Brevet FR2740660A1 — publié le 19970509

FOUR DE BOULANGERIE ET DE PATISSERIE La présente invention est relative à un four de boulangerie et de pâtisserie, notamment un four industriel, un four pour artisans ou un four domestique, et plus particulièrement à un four à châssis et enveloppe métallique et de cuisson sur sole en pierre dans une enceinte non ventilée, notamment pour boulangerie dite "à l'ancienne". Un four industriel présente usuellement de un à cinq étages indépendants, chacun pouvant être divisé en une, deux ou trois chambres côte-àcôte également indépendantes avec leurs propres portes vitrées d'accès frontal. Ainsi, la buée issue de la cuisson des pains dans une chambre donnée y reste confinée jusqu'à l'ouverture de la porte. Les fours de cuisine ou chaque chambre de cuisson d'un four industriel sont formés d'un caisson en tôles noires soudées donnant sur une porte avant, ces caissons étant isolés les uns des autres et des parois extemes du four par des couches isolantes thermiques, telles que des nappes de laine de roche. Chaque chambre de cuisson comprend en sa partie inférieure une sole de cuisson constituée généralement d'une plaque unique de pierre réfractaire couvrant toute la largeur et la profondeur de la chambre, et reposant à une certaine distance au-dessus du plancher sur des rangées de supports ayant la forme de profilé en T orienté dans le sens de la profondeur. Sous la sole est installé un premier réseau de résistances électriques tenu également par les supports, et composé d'une série de résistances horizontales transversales en U dont les branches, de longueur égale à la largeur de la chambre, présentent un écartement de l'ordre de 7,5 centimètres. Les résistances sont espacées les unes des autres de la valeur de l'écartement.Une couche de briques de récupération de hauteur de l'ordre de 10 centimètres est disposée sur le plancher de la chambre sous le réseau de résistances. Les pains à cuire sont normalement posés directement sur la sole dont ils reçoivent la chaleur par convection. Un second réseau de résistances électriques identique au premier est maintenu à environ 15 millimètres en dessous du plafond par les parties médianes de supports en T inversé descendant du plafond et agencés en rangées. Les extrémités inférieures planes de ces supports soutiennent une grille de répartition. Pour un développement correct des pains, la chambre de cuisson est préchauffée pendant environ 45 minutes, puis régulée à une température comprise entre 1800C et 250"C pendant toute la durée de fabrication journalière qui peut s'étaler sur une période de plusieurs heures, chaque foumée d'une vingtaine de pains étant cuite entre 20 et 60 minutes. Pour ce, il s'est avéré utile d'augmenter de 20 à 30"C la valeur de la température de consigne des résistances électriques supérieures par rapport à celle des résistances inférieures. Fonctionnant à satisfaction, on se rend toutefois compte que la moindre amélioration dans la déperdition de chaleur peut résulter en une économie substantielle d'énergie électrique à la fin de la journée. Le but de la présente invention est un four de boulangerie et de pâtisserie industriel, artisanal ou domestique qui, tout en restant efficace quant aux caractéristiques de cuisson dites "traditionnelles", soit encore plus économe en énergie. Ces buts sont réalisés dans un four comprenant une ou plusieurs chambres de cuisson sous la forme de caissons métalliques isolés les uns des autres et des parois externes du four par des couches isolantes thermiques chaque chambre comprenant en sa partie inférieure une sole de cuisson reposant au-dessus du plancher sur des supports, un premier réseau de chauffage, par exemple électrique, tenu sous la sole par ces supports, ainsi qu'une couche de briques de récupération disposée sur le plancher sous le réseau de résistances chaque chambre comprenant en sa partie supérieure un second réseau de chauffage maintenu en dessous du plafond par des supports, du fait que chaque chambre de cuisson est complétée par une couche supplémentaire de matériau réfractaire installée entre le réseau supérieur de chauffage et le plafond de la chambre. Bien que trop onéreux a priori, notamment à cause du problème de la fixation, il s'avère que cette couche réfractaire supérieure accumule l'importante partie montante de la chaleur issue des résistances supérieures de chauffage allant autrement se perdre dans la tôle noire de plafond. Cette chaleur accumulée rayonne ensuite vers le bas en complément à celle directement rayonnée par les résistances. Avantageusement, la couche supérieure de matériau réfractaire est composée de carreaux, de plaquettes ou briques posés