On appelle four solaire ou cuiseur solaire un système de chauffage ou de cuisson fondé sur la capture des rayonnements lumineux émis par le Soleil, leur transformation en chaleur puis l'utilisation de cette chaleur pour le chauffage ou la cuisson des aliments^[1]. Il peut être carré ou hexagonal.

Ne nécessitant ni énergie électrique, ni fossile, la propagation de ce principe permettrait de freiner la déforestation due à la collecte du bois pour la cuisson des aliments dans des régions du monde où les populations sont déjà en état de pénurie énergétique^[2], et de diminuer la consommation de gaz naturel ou d'électricité dans les pays industrialisés^[3].

Histoire

L'un des premiers cuiseurs solaires a été construit par Horace-Bénédict de Saussure en 1767^[4].

Économies d'énergies réalisables grâce à l'usage d'un four solaire

Dans les régions tropicales

D'après les calculs de l'Atlas de la Cuisine Solaire^[5], chaque jour, un habitant du continent africain consomme, pour faire cuire sa nourriture, entre 1 et 1,5 kg de bois, aggravant globalement la déforestation et la désertification de certaines zones sensibles. Au total sur l'année, cela représente pour une famille africaine moyenne de 6 personnes plus de 4 tonnes de CO₂ émis.

La dernière étude carbone sur le barbecue (ou parabole) solaire modèle Alsol K14^[5] rend compte de 143 kg de CO₂ dégagés durant le cycle de vie complet d'une parabole de cuisson solaire en aluminium et acier. Le cycle de vie prend en compte la fabrication de la parabole de l'extraction des matières premières en passant par les différents transports et consommations d'énergies intermédiaires émettrices de gaz à effet de serre, jusqu'à la fin de vie (réutilisation, recyclage ou mise en décharge en tant que déchet inerte). L'amortissement écologique basé sur les émissions en CO₂ est donc extrêmement rapide au sud. De plus, Alcan, fournisseur de l'aluminium Solar surface utilisé pour la fabrication de l'Alsol K14, précise que la durée de vie des réflecteurs est supérieure à 15 ans sur la base d'une utilisation quotidienne dans un pays en développement.

Dans les régions tempérées

Selon l'Atlas de la Cuisine Solaire, un Européen va dépendre à plus de 80 % des énergies fossiles pour la cuisson de ses aliments, de manière directe ou indirecte en consommant soit de l'énergie électrique, soit du gaz. Ces énergies ont un coût estimé à 60 € par an pour une famille moyenne française et ont également des effets néfastes (émissions de CO₂, résidus radioactifs…).

Selon la même source, utilisé en France de temps en temps en remplacement de la cuisson au gaz ou électrique, un four solaire permet d'éviter le rejet au cours de sa vie de quelques tonnes de CO₂ et de réaliser une économie de 10 à 20 € par an. Durant la vie d'un four solaire, son empreinte écologique et son prix sont donc largement amortis.

Fours solaires individuels dans le Monde

Fours solaires individuels en France

En France, on peut atteindre une température de pointe de 180 °C dans un cuiseur solaire possédant une vitre orientée à environ 45° par rapport à l'horizontal, et équipé de 4 réflecteurs en aluminium qui concentrent l'énergie solaire à l'intérieur du four^[6].
Un autre modèle de four solaire — à entonnoir inclinable — permet d'atteindre une puissance de 1 400 Watts^[7]. Des cuiseurs parabolique réalisés avec un matériau réflecteur durable et efficace, s'ils sont d'un diamètre suffisant, permettent d'obtenir des puissance comprises entre 1 000 et 5 000 Watts selon la saison, l’orientation et l'heure du jour. Avec ces modèles, il est possible de cuisiner tous les mois de l'année de façon aussi rapide qu'avec une cuisinière à gaz ou électrique. Des manuels de construction sont accessibles pour une réalisation artisanale et autonome.

Fours solaire au Maroc, Inde et Chine

Trois pays dans lesquels ce four est particulièrement bien implanté sont la Chine où quelques 140 000 unités sont écoulées par an, l'Inde qui présente la plus grande concentration d'entreprises qui fabriquent ce type de four, et, enfin, le Maroc : une unité de production a récemment été installée à Marrakech par P-Solar^[8] afin de produire en série ce type de four et de fournir toute l'Afrique. Les trois types de four sont pratiquement semblables.

• Différents modèles de four
• Cuiseur solaire rudimentaire.

• Four solaire en expérimentation^[9].

• Four Global Sun Oven

• Parabole solaire Alsol 1.4.

Modèles de cuiseurs solaires et accessoires

Les différents modèles de cuiseurs solaires sont :

Le cuiseur parabole 

Une parabole réfléchissante concentre les rayons en un point. Sur ce point on pose la casserole noire qui convertit l'énergie lumineuse en énergie thermique, c'est-à-dire en chaleur. Le cuiseur parabole doit être régulièrement réorienté pour rester face au soleil. Variante: le four solaire entonnoir^[7].

Le cuiseur tube 

Un miroir courbe concentre les rayons sur une ligne. Un tube noir placé sur cette ligne chauffe, ce qui est placé dans le tube cuit grâce à cette chaleur.

Le cuiseur boîte 

La boite a des parois isolées thermiquement et la face supérieure est vitrée pour permettre au rayonnement d'entrer. Des miroirs peuvent être ajoutés autour de cette boîte pour augmenter la quantité de rayonnement dirigé dans la boîte. L'intérieur de la boîte est peint en noir, pour capturer le rayonnement et le transformer en chaleur. Les aliments, si possible placés dans une casserole noire, cuisent grâce à la chaleur produite par la boite. Le cuiseur boîte fonctionne même si son orientation n'est pas optimale, et même si le temps est un peu nuageux.

Le pneu cuisinier 

Version simplifiée du cuiseur boîte, le pneu cuisinier ne fonctionne que dans les régions où le rayonnement est intense^[10].

Le thermo-cuiseur 

Si le soleil n'a pas brillé suffisamment longtemps pour cuire le plat entièrement, il est possible de terminer la cuisson dans un caisson isolé. Il faut toutefois être sûr que la cuisson solaire aie permis au minimum la stérilisation des aliments, et que la casserole soit placée encore brûlante dans l'isolant, pour éviter tout problème d'intoxication. La thermo-cuisson peut aussi permettre d'achever plusieurs cuissons démarrées avec un seul cuiseur solaire.

Le four solaire d'Odeillo

Le four solaire d'Odeillo dans les Pyrénées-Orientales, permet de concentrer l'énergie solaire pour obtenir « 10 000 soleils » et 1 000 kilowatts ce qui permet d'atteindre des températures supérieures à 3 500 °C. C'est une installation du CNRS qui abrite le laboratoire PROMES^[11], dont les principaux axes de recherches sont les matériaux et conditions extrêmes ainsi que la conversion, le stockage et le transport de l'énergie. Il est possible pour le public de visiter une exposition dans l'établissement, on y apprend quelques principes simples sur les énergies renouvelables et l'environnement, le principe de fonctionnement d'un four solaire, et aussi y visionner un film rendant compte des recherches actuellement conduites au sein du laboratoire PROMES.

Principe de fonctionnement

Le principe utilisé est celui de la concentration des rayons par des miroirs réfléchissants. Les rayons solaires sont captés par une première série de miroirs orientables situés sur la pente, puis envoyés vers une deuxième série de miroirs (les « concentrateurs »), disposés en parabole. De là ils convergent vers une cible circulaire au sommet d'une tour centrale ; cette cible a, à peine, 40 cm de diamètre.