Cuisiner, même quand il y a du vent

L'été est aussi la saison du camping. Il est possible de renoncer au luxe habituel et de préparer un simple d?ner sur un réchaud à gaz de camping. Si seulement il n'y avait pas ce vent qui souffle si fort qu'il fait constamment souffler la flamme du br?leur à gaz.

Un doctorant de l'ETH Zurich et des étudiants du Design and Technlology Lab de l'ETH Zurich et de la Haute école des arts de Zurich (ZHdK) ont mis au point un réchaud d'un genre nouveau, qui ne craint pas les vents forts : Un récipient de cuisson en forme de kouglof entoure un br?leur à gaz et le protège du vent.

Test pratique au sommet

D'autres particularités de design font que le réchaud est extrêmement efficace sur le plan énergétique : la paroi du br?leur à gaz est ondulée - comme un presse-agrumes. "Cela augmente la surface de contact entre la flamme et le réchaud", explique Julian Ferchow, chef de projet et doctorant dans le groupe du professeur de l'ETH Mirko Meboldt. "Pour cette raison et parce que la paroi est très fine, le transfert de chaleur vers le contenu du récipient est optimal", ajoute l'étudiant de l'ETH Patrick Beutler, qui a effectué son travail de bachelor sur le projet.

L'intérieur du br?leur renferme également une grande expertise d'ingénieur : les buses de gaz sont des buses dites de Venturi. "Leur géométrie crée une dépression locale. Cela augmente le tirage d'air, ce qui améliore la qualité de la flamme et augmente encore l'efficacité", explique Ferchow.

Les chercheurs ont fabriqué un prototype du réchaud en collaboration avec Inspire, l'organisation à l'interface de l'ETH Zurich et de l'industrie suisse des machines et des métaux. Ils ont appelé ce cuiseur "Peakboil". En accord avec le nom, ils ont testé le prototype au printemps lors d'une randonnée à ski au sommet du S?ntis. "Il y avait du vent et nous avions de gros problèmes pour mettre en marche un réchaud conventionnel. Avec notre prototype, nous avons pu chauffer l'eau sans problème", raconte Ferchow.

Couche après couche

Le design spécial de Peakboil n'a été possible que gr?ce au procédé de fabrication additive. Gr?ce au procédé de fusion sélective au laser, Ferchow et ses collègues ont fabriqué le réchaud à gaz en acier inoxydable, couche par couche. Cette technique consiste à déposer une couche de poudre métallique fine sur une plaque de base. Celle-ci est fondue de manière sélective et précise à l'aide d'un rayon laser commandé par ordinateur. Lorsque le métal fondu se solidifie, il se lie à la plaque de base. La couche suivante de poudre métallique est ensuite appliquée et fondue localement. Des objets complexes sont ainsi créés de bas en haut, par couches d'un trentième de millimètre.

"Cette technique nous laisse une grande liberté de conception que les procédés de fabrication conventionnels n'offrent pas", explique Ferchow. "En utilisant le moulage de métal, par exemple, il ne serait jamais possible de fabriquer des canaux aussi fins que ceux que nous avons à l'intérieur de notre br?leur à gaz".

Le procédé de fusion sélective au laser a été développé à l'origine pour la fabrication de prototypes (prototypage rapide). "Mais entre-temps, le procédé a atteint un tel degré de maturité qu'il permet également de fabriquer des produits en série", explique Ferchow.

Récompensé par un prix de design

Peakboil a récemment été récompensé dans la catégorie Design par un jury international d'experts en design et d'ingénieurs dans le cadre du "3D Pioneers Challenge". Ce concours, organisé par le ministère de l'économie, des sciences et de la société numérique de Thuringe, est, selon les organisateurs, l'une des récompenses les mieux dotées dans le domaine de l'innovation en matière d'impression 3D.

"Le jury avait récompensé notre idée d'un br?leur préservant les ressources, en tenant compte également du fait que l'application en plein air que nous avons réalisée peut servir d'exemple pour les applications industrielles de la fabrication additive, où le potentiel est grand", explique Ferchow. "Peakboil sert d'objet de démonstration avec lequel nous pouvons montrer aux entreprises tout ce qui est possible avec la technique de fabrication additive et ce à quoi il faut faire particulièrement attention lors de la construction". Des développements ultérieurs de Peakboil seraient par exemple un chauffe-eau instantané à gaz pour la production d'eau chaude ou même une turbine à gaz.

Mais dans un premier temps, Ferchow et ses collègues souhaitent s'en tenir à leur réchaud à gaz et l'améliorer encore au Design and Technlology Lab, ce à quoi ils consacreront l'argent du prix. "Je pourrais imaginer d'augmenter encore l'efficacité du br?leur en optimisant les flux de gaz et d'air. Nous espérons également trouver des partenaires industriels pour continuer à développer le produit avec nous", explique Ferchow.