sur des glissières rapportées au milieu des branches verticales des supports en T inversé portant déjà le réseau supérieur de résistances électriques et la grille de répartition. Ces carreaux, plaquettes ou briques peuvent présenter une section transversale rectangulaire habituelle, ou une section arquée à la manière d'une tuile pour accroître l'effet esthétique. Ce mode de fixation utilisant des éléments déjà en place s'avère en fait beaucoup plus simple à réaliser que les modes usuels par vis ou collage. Cette couche réfractaire supérieure peut être avantageusement réalisée en pierre naturelle ou reconstituée, en terre cuite éventuellement émaillée, ou autres matériaux réfractaires techniques. Selon le matériau et l'ampleur de l'accumulation souhaitée, cette couche peut être mince de l'ordre d'un centimètre, ou épaisse de l'ordre de quinze centimètres correspondant à la hauteur de l'espace usuellement disponible entre les résistances électriques supérieures et le plafond, déduction faite d'un jeu de l'ordre du centimètre en haut et en bas. L'invention, ainsi que ses avantages, seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, faite en référence au dessin annexé illustrant schématiquement une chambre de cuisson d'un four industriel, et ce en coupe transversale partielle. Sur la figure est illustrée une chambre de cuisson 5 située entre une chambre de cuisson identique supérieure 5a et une chambre inférieure identique 5b. L'enveloppe métallique de cette chambre est constituée d'un caisson composé de tôles soudées : une tôle de plancher 12, une tôle de voûte 14 réunies par deux tôles latérales 15 que ferme une tôle de fond non illustrée. Ce caisson est fixé dans le châssis du four industriel, et une porte non illustrée ferme de manière étanche la face avant. Des couches de laine de verre ou de carton thermique 16 isolent le plancher 12 du plafond 14' de la chambre inférieure 5b, isolent la voûte 14 du plancher 12' de la chambre supérieure 5a, et isolent les tôles latérales 15 de la carcasse métallique 17 extérieure du four industriel. Comme illustré, la chambre 5 comprend une première couche de briques réfractaires 20 posée sur le plancher 12, par exemple des briques naturelles d'origine de la région de Tain-L'Hermitage et commercialisées sous la marque "Fayol". Cette couche peut présenter une épaisseur comprise entre 2 et 10 centimètres. Chacune des autres chambres 5a comprend cette même couche 20. Audessus de cette couche réfractaire 20 est disposé un premier réseau d'éléments de chauffage 30, en l'occurrence une série d'épingles de résistances électriques en U dont la longueur des branches correspond sensiblement à la largeur de la chambre 5 augmentée de la distance nécessaire pour traverser la paroi latérale 15/16/17 pour connexion électrique extérieure. Les branches de chaque épingle sont espacées de l'ordre de 7,5 centimètres et les résistances sont également espacées de l'ordre de 7,5 centimètres formant ainsi une grille homogène. Ces éléments de chauffage 30 pourraient également être des canalisations de chauffage à gaz ou à fuel, quoique leur réalisation soit plus compliquée. Au-dessus de ce premier réseau de chauffage est installée une sole de cuisson 22 en pierre naturelle réfractaire posée sur des supports horizontaux 42 rapportés à l'extrémité de tiges ou longerons verticaux inférieurs 40. La surface de cette soie 22 correspond pratiquement à la surface inteme du plancher 12. La chaleur dégagée par le réseau d'éléments chauffants 30 est donc reçue à la fois par la sole 22 et par la couche de briques d'accumulation 20, ces dernières surchauffées renvoyant des calories à la sole 22 par rayonnement vers le haut. Les pains posés sur la sole reçoivent ainsi une chaleur de cuisson par convection remontant de bas en haut. Dans la partie supérieure de la chambre 5 est installé un second réseau d'éléments chauffants 32, usuellement identique au premier 30. Ce réseau est tenu par une pluralité de tiges ou longerons verticaux 44 descendant de la voûte 14, et dont les extrémités supportent une grille de répartition 34 par le biais de crochets 48. Ce second réseau de chauffage chauffe le dessus des pains par rayonnement de haut en bas. La grille de répartition diffuse ce rayonnement de chaleur, notamment dans le sens de la profondeur, pour éviter une surchauffe et un noircissement du dessus des pains directement à la verticale de chacune des branches de résistances électriques, surchauffement susceptible de former des zébrures inesthétiques. Plus particulièrement selon l'invention, des glissières 46 orientées dans le sens de la profondeur de la chambre 5, c'est-à-dire perpendiculairement aux résistances