Principe du Rocket Stove

Le Rocket Stove ou « Confort maximal pour toutou dans intérieur non petit bourgeois » !

crédit: http://ilovecob.com/archive/tag/rocket-stove

Préambule

Les informations fournies dans cette page sont issues de mes recherche sur Internet ainsi que des expérimentations faites depuis 2011 sur mon Rocket Stove de jardin.

Je dois informer les lecteurs de cet article que l’usage du feu et donc d’un Rocket Stove reste dangereux et que toute personne à qui viendrait l’idée de m’imiter devra prendre pleine responsabilité de la conséquence de ses actes !

Qu’est-ce qu’un Rocket Stove ?

Un Rocket Stove est un four à bois dont l’architecture permet une combustion optimisée augmentant le rendement (et donc diminuant la consommation de bois à iso énergie récupérée) et diminuant les rejets polluants dans l’atmosphère.

Le nom de Rocket Stove est tiré du bruit d’aspiration de l’air de combustion qui ferait penser à celui des gaz éjectés d’une fusée… Je dois avouer que, même si mon Rocket Stove démontre une combustion « vigoureuse », le bruit généré reste assez faible pour que je ne me retrouve pas dans cette comparaison.

Un peu d’histoire…

La conception du Rocket Stove provient des Etats-Unis et date des années 70. Le rapport d’une étude appelée « Design, construction and performance of stick-wood fired furnace for residential and small commercial application » daté d’Octobre 79 est consultable sur Internet et décrit le principe de ce qui allait être appelé plus tard Rocket Stove. Si cette étude a visiblement débouché sur un concept breveté et probablement commercialisé par plusieurs entreprises aux USA et au Canada, la conception de Rocket Stove utilisant des composants très bon marché et reposant sur les même principes se développe dans des communautés comme celles des hippies (« se chauffer avec d’autres moyens que ceux fabriqués par la société de consommation ») ou des associations de soutien au tiers monde (« permettre à des populations à faible revenu de disposer d’une source de chaleur permettant de cuisiner et de se chauffer en utilisant le moins de combustible possible »). Les qualités intrinsèques du Rocket Stove (diminution de la quantité de bois consommée à iso quantité de chaleur produite, diminution des rejets polluants) ont également permis de mettre en avant une démarche non seulement sociale mais également écologique (réduction de la déforestation et des rejets carbonés dans l’atmosphère).

Quelques exemples

Selon les utilisations visées, on trouve plusieurs design de Rocket Stove dont voici quelques exemples:

Modèle à faible coût utilisé dans des pays du tiers monde. Ce modèle est destiné à la cuisine. Un tel modèle revendique une consommation 5 fois moindre en bois par rapport à un feu traditionnel appelé « 3 stones fire ».

Crédit: http://www.dartmoorsociety.com/debates/2010

Modèle typique des communautés d’inspiration hippie nord-américaine (admirez le look !). Ce modèle est destiné à chauffer une habitation. A noter le banc chauffant, faisant partie intégrante du Rocket Stove, dans lequel circulent les gaz de combustion avant d’être rejetés vers l’extérieur.

crédit: http://www.firespeaking.com/portfolio/cidep-rocket-stove/

Architecture générale d’un Rocket Stove d’intérieur (avant installation)

Source : http://ilovecob.com/gallery/rocketstove/

Mon propre design de Rocket Stove, destiné à être installé en jardin et à réchauffer l’eau d’un circuit à partir de la combustion de branches issues de l’élagage de mes arbres:

Copyright Fifi

Principe d’un Rocket Stove

Quel que soit le design choisi, le principe de fonctionnement reste le même. Les explications qui suivent se basent sur l’architecture de mon Rocket Stove de jardin:

1) Combustion primaire

C’est au fond de la bouche d’alimentation (2) que se produit la combustion primaire du combustible. Cette combustion est équivalente à celle qui se produirait dans un four à bois traditionnel. Le positionnement vertical de la bouche d’alimentation permet d’y introduire des branches d’une longueur pouvant atteindre 2m. Au fur et à mesure que le bois se consume, l’apesanteur fait son office et continue à alimenter le Rocket Stove. Il est à noter qu’en cours de fonctionnement nominal, il n’y aura pas de fumée se dégageant par la bouche en raison de l’appel d’air généré par la cheminée de post combustion (4).

2) Pyrolyse

En raison de l’appel d’air généré par la cheminée de post combustion (4), les flammes issues de la combustion primaire se dirigent vers la base de cette cheminée au travers du tunnel de combustion (3). C’est dans ce tunnel de combustion et en raison des températures modérées qui y règnent que se produit un phénomène de pyrolyse, c’est-à-dire de transformation de molécules organiques du bois en gaz.

3) Postcombustion ou combustion secondaire

Un deuxième combustion des gaz issus de la pyrolyse se produit alors spontanément en raison des fortes températures (autour de 1000°C) atteintes à la base de la cheminée de postcombustion (4). C’est notamment l’isolation de cette cheminée à base de vermiculite (5) qui favorise cette montée de température et autorise cette postcombustion qui va réduire à un minimum les gaz imbrulés, source de pollution et de mauvais rendement. Et c’est sur cette combustion du bois plus complète que dans un poêle traditionnel que repose l’intérêt du Rocket Stove tant sur le plan du rendement que sur celui des émissions moins polluantes. Il faut noter que dans le cadre d’un dispositif de récupération de chaleur comme le Rocket Stove de jardin, il faut s’interdire de récupérer de l’énergie dans cette enceinte pour ne pas compromettre la montée en température indispensable à une combustion parfaite des gaz.

4) Évacuation des gaz et récupération de l’énergie

Les gaz issus de la postcombustion, principalement vapeur d’eau et CO2, sont alors évacués par la cloche métallique (7) vers le conduit d’évacuation située à la base de la cloche (9). C’est dans cette cloche que se fait la récupération de l’énergie de combustion au travers du serpentin en cuivre (6) dans lequel circule l’eau à chauffer.

Sur la photo suivante, la cloche (à gauche) a été retirée de façon à voir le dispositif de récupération de chaleur (serpentin).

Spécificités du Rocket Stove de jardin

Un Rocket Stove d’intérieur a pour but de transmettre un maximum de calories à l’air ambiant à chauffer et ceci pour la durée la plus longue possible après la dernière flambée de bois du soir. Le principe consiste à la fois à présenter le maximum de surface chaude à l’air ambiant et à augmenter l’inertie thermique du Rocket Stove. Voici pourquoi on trouve souvent une banquette massive chauffée par le tuyau d’évacuation des gaz (voir photo dans les exemples cités plus haut).

Dans le cas du Rocket Stove de jardin, le problème consiste à transmettre le maximum de chaleur à un serpentin qui représente un très faible volume. Toute calorie rejetée dans l’atmosphère loin de ce centre d’échange est perdue pour le rendement… Il faut donc isoler le Rocket Stove lui-même pour augmenter la récupération d’énergie dans le serpentin. Voici pourquoi la partie la plus chaude de la base est noyée dans une enveloppe isolante, en l’occurrence un « bain » de pouzzolane, et la cuve est isolée à l’aide d’une couche de laine minérale (10).

Fifi le roi du Rocket Stove