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Nouveaux modèles de fourneaux de cuisine à bois

H. SINGER
Association forestière suisse, Soleure (Suisse)

L'auteur a effectué une mission en Indonésie sous le patronage de la FAO et du Gouvernement suisse, pour étudier les améliorations à apporter aux fourneaux de cuisine à bois utilisés dans le pays et assurer une utilisation plus économique du bois de feu.

La production de bois de feu et l'économie forestière

LE BOIS plus que toute autre matière se prête aux utilisations les plus variées: matériau de construction, matière ouvrable, matière première pour l'industrie chimique, combustible.

Lors même que le bois est produit naturellement et en grandes quantités par l'accroissement annuel des arbres, il importe de l'utiliser le plus rationnellement possible. Comme la production est limitée, la consommation ne saurait dépasser certaines normes. Toute surexploitation peut avoir des conséquences désastreuses qu'il faut prévenir.

Pour l'homme, le bois est la plus ancienne source de chaleur. Cela tient principalement à ce qu'il est plus accessible que les autres combustibles et qu'il s'enflamme facilement. Parce qu'il est facile à récolter, on l'utilise encore très souvent dans des foyers primitifs selon de vieux usages. Conséquence: une consommation exagérée, équivalant à un véritable gaspillage.

FIGURE 1. - Construction d'un fourneau FAO/Singer

Les conditions varient d'un pays à l'autre. Ici le bois n'est pas encore pleinement utilisé comme source d'énergie. Là, au contraire, il faut l'économiser afin de ménager la forêt. Ailleurs, il se trouve en butte à la concurrence des autres combustibles. Mais partout le problème à résoudre est le même: utiliser plus rationnellement le pouvoir calorifique du bois.

Les mesures tendant a économiser le bois de feu

Les combustibles solides naturels, bien qu'ayant une même origine, se distinguent nettement les uns des autres par leur aspect extérieur et par la proportion des matières de base et de constitution qu'ils contiennent. De là résulte leur comportement différent à la combustion. Si donc on veut tirer le meilleur parti de la chaleur produite, il est nécessaire de tenir compte des particularités de chaque combustible et de son comportement à la combustion.

FIGURE 2. - Moule à plaques

FIGURE 3. - Moule à briques. En bas, schéma d'une brique séchée au soleil (dimensions: 5,5 x 10,5 x 22,5 cm)

FIGURE 4. - Cheminée d'un fourneau FAO/Singer. Noter que la cheminée doit être indépendante de la toiture. Pour la construire, on se sert de tuyaux de drainage et de briques. la superficie des ouvertures destinées à la ventilation doit être plus grande que celle du trou de la cheminée et celle-ci doit mesurer au moins 2,5 m de haut

Dans plusieurs pays, on a fait à ce sujet des recherches fondamentales et des expériences pratiques. On en a tiré des indications générales pour la construction et l'exploitation des foyers à bois. Il en est résulté des appareils de cuisson et de chauffage qui sont rationnels du point de vue de la combustion, tout en étant propres et commodes.

Brûlant facilement, le bois peut être utilisé sans dispositif spécial. Un exemple plus ou moins typique en est donné par les fourneaux en usage jusqu'ici. Les essais ont montré que ces fourneaux sont des appareils très peu rationnels pour brûler du bois. Il est possible d'utiliser beaucoup mieux le pouvoir calorifique du combustible ligneux.

En raison de sa forte teneur en composants volatils, le bois brûle relativement vite et forme une longue flamme. Sa combustion réclame peu d'oxygène. Il faut tenir compte de ces propriétés dans la construction des foyers si l'on veut obtenir un bon rendement.

C'est ce qu'on a fait pour les nouveaux modèles de fourneaux, qui se distinguent par les caractéristiques suivantes:

1. un foyer fermé avec apport limité d'air comburant,
2. des carneaux conduisant la flamme et les gaz de fumée,
3. une cheminée.

