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Les types de transfert de chaleur dans un four maçonné  Schémas très simples et très parlants d'Alan Scott qui,est à la base de la rétro-inovation de la boulangerie artisanale en Californie fin XXèmesiècle. La "conduction" de la chaleur est la manière de cuire sur la cuisinière ce qu'en allemand et en anglais, on appelle " Kuchen" & "cooking". L'autre expression de cuisson qui n'existe pas en français est dans ces langues "Backen" & " baking", elle est plutôt du genre "radiation" et aussi "convection". En somme une chaleur "contenue", c'est la cuisson dans le four. Les 4 dessins du bas donnent des indications précieuses pour les constructeurs-amateurs de four. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Les types de four à bois et l'appellation "cuisson au bois"  Schémas en tranche de fours à bois en direct et en indirect . Le four à bois « gallo-romain » n'est plus que rarement utilisé de manière commerciale, il nécessite de nettoyer la sole du four des cendres du bois qui ont brûlé dans le même endroit que la place de cuisson. Le four à bois à gueulard dispose d'un foyer décalé et il n'y a que la flamme qui entre en contact avec la chambre de cuisson. Ces deux types de four à bois sont dit « en direct » et peuvent revendiquer l'appellation « cuisson au bois ». Ce qui n'est pas le cas de four ou le foyer conduit la chaleur autour de la chambre de cuisson. Ce qui est très souvent le cas pour les fours à sole tournante. Ceux-ci sont en cuisson « indirecte » et d'après la jurisprudence, ils ne peuvent se revendiquer de la « cuisson au bois ». |
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Les fours à tubes à vapeur.  Schémas en tranche de fours à tubes à vapeur . Les fours à tubes étaient d'abord composés de jeux de tubes individuels « léchés » par la flamme dans un foyer disposé sur le côté du four. Ces jeux de tubes sont disposés en dessous et au dessus de la chambre de cuisson. Dans le foyer, les jeux de tubes ne ressortent que très peu en dessous puisque près de la flamme, tandis que les jeux de tubes du haut ressortent toujours plus du fait de l'éloignement de la source de chaleur. Suivra les fours à tubes annulaires, où le brûleur projette la flamme dans une « tuyaire », ces tubes forment un anneau autour des chambres de cuisson. Le contenant de ces tubes métalliques d'épaisseur souvent importante est généralement de l'eau devenant vapeur, rarement de l'huile. Ces fours sont plutôt considérés comme four de boulangerie grâce à une assez bonne inertie thermique. |
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Les fours à convection forcée et les fours électriques.  Schémas en tranche de fours électrique et à convection forcée. Les fours électriques ont le désavantage de la consommation d'énergie coûteuse et l'avantage d'une super flexibilité. Comme ce sont des résistances électriques qui chauffent la sole et la voûte de chaque four, ceux-ci sont réglables de manières séparées et pointues. Les fours à convection forcée, disposent d'un brûleur et d'une turbine (ventilateur) faisant circuler l'air chaud entre les chambres de cuisson. Il monte vite en température et ne dispose presque pas d'inertie thermique. Ils sont nés à l'issue des crises pétrolières de la fin du XXème siècle quand s'imposait la demande d'économie de carburant. Très schématiquement dit, ils vont de la cuisson à chaleur contenue vers une cuisson type « lance flamme ». Ils conviennent mieux pour la pâtisserie que pour la boulangerie et ont plus de flexibilité Ils ont réussi leur objectif de consommation énergétique moindre. |
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Comparaison chiffrée des différents types de fours  Tableau comparant les valeurs quantitatives des divers fours. On compare ici les valeurs qui peuvent être quantifiées. Les valeurs qualitatives sont plus suggestives. Généralement l'avantage d'un type de four ne sait se séparer de son désavantage. Le choix du four reste toutefois, un choix de base qui détermine souvent la destinée d'une boulangerie. |
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Comportement du pain dans les différents types de four.  Tableau comparant l'évolution des températures dans différents types de fours. Les fours de boulangeries sont ceux qui ont la meilleure inertie thermique, c'est à dire qui conserve bien la chaleur, qui ne la renouvelle pas. Ils baissent et remontent difficilement en température. Les fours pâtissiers ont besoin d'une plus grande flexibilité vu la gamme de température différentes à atteindre, ils doivent pour cette raison descendre et monter rapidement en température. |
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Le four à bois et l'effet de serre  Schéma du cycle du carbone et de la production de gaz à «effet de serre». Une couverture faite de vapeur d'eau et de gaz empêche l'énergie solaire non absorbée de retourner dans l'atmosphère. Ce qui crée « l'effet de serre » et le réchauffement de notre terre., c' est que plus on produit des gaz à « effet de serre », plus on augmente les risques de déséquilibres atmosphériques. L'utilisation d'énergie fossile (dérivés du pétrole, charbon, tourbe) rejette dans l'atmosphère des gaz produit pendant des millénaires. Tandis que le bois, en brûlant, produit autant de gaz à «effet de serre» ( le CO_ ou gaz carbonique) qu'il n'en consomme en croissant. Il a, comparé aux énergies fossiles, un bilan carbone qui se neutralise et qui ne pèse pas dans la production de gaz à «effet de serre». |
