Atelier Conservation des Aliments, frigo du désert : Différence entre versions

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(Fabrication d’un frigo du désert traditionnel)
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Afin de bien comprendre le système traditionnel du frigo du désert, un groupe fabrique un prototype (voir [http://lowtechlab.org/wiki/Frigo_du_d%C3%A9sert]) à partir de 2 pots en terre cuite* achetés à Dakar au marché Tilene. Le petit pot comporte un trou au fond, plusieurs méthodes sont testées pour le boucher :
 
Afin de bien comprendre le système traditionnel du frigo du désert, un groupe fabrique un prototype (voir [http://lowtechlab.org/wiki/Frigo_du_d%C3%A9sert]) à partir de 2 pots en terre cuite* achetés à Dakar au marché Tilene. Le petit pot comporte un trou au fond, plusieurs méthodes sont testées pour le boucher :
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- Bouchon en liège : trop friable
 
- Bouchon en liège : trop friable
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- Sachet plastique comprimé : laisse passer l’eau
 
- Sachet plastique comprimé : laisse passer l’eau
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- Colle à chaud : hermétique et adhère à la terre cuite -> c’est la solution qu’on choisira’
 
- Colle à chaud : hermétique et adhère à la terre cuite -> c’est la solution qu’on choisira’
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Version du 14 février 2019 à 11:19

Ressources

[1] : Tutoriel de fabrication d'un frigo du Désert, Low Tech Lab

[2] : Tutoriel de fabrication d'un module de conservation, Collectif Bam

Déroulé

Premier jour

Introduction

Les low- techs sont des systèmes utiles, accessibles (en coût et savoir-faire) et durables (ressources locales, renouvelables ; systèmes réparables) qui répondent à des besoins de bases (accès à l'eau, l'alimentation, l'énergie, la santé). Contexte : Au Sénégal, 57% des fruits et légumes et 80% du lait sont jetés. Dans le monde 1/3 de la production agricole est perdue. Ces pertes sont souvent dues à des méthodes de conservation inadéquate, mauvaises conditions d'entreposage, quantité en décalage avec la consommation, etc. Par ailleurs, en octobre 2016 au Sénégal, 43% des foyers en zones urbaines n’avaient pas accès à l'électricité et 70% en zones rurales. Le frigo du désert permet d’obtenir des conditions de conservations qui pourraient être utile : au-dessus de 20°C, la dégradation des fruits et légumes est rapide alors qu’en-dessous de 5°C (température moyenne d'un réfrigérateur) les propriétés gustatives et nutritives sont altérées.

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Le frigo du désert : les qualités thermiques de la terre, alliées à un système d’évaporation d’eau, permettent d’obtenir un système de réfrigération sans électricité. Cette technologie, composée de deux récipients en terre séparés par du sable, permet de baisser jusqu’à 10°C la température intérieure et de conserver les aliments jusqu’à 15 à 20 jours de plus qu’à l’air libre, tout en gardant leurs vitamines. Ce pot est efficace dans les climats chauds et secs.

Fabrication d’un frigo du désert traditionnel

Afin de bien comprendre le système traditionnel du frigo du désert, un groupe fabrique un prototype (voir [3]) à partir de 2 pots en terre cuite* achetés à Dakar au marché Tilene. Le petit pot comporte un trou au fond, plusieurs méthodes sont testées pour le boucher :

- Bouchon en liège : trop friable

- Sachet plastique comprimé : laisse passer l’eau

- Colle à chaud : hermétique et adhère à la terre cuite -> c’est la solution qu’on choisira’


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Le frigo du désert est recouvert par un tissu absorbant l’eau, type serpillère. Celle-ci gâchant l’esthétisme du pot, le groupe a cousu tout autour, un tissu typique africain : le wax. Un élastique est incorporé au multicouche wax afin de bien couvrir le pot et ne pas laisser passer d’air, mais aussi, faciliter l’utilisation du frigo (enlever et remettre le couvercle).

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  •  : la terre argileuse du Sénégal nécessite des temps de séchage puis de cuisson d’un mois environ. Aussi, l’achat de pots déjà fabriqués s’avère difficile à Dakar : les pots vendus le long des avenues sont en ciment et ceux trouvés en terre cuite sont souvent petits ou de forme inadaptée. La solution optimale est de se rapprocher d’un potier pouvant fabriquer deux pots sur mesure pour 15 000 FCFA environ (20 €).

