extérieur La couche la plus extérieure du four solaire à bowling est composée d'un bol en verre ou en Pyrex assez grand, d'environ 15 pouces de diamètre, comme le montre la figure 2. Un bol avec des poignées est plus facile à utiliser, mais pas nécessaire. Vous pouvez l'acheter dans la plupart des épiceries. Le verre laisse passer la lumière, mais comme il n'est pas un bon conducteur de chaleur, la chaleur est emprisonnée à l'intérieur du bol. La chaleur emprisonnée à l'intérieur du bol cuit les aliments.
L'élément suivant du four solaire est le bol intérieur, en métal, comme illustré à la figure 3. C'est le récipient de cuisson qui chauffera. Ce bol doit s'insérer dans le bol en verre et laisser un espace de 6 à 19 mm entre les deux bols. Le bol extérieur en verre laisse passer le rayonnement solaire et réchauffe l'espace entre les deux bols.
Revêtement noir sur la cuve intérieure. La cuve intérieure est recouverte d'un revêtement noir, comme illustré à la figure 4. Si la cuve intérieure est équipée d'un couvercle transparent, ce dernier doit également être recouvert du revêtement noir. Le revêtement noir absorbe la chaleur à l'intérieur de la cuve. La peinture noire pour barbecue ou poêle est idéale pour ce revêtement noir, car elle est non toxique lorsqu'elle est exposée à une chaleur élevée. Le revêtement noir capte le rayonnement entrant à travers le verre et contribue à augmenter la température ambiante dans l'espace entre les cuves.
Ce système fonctionne en conservant le rayonnement solaire capté à l'intérieur des bols. Pour ce faire, on recouvre les bols intérieur et extérieur, comme illustré aux figures 5a et 5b. Ces revêtements intensifient la chaleur et permettent la cuisson des aliments. Les bols intérieur et extérieur doivent être recouverts, de sorte que le bol intérieur et son couvercle soient entièrement contenus dans le grand bol en verre. L'idéal serait un couvercle pour chaque bol ; à défaut, on peut aussi recouvrir chaque bol individuellement de film plastique.
Panneau réflecteur : un panneau réflecteur est utilisé pour concentrer la lumière du soleil et accélérer et améliorer la cuisson. Il s'agit d'une boîte en carton, pliée en forme de parabole et recouverte de papier aluminium, comme illustré à la figure 6. La boîte mesure 45 cm x 45 cm x 45 cm, mais des boîtes d'une taille inférieure à 15 cm dans chaque dimension conviennent également. Le panneau réflecteur réfléchit davantage le rayonnement solaire vers le four solaire car sa forme incurvée dirige le rayonnement dans différentes directions.
Coût
Heures de conception
Le coût de conception indique le nombre d'heures que notre groupe a consacré à ce projet. Au total, 165 heures ont été consacrées à ce projet, la majorité ayant été consacrée aux tests et à la mise en œuvre de la solution. La figure 7 présente un diagramme circulaire du nombre d'heures consacrées à chaque section de conception.
Coûts de mise en œuvre
Le tableau 2 présente les matériaux et leur coût pour la fabrication du four solaire à bowling. Le prix de vente au détail de tout le nécessaire pour sa fabrication est de 29,94 $, soit 20,97 $. Cependant, comme la plupart des matériaux nécessaires à cette conception sont disponibles chez nous, le coût estimé est de seulement 5,99 $, soit le prix de la peinture noire pour barbecue.