Le foyer

Le foyer remplit les fonctions suivantes: recevoir la quantité de bois nécessaire, procurer à la flamme l'espace nécessaire à son développement, rassembler les braises en un amas compact et assurer une combustion concentrée. Il n'est pas possible de donner des dimensions précises qui soient valables pour tous les cas. Dans les modèles considérés, le foyer a une longueur de 27 à 28 cm, une largeur de 16 à 18 cm à la partie inférieure et 18 à 20 cm à la partie supérieure. La hauteur intérieure devrait être de 20 cm. Il importe surtout que le foyer soit complètement fermé. L'ouverture de charge s'obture au moyen d'une pierre, dont la partie inférieure est pourvue d'un orifice de 6 sur 4 cm pour l'introduction de l'air comburant.

Les carneaux conduisant la flamme et les gaz de fumée

Lorsqu'un fourneau présente plusieurs places de chauffe, il est nécessaire d'y conduire la chaleur, sinon de grosses pertes s'ensuivent. Cette fonction est assumée par un canal. Celui-ci doit être construit de telle sorte que les flammes et les gaz brûlants se concentrent sur les places de chauffe avant de quitter le fourneau. Les gaz étant conduits par le canal, ils lèchent intensivement les places de chauffe, ce qui assure une bonne utilisation de la chaleur.

FIGURE 5. - Fourneau modifié, Modèle 633/T. Echelle 1:10

La cheminée

La cheminée doit remplir plusieurs fonctions. Elle représente en quelque sorte le moteur de la combustion. Sa fonction la plus visible consiste à conduire les gaz de fumée à l'air libre. Mais elle doit aussi créer le tirage nécessaire à l'aspiration de l'air comburant. Un fonctionnement économique et efficace n'est possible qu'avec une bonne cheminée. Le tirage naît de la différence de température entre l'air extérieur et les gaz de fumée, d'où résulte une différence de poids. Cette force est faible; c'est pourquoi il faut tenir compte de certains facteurs dans la construction des cheminées. La section dépend des dimensions du foyer et de la hauteur de la cheminée. Pour les fourneaux de cuisine et les cheminées ayant jusqu'à 4 m de hauteur, on utilisera de préférence un tuyau d'argile cuite de 12 cm de lumière. Pour les cheminées plus hautes, une lumière de 10 cm suffira. La hauteur doit avoir au minimum 2,50 m.

La cheminée doit être étanche. La construction se fera donc soigneusement, les joints étant bouchés au mortier.

Pour empêcher la pluie de pénétrer dans la cheminée, il faut prévoir un couvert disposé de telle façon que la fumée puisse sortir sans entrave. La cheminée doit être nettoyée tous les six mois. Le plus simple est de faire le nettoyage par le haut, en fixant au bout d'une tige de bambou une brosse adaptée à la section intérieure et en la passant plusieurs fois dans la cheminée.

L'emploi de bois de feu sec s'impose non seulement du point de vue économique, mais aussi sous le rapport de la sécurité. Lorsqu'on utilise du bois humide, une substance goudronneuse se dépose dans la cheminée et elle se met à brûler dans le fourneau quand on chauffe très fort. Au cas où il en résulterait un feu de cheminée, on parvient à l'enrayer en bouchant immédiatement l'arrivée de l'air à l'entrée de la cheminée. Toute cheminée présentant des marques de goudronnage doit être remplacée avant qu'elle se mette à flamber.

FIGURE 6. - Fourneau FAO/Singer 1. Modèle haut 633/T

On peut aussi construire la cheminée en briques. Les joints seront étanches. La section peut avoir 15 x 15 ou 20 x 20 cm. Une cheminée de ce genre est plus coûteuse qu'une cheminée en tuyaux d'argile; mais elle a une plus grande durée, elle est plus sûre et, par conséquent, plus satisfaisante.

FIGURE 7 - Fourneau FAO modifié. Modèle 1. 634/T. Echelle 1:10

Matériau et mode de construction des nouveaux fourneaux

Les fourneaux de type traditionnel durent à peine une année. C'est pourquoi nous avons accordé une attention particulière à la question du matériau et entrepris divers essais en vue d'assurer aux nouveaux modèles une plus grande longévité. Comme matière de base, nous avons choisi la glaise à l'état cuit, séché ou humide. Pour renforcer la glaise, ou peut mélanger de la sciure de bois, des cosses de riz, de la paille de riz ou des cendres. Trois méthodes de construction ont été choisies: briques cuites, briques séchées et glaise. Elles sont représentées dans l'annexe 17.