Phase d'expérimentation

Fabrication d'un module de conservation
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D’après les tutoriels ([4]) du Collectif Bam. Chaque fruit et légume a besoin d’un environnement spécifique (sec, humide, température ambiant, obscurité ou lumière, etc.). Ce mobilier permet de créer différents environnements pour le stockage des fruits et légumes.



Fabrication

Le meuble est normalement composé de tiges filetées sur toute sa hauteur. Ces tiges coutent relativement chers au Sénégal (1000 FCFA/mètre pour du zinc), et seront donc utilisées seulement pour la partie la plus lourde : celle qui porte le frigo du désert.

Lors de la réalisation du bac de sable, les bords du sac de riz s’effilochent et rendent difficiles la couture. L’ajout de tissu wax dans les angles solidifie le bac et ses attaches au garde-manger.

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L’étagère supérieure est entièrement en tasseaux de bois, ressource abondante et accessible, qu’il est possible de récupérer dans les chutes des menuisiers. Pour plus de stabilité, les pans verticaux sont fixés sur des cubes de bois, eux-mêmes percés et enfilés sur les tiges filetées de la base.

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Tests de matériaux

Le premier jour de l’atelier, les principes physiques du fonctionnement du frigo ont été passés en revues pour pouvoir réfléchir à d’autres matériaux accessibles pouvant remplacer la terre cuite, à savoir :

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Afin de documenter les essais réalisés pendant l’atelier, voici les ordres de grandeurs trouvés donnant une idée de l’efficacité des différents matériaux :

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Calebasses
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Pour remplacer la terre cuite, deux grandes calebasses

(l’une plus grande que l’autre) sont utilisées. La partie extérieure

de chaque calebasse est poncée afin de rendre le matériau perméable.

Des éponges sont ajoutées au sable pour augmenter la teneur en eau de

la couche intermédiaire.

Une serpillère mouillée recouvre le système.


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> Le système fait apparaitre un delta de température assez faible : environ 3 degrés La calebasse semble être un matériau trop isolant thermiquement et pas assez poreux.

Plâtre/sable/plâtre

Deux pots en plâtre sont réalisés à l’aide de moules en calebasses. Celles-ci sont recouvertes de sacs plastiques pour faciliter le démoulage. De la filasse (fibre végétale) est trempée dans le plâtre et appliquée sur les moules. Une couche de sable est insérée entre les deux pots pour absorber l’eau.

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Pour recouvrir le système, un lacet est cousu tout autour de la serpillère afin d’avoir un serrage garantissant une étanchéité à l’air.

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> Le delta de température observé est d’environ 6°C, le prototype fonctionne mais n’est pas le plus efficace. Le plâtre est poreux et laisse l’eau s’évaporer.

Plâtre/sable/alu

Une structure est fabriquée à partir d’un grillage métallique. Des pieds constitués de chutes de bois permettent de surélever le frigo et laisse passer l’air dessous. La filasse est trempée dans le plâtre et appliquée sur le grillage et les bouts de bois. Le contenant intérieur est en aluminium type marmite, qui a une très bonne conduction thermique et favorise ainsi la transmission de la fraicheur à l’intérieur du frigo.

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Un cercle en bois de la taille du pot extérieur collé à un deuxième plus étroit (la différence des 2 cercles doit être équivalente à l’épaisseur du pot extérieur) permet de coincer et d’enfoncer la serpillère dans l’interstice. Ce système solide et pratique permet de garantir une bonne étanchéité à l’air et donc de garder la fraicheur à l’intérieur du pot. Une fine planche de bois ajourée à la dimension du petit pot vient cacher la serpillère tout en permettant l’évaporation également au-dessus du système. NB : Le cercle supérieur et la planche ajourée peuvent être d’un seul tenant.s

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> Le delta de température observé est d’environ 8°C, ce qui montre une bonne efficacité du système. Le plâtre qui est poreux laisse l’eau s’évaporer tandis que l’aluminium transmet efficacement la fraicheur à l’intérieur du pot.

Sisal/sable/bouteille

Deux sacs en sisal (fibre végétale) tressés (un seul laisse passer trop d’eau) recouvrent une couche de sable. Une bouteille de 10L d’eau coupée sur le dessus est utilisée pour le contenant intérieur. Un tissu wax est collé sur la tranche du plastique afin d’éviter les coupures lors de l’utilisation. La couche de sable intermédiaire est de 4cm environ.