Tableau 2 : Tableau des coûts
| Matériel | Quantité | Prix de détail ($) | Notre coût ($) | Coût prévu ($) |
|---|---|---|---|---|
| Bol en verre | 1 | 7,99 | 7,99 | trouvé à la maison |
| Petit pot | 1 | 6,99 | 6,99 | trouvé à la maison |
| Peinture noire pour barbecue/poêle | 1 bombe aérosol | 5,99 | 5,99 | 5,99 |
| Film étirable | 1 rouleau | 1,99 | trouvé à la maison | trouvé à la maison |
| papier d'aluminium | 1 rouleau | 2,99 | 2,99 | trouvé à la maison |
| Ruban adhésif | 1 rouleau | 3,99 | trouvé à la maison | trouvé à la maison |
| boîte en carton | 1 | trouvé à la maison | trouvé à la maison | trouvé à la maison |
| Coût total : | 29,94 $ | 20,97 $ | 5,99 $ | |
Coûts d'entretien
Le four solaire à bowling est très durable et produit peu de déchets. Les matériaux sont réutilisables, ce qui réduit les coûts d'entretien. Ce modèle doit pouvoir supporter au moins trois utilisations, et tous les matériaux dureront plus longtemps. Seuls le film plastique et le papier aluminium doivent être remplacés, mais un rouleau de chaque type peut durer plus de 20 utilisations.
Résultats des tests
Après avoir testé le four avec des enfants de l'école primaire d'Arcata, nous concluons que le four solaire est une solution efficace pour cuisiner avec des enfants de 8 à 12 ans. Les enfants se sont amusés à cuisiner à l'énergie solaire et ont pu fabriquer le panneau réflecteur et le four solaire avec une aide minimale. Après avoir testé les performances du four solaire à Arcata, en Californie, par une température extérieure de 14 °C, le four a atteint 65 °C au bout d'une demi-heure. D'autres résultats de tests sont présentés dans le tableau 3. Les aliments destinés à ce four n'ayant pas besoin d'être cuits pour être sûrs, cette température est appropriée. Dans d'autres régions où la température extérieure et l'ensoleillement sont plus élevés, il est raisonnable de conclure que le four atteindra des températures plus élevées. Les résultats des tests effectués avec l'école primaire d'Arcata permettent de conclure que le four solaire peut être facilement fabriqué et utilisé de manière autonome par des enfants de 8 à 12 ans.
Tableau 3 : Tableau des résultats
| Température extérieure | Conditions météorologiques | Temps | Température du four |
|---|---|---|---|
| 50 degrés F | Pas de soleil visible | 20 minutes | 90 degrés F |
| 57 degrés F | Couvert, léger soleil | 18 minutes | 140 degrés F |
| 57 degrés F | Couvert, léger soleil | 30 minutes | 150 degrés F |
Comment construire
Pour voir les instructions de mise en œuvre, accédez à : Instructions du four à bowling solaire
Vidéo pédagogique
Discussion et prochaines étapes
Les matériaux nécessaires à ce modèle sont disponibles dans de nombreux foyers et sa simplicité permet aux enfants de le reproduire. Ce modèle présente l'avantage de générer peu de déchets, de pouvoir réutiliser les matériaux à de nombreuses reprises et d'être très abordable. De plus, les résultats des tests réalisés avec l'école élémentaire Arcata indiquent que le four solaire à boules peut être facilement fabriqué et utilisé de manière autonome par des enfants de 8 à 12 ans. Nous pensons que le modèle à réflecteur parabolique pourrait également être utilisé par des enfants de 11 à 15 ans en cours de mathématiques. Comme les paraboles suivent l'équation y=mx^2, un réflecteur parabolique parfait pourrait être calculé et mis en œuvre. Ces calculs sont généralement trop complexes pour la plupart des enfants de 8 à 12 ans, mais ils sont à la portée des enfants de 11 à 15 ans.
Projets connexes
Références
http://www.locally-delicious.org/
Sous-chefs solaires
| Auteurs | Shelly Dean , Anonyme1 |
|---|---|
| Licence | CC-BY-SA-3.0 |
| Emplacement | {{{coordonnées}}} |
| Organisations | Localement délicieux , Cal Poly Humboldt |
| Citer comme | Shelly Dean , Anonyme1 (2011–2025). « Comment fabriquer un four solaire pour enfants (Locally Delicious) » . Appropedia . Consulté le 22 août 2025 . |