Les fourneaux en briques cuites se sont révélés les meilleurs et les plus durables. Les briques ont 22 cm de long, 10 cm de large et 5 cm de haut. Elles sont faites d'un mélange de 50 % de glaise et 50% de sciure de bois. Cette matière est intimement mélangée, moulée dans des formes en bois de la grandeur indiquée, puis cuite au four. Ces briques se travaillent facilement et résistent au feu. Lorsqu'on fait le montage, il importe de les humecter afin d'assurer une bonne prise du mortier. Comme mortier, on utilise un mélange de 1 partie de ciment pour 4 parties de sable obtenu en pilant des briques. La glaise, même mêlée à d'autres ingrédients, n'est pas utilisable comme mortier, car elle se rétracte trop fort à la chaleur ce qui provoque des fentes dans les joints et descelle les briques.

La partie la plus difficile du montage, c'est le façonnage de la plaque avec ses trois trous et la sortie de fumée. Le procédé le plus simple consiste à préparer trois plaques pour chaque fourneau. Ces plaques se fabriquent avec la même matière que les briques et sont moulées dans une forme. Avant de les cuire, on les laisse sécher légèrement jusqu'à ce qu'elles aient pris une certaine rigidité permettant de découper le trou qui recevra la marmite. La figure 2 reproduit la forme et les dimensions d'une telle plaque. Il est aussi possible, mais un peu plus difficile, de fabriquer la plaque de cuisson avec des briques normales. Ces briques doivent être ajustées très exactement et bien maçonnées. Afin que les trous de cuisson soient disposés convenablement, il est avantageux d'utiliser une forme ronde en bois, de 20 cm de diamètre. Indépendamment de leur durabilité, les briques offrent encore l'avantage de permettre d'utiliser le fourneau après trois ou quatre jours de séchage seulement.

La deuxième méthode consiste à utiliser uniquement des briques séchées. Celles-ci se fabriquent de la même façon que les briques cuites, mais sont simplement séchées au soleil. Le montage du fourneau se fait comme dans la première méthode. A l'usage de mortier, on utilise de la glaise mélangée avec 40 % de sciure de bois et 10 % de cendres. On trouvera dans la figure 3 la forme et les dimensions de ces briques. Il est recommandé de saupoudrer le moule de cendres sèches avant d'y verser la matière.

FIGURE 8. - Fourneau FAO/Singer 1. Modèle bas 634/T

FIGURE 9. - Fourneau FAO modifié. Modèle II. 635/T. Echelle 1:10

FIGURE 10. - Fourneau FAO/Singer II. Modèle haut. 635/T

FIGURE 11. - Fourneau FAO modifié. Modèle II. 636/T. Echelle 1:10

FIGURE 12. - Fourneau FAO/Singer II. Modèle bas. 636/T

L'avantage de cette méthode, c'est que dans la plupart des cas elle n'exige pas l'achat de matériaux. Mais la longévité des fourneaux est moins grande qu'avec des briques cuites. En outre, le séchage étant plus long il faut attendre plus longtemps avant de pouvoir utiliser le fourneau.

La construction des fourneaux avec de la glaise, selon la troisième méthode, est très simple. Mais c'est la méthode la moins bonne en ce qui concerne l'exécution et la durabilité. De plus, elle ne permet de construire que les fourneaux bas. Il conviendrait donc de n'y recourir qu'en l'absence de briques cuites ou séchées. Comme matière de base, on utilise la glaise additionnée de paille de riz et de cendres. Le mélange de sciure de bois n'est pas indiqué, car le retrait au séchage est différent et des fentes apparaissent entre la sciure et la glaise. Afin d'obtenir une matière se moulant facilement, il ne faut pas ajouter plus de 15 % d'eau.

On commence par construire un socle ayant la même base que le fourneau. Pour ménager l'espace libre nécessaire au foyer et aux carneaux de tirage, il faut utiliser des formes, par exemple un bout de tronc de bananier (voir figure 1). On n'enlèvera pas les formes avant que la matière soit assez sèche. On façonne ensuite la partie intérieure conformément aux cotes du dessin.