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Un système de suspension en corde inspiré du macramé permet la circulation de l’air tout autour du système, notamment par le dessous, là où la concentration d’eau est la plus importante et donc la capacité d’évaporation et de transfert de fraicheur. (Attention : avec la pression de la corde, la bouteille est trop souple et s’écrase sur elle-même. Privilégier des bouteilles ou contenants plus rigides, ou insérer des cercles de renfort). Un panier en sisal est placé à l’intérieur afin d’éviter l’écrasement des aliments.

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Le couvercle est constitué d’un sac en toile de pomme de terre en jute plié en 4 et cousu : ce matériau absorbe l’eau, il est également souvent utilisé pour laver le sol. > Le delta de température observé est d’environ 5°C. La déformation du pot limite l’imperméabilité totale à l’air du système et la bonne disposition des aliments.

Rafia/Textile/bouteille

Un sac en rafia cousu sert de paroi extérieure et une bouteille plastique de 10L dont l’extrémité est coupée sert de contenant intérieur. De la même manière, une protection en wax est collée autour de la bouteille en plastique découpée. Afin de remplacer le sable, des chutes de textiles en coton sont insérées entre le rafia et la bouteille. Le tout est suspendu avec une corde pour laisser circuler l’air au maximum autour du système.

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> Le delta de température observé est d’environ 3°C. La couche de textile ne semble pas suffisamment épaisse pour absorber assez d’eau et donc pour que le système soit efficace. Le rafia, comme le jute est bien perméable et laisse alors échapper l’eau en excès dans le système. Par manque d’eau, il y a moins d’évaporation et donc moins de fraicheur transmise.

Rônier/Sisal/Latérite/sisal/sable/bouteille

De la latérite (matériau argileux rouge) est appliquée sur un grillage préalablement modelé. De chaque côté de ce matériau, un tressage de sisal est placé pour le maintenir. Le tout est contenu dans un sac tressé de rônier pour laisser la vapeur d’eau passer. Une couche de sable est insérée entre le sisal et une bouteille de 10L d’eau préalablement coupée à l’extrémité. Une serpillère recouvre l’ensemble du système.

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> Le delta de température observé est proche de zéro. L’addition de toutes ces couches empêche l’évaporation de l’eau et le transfert d’énergie.

Bilan

Les différentes expérimentations menées ont permis de faire plusieurs découvertes notamment sur les matériaux de remplacement possible à la terre cuite : le plâtre, absorbant, pour l’enveloppe extérieure, et l’aluminium recyclé (répandu et bon marché à Dakar), très conducteur, pour le contenant intérieur. Le frigo construit en plâtre (enveloppe extérieure), sable (couche intermédiaire), marmite d’aluminium (contenant intérieur) atteint presque la température d’un pot en terre cuite et peut donc proposer des alternatives accessibles en cas d’absence d’argile localement : Dans l’ordre de l’enveloppe extérieure, vers la couche intermédiaire, puis le contenant intérieur, on peut aussi imaginer les combinaisons suivantes : - plâtre / sable / aluminium - plâtre / sable / terre cuite - terre cuite / sable / aluminium (prototype à tester, il pourrait être plus efficace qu’un frigo traditionnel, au vu de la forte conductivité thermique de l’aluminium) Le frigo en sisal / sable / bidon plastique présente également un delta de température important et une masse plus faible pour envisager des systèmes de suspension. Des systèmes de couvercle pour l’étanchéité à l’air ont aussi été réfléchis et ont aboutis à des prototypes intéressants : couvercles cousus avec élastique ou ficelles, et des joints en bois/serpillère. Une idée non prototypée a été proposée pour élaborer un couvercle double paroi en terre cuite avec du sable à l’intérieur pour optimiser au maximum la performance du frigo. Ce dernier prototype nécessite une fabrication sur mesure auprès d’un potier. Le module conservation a permis d’alimenter la réflexion autour de la conservation des aliments et donc l’utilisation possible d’un frigo du désert. A noter qu’une proposition sur l’utilisation d’eau de mer pourrait être envisagée pour une future expérimentation plus long terme (efficacité et durabilité du système). A voir dans un prochain épisode…