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 Historique des fours L’homme primitif connaissait le feu sous forme de volcans, de foudre, de feux naturels, autant de choses terrifiantes pour lui. Il a ensuite appris à le maîtriser ; le saisir, le transporter, l’utiliser, et par là même à cuire les aliments et en premier lieu le pain. Ce sont les Egyptiens qui, vers 4 000 ans avant J.-C., furent les premiers à cuire la pâte à pain sur une pierre plate placée au milieu d’un foyer. (Fig. 1). Ils construisaient également des fours d’une seule pièce creusés dans l’argile (matière calorifuge). En se perfectionnant, ce four primitif fut construit de briques épaisses et en forme de tronc de cône avec une ouverture basse pour charger le bois et sortir les braises et une ouverture haute pour enfourner les pains et les retirer. (Fig. 2) C’est vers le VIIIe siècle avant J.-C., qu’un artisan dota le four d’une porte qui permettait aussi bien de chauffer le four que d’enfourner le pain. Ces fours n’étaient pas très grands : ils ne dépassaient un mètre de haut que très rarement. La taille de l’orifice supérieur diminue peu à peu pour devenir une cheminée. Avec l’arrivée des Barbares, le peuple se met sous la protection des militaires, c’est le début de la féodalité. Le seigneur prélève alors sur les récoltes et fait payer une redevance pour l’utilisation de son four. On constate peu d’évolution du four entre le IIIe et le XIXe siècle, celui-ci restant du type gréco-romain. Les fours communaux et familiaux sont restés de ce type jusqu’à nos jours. C’est dans la Boulangerie, au début du XXème siècle, et par souci de rentabilité thermique, que l’on note la première grande modification. Elle consiste en l’apparition d’un foyer inférieur et d’un gueulard pour diriger les flammes sur les parois. A partir de ce moment, le chauffage, directement sur la sole, est devenu plus rare. Les boulangers ont peu à peu abandonné cette méthode de chauffage, afin de diminuer le temps de travail, ainsi que la fatigue. Ils ont donc acquis des fours modernes à chauffage au mazout, électrique ou encore à la vapeur. Le calorifugeage des fours Qu’est-ce que calorifuger un four ? C’est recouvrir ses parois de matériaux calorifuges, qui sont mauvais conducteurs de la chaleur. Pourquoi faut-il calorifuger les fours ? Pour éviter de gaspiller la chaleur produite par la combustion et réduire le plus possible les pertes de calories. D’où provient la propriété calorifuge que possèdent certains matériaux ? De l’air qui est le plus mauvais des conducteurs de chaleur. On emprisonne de l’air dans un matériau et on crée ainsi un calorifuge. Suivant le type de four quelles sont les deux sortes de calorifuges pouvant être utilisées pour isoler ? Les calorifuges de construction et les calorifuges de remplissage. Quels sont les principaux calorifuges de construction ? Le béton cellulaire. Le béton ponce qui servent pour la construction des fours maçonnés. Quels sont les principaux calorifuges de remplissage ? Le sable (pour les fours maçonnés) La laine minérale, la laine de verre. L’amiante qui servent pour le montage des fours métalliques. Le choix du type de four Le four est l’élément-clé du fournil. De son choix dépend, en partie, le reste du matériel, la cadence de production, l’horaire, et bien entendu la qualité. On doit prendre en considération : - la surface de cuisson : elle doit être en relation avec la production de la boulangerie mais elle doit tenir compte des pointes et de certaines exigences du client, le pain chaud à toute heure par exemple, - le type de produit à cuire : fantaisie très diversifiée, gros pain, pâtisserie... - la conception technique dont dépend la fiabilité, la reprise de température et la souplesse, - l’automatisme qui fait intervenir le type de sole (fixe ou mobile) mais aussi les accessoires nécessaires à l’enfournement (tapis par exemple), - l’encombrement : possibilité de chambres superposées, - le combustible. - le choix du combustible suivant la législation en vigueur : voisinage Le rendement d’un four La chaleur dégagée par les combustibles n’est pas totalement utilisée pour la cuisson du pain. Cette perte de chaleur provient : - de la qualité calorifuge des matériaux. - du foyer - du manque d’étanchéité entre la sole, la voute, les côtés, l’ouverture de la bouche. - des soles incomplètes ou non utilisées par les pâtons. Calcul du rendement thermique d’un four : Rendement thermique = chaleur utilisée pour la cuisson du pain x 100chaleur produite (combustibles) Les brûleurs Le brûleur doit approvisionner le foyer en combustible dans des proportions bien définies de façon à permettre la combustion la plus complète possible. On distingue trois types de brûleurs : - brûleur fuel - brûleur gaz pulsé - brûleur gaz atmosphérique.
Le bilan thermique Détermination : Le Bilan Thermique se détermine en cherchant le nombre de calories : - dépensées pour la chauffe du four. - utilisées réellement pour la cuisson. La différence entre les deux est due aux pertes pendant la chauffe et la cuisson. Calcul des calories dépensées : Calories dépensées = Pouvoir calorifique des combustibles x quantité de produit utilisé. Calcul des calories utilisées réellement : Il faut compter 200 calories pour cuire 1 kg de pâte. Calories utilisées = 200 x poids de la pâte à cuire Calcul des calories perdues: Calories dépensées - calories utilisées Comment limiter les pertes de calories trop importantes : - par le choix du four : dimensions en rapport avec la production. - par le choix du combustible - par la conduite de la cuisson (soles incomplètes) - par la conduite du travail (panifications ne se suivant pas) - par le soin apporté à la construction du four et de la cheminée - par la conduite de la combustion
Auteur : DEWALQUE Marc, Equipe BoulangerieNet.
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