Quelle que soit la méthode appliquée, la cheminée doit être faite de tuyaux d'argile cuits ou de briques cuites. Dans la figure 4, on trouvera figurés la construction et la disposition, ainsi que le passage à travers le toit.

L'exécution des nouveaux fourneaux

Parmi les nouveaux fourneaux, nous avons prévu deux modèles à trois trous et un modèle à deux trous. En outre, nous avons construit un modèle amélioré à un trou. Le mode d'exécution et les dimensions exactes sont indiqués dans les figures 5-15.

Les modèles 1 et 2 sont pareils, dans leur principe, à ceux qui ont été imaginés en Suisse. Il a fallu simplement changer les dimensions afin d'assurer une adaptation complète aux conditions locales. Ces deux modèles possèdent un bon foyer, fermé à la partie antérieure par une pierre plate pourvue d'un trou pour l'entrée d'air, et à la partie supérieure par les ustensiles de cuisson. A la suite du foyer, se trouve le carneau des flammes et de la fumée qui s'étrécit pour déboucher dans la cheminée. Le carneau est coudé dans le premier modèle, droit dans le second. C'est la seule différence qui les distingue. Tous les deux peuvent être construits en forme haute (mesure idéale 70 cm) ou en forme basse (hauteur 30 cm). Tant en ce qui concerne la construction que le prix de revient, le modèle 2 est le plus avantageux.

FIGURE 13. - Fourneau FAO modifié. Modèle R.H.C. 639/T. Echelle 1:10

FIGURE 14. - Fourneau FAO/Singer III

Après examen des modèles existants et des usages culinaires, il apparut désirable de créer un troisième modèle à deux trous, destiné aux petites familles. Il présente les mêmes caractéristiques que les deux autres modèles, c'est-à-dire qu'il possède un foyer fermé, un carneau et une cheminée. Le foyer est disposé parallèlement aux trous de cuisson; mais il peut aussi être perpendiculaire comme dans les deux autres modèles. Pour le fourneau à un trou, composé simplement de trois pierres, il n'est pas possible d'y apporter une transformation fondamentale. Il faut se contenter d'améliorer ce qui existe. La construction est en principe la même, mais on emploie des briques. La face antérieure est fermée au-dessus de l'ouverture d'allumage, ce qui permet d'obtenir une bonne concentration des flammes contre la marmite. Ce modèle est représenté dans la figure 15.

Les essais

Les essais avaient pour but de déterminer l'effet utile à la cuisson et le coefficient de rendement technique, ainsi que le comportement de quelques espèces de bois à la combustion.

FIGURE 15. - Fourneau FAO de cuisine à un seul trou

Ils ont été exécutés selon divers procédés; mais on s'est efforcé de faire des séries d'essais parallèles afin de pouvoir comparer entre eux les résultats obtenus avec les différents fourneaux. Les trois modèles furent soumis aux essais, de même qu'un modèle à un trou. A titre de comparaison, on essaya encore quelques fourneaux à un trou pour bois et pour sciure de bois, qui furent achetés dans le commerce. Il s'agissait de modèles en céramique. Les résultats furent à peu près satisfaisants. Mais la matière dont ils sont fabriqués ne répondit pas aux exigences; c'est pourquoi nous renonçâmes à poursuivre les essais.

Plusieurs espèces de bois furent englobées dans les essais. Le bois consommé fut pesé exactement et on utilisa pour chaque essai 2 kg de bûches et 100 g de bois d'allumage. Des éprouvettes furent prélevées pour chaque espèce et le pouvoir calorifique fut déterminé au laboratoire.

Les essais débutèrent toujours par fourneau froid. Pour déterminer le rendement à la cuisson, on plaça sur chaque trou une marmite de 20 cm de diamètre contenant deux litres d'eau et on établit la quantité de chaleur absorbée. Les résultats obtenus sont les suivants:

Modèle

Pourcentage

1

23,4 à 28,2

2

26,6 à 28,7

3

20,5 à 23,5

à un trou

10 à 13

Pour connaître les conditions de la combustion, on fit un prélèvement de gaz toutes les cinq minutes à la sortie du fourneau. La teneur en acide carbonique, oxyde de carbone et hydrogène, fut déterminée au moyen de l'appareil Orsat. Simultanément on mesura chaque fois la température des gaz et le tirage de la cheminée. Le rendement technique s'est élevé aux chiffres suivants:

Modèle

Pourcentage

1

81,1 à 83,1

2

77 à 80,9

3

72,3 à 77,2

A côté des essais complets, on fit avec chaque fourneau quelques essais de rendement purs pour déterminer simplement l'effet utile à la cuisson. Les résultats figurent dans le rapport FAO N° 1315.

