Brevet FR2908263A1 — publié le 20080509

Procédé et appareils de cuisson ou de chauffage utilisant le rayonnement thermique d'un matériau apyre chauffé par micro-ondes. La présente invention concerne un procédé de cuisson d'aliments ou de chauffage par le rayonnement thermique d'un matériau apyre chauffé par micro-5 ondes. Elle vise aussi un appareil de cuisson ou de chauffage conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon une application plus particulièrement intéressante, bien que non limitative, l'invention a pour objet un appareil du genre barbecue pour la cuisson d'aliments en plein air, cet appareil de cuisson ne nécessitant pas l'utilisation de 10 combustibles tels que gaz, bois, charbon de bois, ..., ni de rampes de résistances électriques. On trouve actuellement sur le marché deux types de barbecues : ceux qui utilisent un combustible et ceux qui utilisent des résistances électriques. Les premiers comprennent le plus souvent un braséro dans lequel est 15 disposé un lit de combustible solide (en général du charbon de bois) dont la combustion est utilisée pour la cuisson d'aliments (viandes ou autres) disposés sur une grille placée au-dessus du braséro. Les problèmes inhérents à ce type de barbecues sont principalement les difficultés et les dangers découlant de l'allumage de la couche de combustible et 20 les risques d'enflammement incontrôlable de celui-ci et des aliments par suite de la coulée de la graisse fondue exsudée par la cuisson de ces derniers, avec en outre la production de fumées irritantes plus ou moins épaisses. Si l'utilisation des plaquettes ou autres préparations allume-feu permet d'aider l'allumage du combustible, celui-ci reste très délicat, dangereux et long à 25 mettre en oeuvre. Dans le document 1NO-2006/010858, sont décrits un procédé et un appareil visant à faciliter cet allumage, sans utilisation de plaquettes ou autres préparations inflammables, mais le problème de l'enflammement par l'apport des graisses fondues, en cours de cuisson, n'est pas solutionné. 2908263 -2- Cette difficulté de mise en route des barbecues à combustible solide, a conduit au développement du marché des barbecues fonctionnant au gaz. Ces derniers permettent effectivement un allumage simple et rapide, mais ils présentent néanmoins les inconvénients découlant de la nécessité de transporter et de manipuler une réserve (bouteille) de gaz et le fait que le goût des aliments cuits au gaz est sensiblement moins succulent et apprécié des consommateurs que la saveur des aliments cuits au charbon de bois. En outre, le problème de l'enflammement possible des aliments n'est pas radicalement écarté. Pour pallier les insuffisances de ce type de barbecue, on a prévu de to disposer un lit de pierres de lave ou une plaque de matériau ininflammable entre les brûleurs à gaz et la grille de cuisson (US-4.403.597) pour permettre de retrouver une cuisson proche de celle obtenue par les appareils utilisant le charbon de bois, cette méthode de cuisson étant actuellement très recherchée par les consommateurs. Toutefois, elle ne résoud par le problème de la 15 possibilité d'enflammement résultant d'une saturation de la pierre de lave poreuse en jus et graisses exsudés par la cuisson des aliments, ni la nécessité de transporter et de manipuler des bouteilles de gaz. Les barbecues électriques ne sont pas confrontés au problème d'allumage, mais ils ne permettent pas d'obtenir un résultat de cuisson aussi appréciés que 20 celui obtenu au moyen de barbecues utilisant le charbon de bois, notamment dans le domaine des grillades de viandes ou de préparations à base de viandes. Par ailleurs, le risque d'enflammement des aliments provoqué par la combustion des jus et matières grasses exsudés par les aliments, en cours de cuisson, n'est pas complètement écarté. 25 Le procédé et l'appareil de cuisson selon l'invention apportent des solutions avantageuses aux problèmes de l'allumage, et/ou de l'enflammement des aliments, et/ou de la production de grandes quantités de fumées. Selon l'invention, cet objectif est atteint grâce à un procédé de cuisson ou de chauffage, suivant lequel le rayonnement thermique de cuisson ou de 30 chauffage est émis par un matériau apyre soumis à un rayonnement micro-ondes 2908263 -3- et possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant. L'appareil de cuisson ou de chauffage selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il comprend ou est agencé pour renfermer un élément 5 radiant réalisé dans un matériau apyre possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant, et un générateur d'énergie électromagnétique à très haute fréquence ou magnétron capable de générer un rayonnement micro-ondes