électriques 32, sont rapportées sur chaque rangée de tiges 44 (ou longerons verticaux). Sur chaque paire de glissières en vis-à-vis est enfilée une rangée d'éléments réfractaires 50, formant ainsi une couche supplémentaire d'accumulation supérieure située donc peu au-dessus du second réseau de chauffage 32. Les autres chambres 5b peuvent également comprendre une telle rangée supérieure d'éléments réfractaires 50', soit identiques, soit de composition différente si on veut particulariser l'usage de chaque chambre. Ces éléments réfractaires supérieurs 50 peuvent être des blocs de pierre naturelle, ou des briques de terre cuite, ou du carrelage éventuellement émaillé. L'épaisseur de ces éléments réfractaires peut être comprise entre un centimètre pour du carrelage jusqu'à treize centimètres pour des briques, cette dernière valeur correspondant à l'espace usuellement disponible entre le réseau de chauffage supérieur 32 et la tôle de voûte 14. Pour des considérations esthétiques, on peut envisager que la section transversale de ces éléments ne soit pas seulement rectangulaire, mais également arquée à la manière de tuiles. D'autres moyens de fixation, quoique plus onéreux, peuvent également être envisagés pour le maintien des éléments réfractaires supérieurs 50. Par exemple, les glissières 46, et éventuellement des supports verticaux 44, peuvent eux-mêmes être des plaquettes en matériau réfractaire. En alternative, ces éléments réfractaires peuvent être individuellement collés eVou vissés contre la tôle de voûte 14. Selon l'invention, une partie importante du rayonnement thermique issu du second réseau de chauffage 32 et partant vers le haut en direction de la tôle de voûte 14 est récupérée et emmagasinée par cette seconde couche d'éléments réfractaires 50 qui la rediffuse, partiellement, vers le bas par un rayonnement complémentaire à celui orienté vers le bas issu du réseau de chauffage 32. On a ainsi, de manière élégamment simple, augmenté la masse thermique interne du four industriel pour se rapprocher autant que possible des caractéristiques d'un four traditionnel. Des essais en atelier ont montré que cette couche supérieure réfractaire permettait de réduire de 3 à 5 % la valeur de consigne du réseau de résistances supérieur, réduisant sensiblement l'écart avec le réseau inférieur. Cette couche supérieure réfractaire contribue également à stabiliser la régulation thermique, notamment après chaque ouverture de porte pour déchargement et rechargement de pains. Cette couche supérieure réfractaire permet également d'atténuer d'éventuelles différences de chauffe d'une résistance à l'autre dues à de légers écarts de construction. On peut alors également envisager d'alléger dans une certaine mesure la grille de répartition. De plus, cette couche réfractaire supérieure donne un aspect encore plus traditionnel à ce type de four prévu plutôt pour la cuisson de pains de campagne. De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce four dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1. Four comprenant une ou plusieurs chambres de cuisson (5) sous la forme de caissons métalliques (12,14,15) isolés les uns des autres et des parois externes du four par des couches isolantes thermiques (16); chaque chambre comprenant en sa partie inférieure une sole de cuisson (22) reposant au-dessus du plancher (12) sur des supports (40,42), un premier réseau de chauffage (30) tenu sous la sole par ces supports, ainsi qu'une couche de briques de récupération (20) disposée sur le plancher sous le réseau de résistances ; chaque chambre comprenant en sa partie supérieure un second réseau de chauffage (32) maintenu en dessous du plafond par des supports (44,48), caractérisé en ce qu'une couche supplémentaire de matériau réfractaire (50) est installée entre le réseau supérieur de chauffage (32) et le plafond (14) de la chambre. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche réfractaire supérieure (50) est réalisée en pierre naturelle ou reconstituée, en terre cuite éventuellement émaillée, ou autres matériaux réfractaires techniques. 3. Four selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche réfractaire supérieure (50) est comprise entre un et quinze centimètres. 4. Four selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche supérieure de matériau réfractaire (50) est composée de carreaux, de plaquettes ou briques posés sur des glissières (46) rapportées sur les branches verticales (44) de supports en T (48) inversé portant initialement le réseau supérieur de chauffage (32). 5. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que les carreaux, plaquettes ou briques présentent une section transversale arquée.