Sur la base des résultats obtenus, on peut dire que les modèles 1 et 2 sont à peu près équivalents. Cependant le modèle 2 présente certains avantages: répartition plus régulière de la chaleur sur les trois points de cuisson; temps de cuisson plus court; enfin construction plus simple et meilleur marché, comme il a été dit plus haut. Ces raisons nous conduisent à recommander en premier lieu le modèle 2.

Le modèle 3 donne des résultats forcément un peu inférieurs. Néanmoins, pour les petites familles, ce modèle représente une amélioration sensible sur les modèles en usage actuellement.

FIGURE 16. - Mode d'utilisation du fourneau de cuisine FAO/Singer

1. Il économise le bois de feu, réduit le temps de cuisson, diminue les risques d'incendié et évite la fumée dans la cuisine.

2. Pour nettoyer le fourneau, fermer toutes les ouvertures avant d'enlever les cendres du foyer.

3. On prépare le feu en plaçant d'abord des copeaux ou du papier dans le foyer avec du petit bois et, au-dessus, des bûchettes convenablement fendues.

4. Pour augmenter la chaleur, mettre la porte en laissant le volet ouvert; pour diminuer la chaleur, fermer à moitié le volet; pour éteindre le feu, fermer complètement.

5. La marmite doit s'adapter exactement au trou de cuisson. Le fond de la marmite doit pénétrer de 3 à 5 cm à l'intérieur du foyer.

6. Réglage du trou de cuisson. Les trous de cuisson inutilisés doivent toujours être couverts. Si la marmite est plus petite que le trou de cuisson, utiliser une rondelle.

7. Il faut nettoyer régulièrement le fourneau et réparer immédiatement les parties endommagées.

8. Entretien de la cheminée. Enlever le chapeau de la cheminée, bien le nettoyer, enlever soigneusement la suie de cheminée. La cheminée doit être ramonée au moins tous les six mois.

ATTENTION! le bois vert ou humide endommage les cheminées (accumulation de goudron et danger d'incendie).

Les tuyaux de cheminée imprégnés de goudron doivent être remplacés par des tuyaux neufs.

En cas de feu de cheminée, boucher hermétiquement le conduit qui amène les fumées dans la cheminée.

En bref, l'on dispose maintenant de fourneaux qui, tout en étant de construction très simple, assurent une excellente utilisation du combustible. En outre le danger d'incendie a été considérablement diminué; l'inconvénient de la fumée est éliminé et les conditions hygiéniques sont sensiblement améliorées.

Essais de cuisson

A côté des essais décrits plus haut, on fit également des essais de cuisson pratiques. Des femmes de l'Ecole d'économie ménagère de Bandung se mirent à notre disposition sous la direction de l'Institut d'économie ménagère Pasar Minggu, de sorte que la préparation et la cuisson des aliments se firent exactement suivant les usages javanais. On utilisa les ustensiles traditionnels ainsi que de nouvelles marmites. Les essais de cuisson se firent sur les quatre fourneaux suivants:

Fourneau traditionnel (3 trous) avec les ustensiles traditionnels;

Modèle 2 (haut) avec nouvelles marmites;
Modèle 2 (bas) avec les ustensiles traditionnels;
Modèle 3 (haut) avec nouvelles marmites.

