Cuisson solaire d'un poulet
De Wikidebrouillard.
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Version du 2 avril 2010 à 20:38
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Présentation de l'expérience
Voici une expérience de cuisson solaire très spectaculaire.
En été, avec ces 3 paraboles, on peut cuire 2 poulets en 1H30 !
C'est une expérience idéale pour les fêtes de fin d'année dans les collèges ! Succès garanti auprès des élèves !...et de nombreuses questions en perspective !
Matériel
Comme on peut le voir sur la photo, les trois paraboles nécessaires pour la cuisson du poulet sont réalisées à partir de 3 guides en contre-plaqué et de 3 feuilles d'aluminium laminé.
On trouvera toutes les explications théoriques et pratiques dans la présentation de l'activité: [fichier pdf]
L'expérience
La fabrication des paraboles
On fabrique d'abord les 3 réflecteurs cylidro-paraboliques. Pour cela, on trace les 3 profils, comme indiqué dans le livret d'accompagnement. Puis, on découpe ces profils à l'aide d'une scie sauteuse. Enfin, on assemble les guides deux par deux.
Il ne reste plus qu'à déposer les feuilles d'aluminium sur les guides. Comme ces feuilles ont une épaisseurde 0.5 mm, elles se plient et épousent parfaitement la forme des guides.
On dispose alors de 3 paraboles de focale environ 2 mètres, ce qui signifie que le soleil va se concentrer aux foyers situés à 2 mètres de la parabole.
Avant les premiers essais
C'est le moment de mettre des lunettes de soleil. En effet, la luminosité des objets placés au foyer est très importante ! Et évidemment, il ne faut surtout pas mettre ses yeux au foyer !
Si des enfants sont présents, il faut sécuriser les abords par des cordes ou des barrières. Attention aux tout-petits qui ont leurs yeux à la hauteur du poulet !
En fait, sécurisé par une barrière et avec des lunettes de soleil lorsque l'on est proche, il n'y a pas de risque !
Contrairement aux yeux, il n'y a pas vraiment de risques de brûlures. Vous pouvez mettre votre main au foyer. Certes, c'est chaud, mais on a largement le temps de retirer la main.
Les premiers essais sur un écran
On place une parabole face au soleil et on l'incline de façon à amener la tache focale à l'endroit désiré. On peut utiliser une simple tige pour régler l'inclinaison et caler la parabole dans la position désirée.
Dans un premier temps, il est intéressant d'observer la tache focale sur un écran (planche ou carton). Mais, attention, ça peut s'enflammer ! Lorsque les 3 paraboles sont focalisées au même endroit, il y a près de 800 Watts répartis sur une surface de 40 cm x 15 cm !
Si on a bien travaillé en traçant et découpant les profils paraboliques, la largeur de la tache ne doit pas dépasser 15 cm pour une focale de 2 mètres. C'est très suffisant pour faire cuire un poulet et même le faire dorer.
C'est aussi le moment de mettre la main pour voir comment ça fait... il n'y a pas de risque, mais ne pas insister quand même !
Premiers essais sur un poulet
Attendre d'avoir une belle journée d'été sans nuages.
Prendre un beau poulet fermier et bien le farcir. Le placer sur une broche horizontale sur une petite table. Placer à l'arrière une plaque lèche frite de four, pour arrêter les rayons qui ne sont pas arrêtés par le poulet (sécurité). Une rôtissoire comme celle de la photo serait idéale.
On commence par exemple la cuisson vers midi. On place les paraboles face au soleil et le poulet devant les paraboles. Puis on règle les inclinaisons des 3 paraboles pour confondre les 3 taches focales sur le poulet... qui ne va pas tarder à avoir très chaud !
Bien sûr, on va constater que la terre tourne et que la direction du soleil change. La tache focale va se déplacer. Mais, même pour une cuisson commencée à midi, ce n'est pas trop fatiguant de suivre...On a même le temps de siroter sa boisson préférée entre deux réglages...
Explications
Taille de la tache focale
La « tache focale » est rectangulaire. La grande longueur correspond à peu près à la largeur des réflecteurs cylindro-paraboliques, soit environ 40 cm dans notre cas. Dans cette dimension en effet il n’y a pas de concentration des rayons.
Dans l’autre direction on devrait retrouver une taille déterminée par la taille angulaire du soleil (0.5°) et par la distance focale (2 mètres). On devrait donc avoir 2 x tan (0.5°) = 1,8 cm.
Or, on constate que l’on a plus de 10 cm ! Qu’est ce qui provoque
De manière simple
Je propose une explication scientifique de manière simple, de la façon la plus imagée possible. Imaginez que vous expliquez l'expérience à un enfant ou à une personne non scientifique (éviter le tutoiement !
Questions sans réponses
Ici je mets les questions soulevées par l'expérience, qui n'ont pas trouvé de réponses !!
Allons plus loin dans l'explication
Développons les concepts scientifiques associés. Ne pas hésiter à faire des liens avec Wikipédia.
Liens avec d'autres expériences
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