Modèle 2 (haut) ustensiles neufs

Modèle 2 (bas) ustensiles anciens

Modèle 3 (haut) ustensiles neufs

Modèle traditionnel ustensiles anciens

Cuisson

Bois

Cuisson

Bois

Cuisson

Bois

Cuisson

Bois

Min.

kg

min.

kg

min.

kg

min.

kg

87

2,84

117

3,65

108

3,5

137

10

79

2,35

109

3,72

100

3,0

90

5,53

75

2,21

90

3,45

80

3,0

93

5,64

On prépara le même menu sur chaque fourneau. C'est le menu normal d'une famille indonésienne de 6 personnes:

Petit déjeuner

riz

sauce tomate

haricots

thé

Déjeuner et dîner

riz

légumes en sauce

haricots et poisson salé

bananes

soupe aux légumes

thé

On utilisa 2 500 g de riz, 1 680 g de légumes, 140 g de petits poissons, 140 g d'huile et 12 bananes pour un prix total de 34 roupies. Les temps de cuisson et les quantités de bois consommées pour chaque fourneau sont donnés dans le tableau ci-dessus.

Ces essais pratiques ont montré que les nouveaux fourneaux permettent une importante économie de temps et de bois. Il importe de choisir des ustensiles qui pénètrent de 3 à 5 cm dans le foyer.

L'utilisation et l'entretien des fourneaux sont illustrés dans la figure 16.

INTRODUCTION - Exposé des motifs avec bref résumé des grandes lignes de la politique forestière

SECTION I

a) Définition des termes généraux employés dans la loi
b) Qui est chargé de l'exécution de la loi?
c) Diverses catégories de forêts s'il y a lieu (protection - parcs nationaux)

SECTION II. DE LA DÉLIMITATION DES TERRAINS SOUMIS A LA LOI

Chapitre I. Forêts de l'Etat

a) Procédure de délimitation
b) Reconnaissance des droits d'usage
c) Régime applicable aux terrains boisés non encore compris dans la délimitation ou définitivement abandonnés (éventuellement)

Chapitre II. Forêts des communautés

Chapitre III. Forêts particulières

SECTION III. DU TRAITEMENT DES TERRAINS SOUMIS A LA LOI

Chapitre I. Forêts de l'Etat,

a) Obligation d'un aménagement - Procédure d'approbation
b) Réglementation des droits d'usage
c) Comment on disposera des produits (ventes - concessions)

Chapitre II. Forêts des communautés
Chapitre III. Forêts particulières

Sous-chapitre I.

a) Obligations imposées aux particuliers en matière d'exploitation (distinguer, s'il y a lieu, entre forêts de production et de protection)

b) Obligations imposées aux particuliers en matière de boisement de terrains nus

c) Acquisition par l'Etat de terrains forestiers particuliers et possibilités d'expropriation

Sous-chapitre II. Avantages divers notamment en matière de subventions (éventuellement taxes et impôts)

Sous-chapitre III. Coopératives forestières (éventuellement)

SECTION IV. DE LA PROTECTION DES FORÊTS DE L ETAT

Chapitre I. Protection contre la détérioration ou l'enlèvement de produits forestiers

a) Coupe et mutilation d'arbres
b) Enlèvement d'autres produits forestiers

Chapitre II. Protection contre l'occupation non autorisée
Chapitre III. Protection contre le pâturage
Chapitre IV. Protection contre le feu

SECTION V. DE LA PROTECTION DES FORÊTS EN GÉNÉRAL

Chapitre I. Dispositions générales (en particulier pour la protection contre le feu)
Chapitre II. Extension aux forêts particulières et de collectivité des dispositions de la Section IV
Chapitre III. Défrichement

SECTION VI (éventuellement). DES RESSOURCES DE L'ADMINISTRATION FORESTIÈRE

a) Des règles budgétaires
b) Fonds forestier national

SECTION VII (éventuellement). EXPLOITATION, INDUSTRIE ET COMMERCE DES PRODUITS FORESTIERS

a) Installation d'industries forestières
b) Transport des bois

SECTION VIII. DE LA RÉPRESSION DES INFRACTIONS A LA LOI FORESTIÈRE

Chapitre I. Pouvoirs de police des agents de l'Administration forestière

Chapitre II. Procédure

a) Classification des infractions
b) Constatation des infractions - Saisies- Arrestations - Enquêtes
c) Poursuites judiciaires - Tribunaux compétents - Appels - Droits de transaction

Chapitre III. Sanctions

a) Sanctions simples
b) Récidive - Circonstances aggravantes
c) Complicité.


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