permettant de chauffer ledit élément radiant de cuisson. Selon un premier mode d'exécution, l'appareil de cuisson conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comprend : - une enceinte, par exemple constituée par une caisse réalisée en acier inoxydable et comportant un fond, une ou des parois latérales et une paroi supérieure, cette enceinte étant destinée à contenir un lit ou couche de matériau apyre possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant ; - un générateur d'énergie électromagnétique ou magnétron capable de générer un rayonnement micro-ondes, - et un guide d'onde reliant ledit magnétron à ladite enceinte pour l'acheminement des micro-ondes jusqu'à l'intérieur de cette dernière ; ledit appareil pouvant encore comporter un support de grilles capable de supporter au moins une grille, de préférence amovible, pour la réception des aliments à cuire. Le procédé et l'appareil de cuisson selon l'invention procurent de nombreux avantages. On souligne notamment : la rapidité de mise en fonctionnement ; l'efficacité de l'action de cuisson ; 25 - la sécurité d'utilisation ; l'absence de pollution et de nuisances; la possibilité de réutilisation du matériau de chauffe ; la simplicité de réalisation et d'utilisation. 2908263 -4- Selon un mode d'exécution préféré, l'enceinte destinée à contenir le matériau de chauffe est munie, d'une part, en partie haute, d'une ouverture d'entrée raccordée à un tube de chargement et, d'autre part, en partie basse, d'une ouverture de sortie raccordée à un tube de déchargement. 5 L'admission et l'évacuation du matériau de chauffe, au moyen de ces tubes de chargement et de déchargement, respectivement, permettent d'éviter la prévision et l'utilisation de portes et garantissent, de la sorte, l'étanchéité de l'enceinte aux micro-ondes. Selon un autre mode d'exécution de l'appareil de cuisson selon l'invention, 10 le matériau apyre est constitué par la plaque supérieure ou plaque de couverture de l'enceinte délimitant la cavité à micro-ondes. Selon une autre disposition caractéristique, ladite plaque de couverture est munie d'une pluralité de perforations. On souligne que d'autres applications intéressantes du procédé et du 15 dispositif de l'invention sont prévues ; par exemple, l'invention peut être avantageusement utilisée pour la mise en oeuvre de procédés et d'appareils de chauffage individuels par rayonnement thermique. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans 20 lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d'un appareil de cuisson, de type barbecue permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif de chauffage de cet appareil. La figure 3 est une représentation schématique d'un autre mode d'exécution de l'appareil de cuisson de type barbecue selon l'invention. On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants, bien que non limitatifs, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation d'appareils de 2908263 -5- cuisson selon l'invention qui, dans ce cas, sont constitués par des appareils de cuisson d'aliments de type barbecue. Selon ce procédé, on expose les aliments à cuire (viandes, préparations à base de viandes, poissons, ou autres) au rayonnement thermique émis par un 5 matériau apyre soumis à un rayonnement micro-ondes et possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant. L'invention concerne également un procédé de chauffage par rayonnement thermique remarquable en ce que ce rayonnement thermique ou chaleur radiante est émis par un matériau apyre soumis à un rayonnement micro-ondes et 10 possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant. Ce rayonnement micro-ondes est généré par un générateur d'énergie électromagnétique à très haute fréquence. De manière préférée, le matériau de chauffe incombustible est chauffé par 15 exposition à un rayonnement micro-ondes issu d'un magnétron fonctionnant par exemple sous une fréquence de l'ordre de 2450 MHz. Le matériau ininflammable susceptible d'être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention peut être constitué par différents types de roches (pierres de lave, pierres siliceuses, ...), le ciment, la céramique, les verres 20 borosilicates, les matériaux chargés en sulfates de fer, ... Selon le mode d'exécution illustré aux figures 1 et 2, l'appareil de cuisson selon l'invention comprend une enceinte 1 par exemple constituée par une caisse exécutée en acier inoxydable et supportée par un piétement 2 ou autre support. Cette enceinte peut présenter une forme parallélépipédique, comme illustré, ou 25 toute autre forme convenable. La paroi supérieure 3 de l'enceinte 1 est constituée par une plaque de tôle, de préférence munie d'une pluralité de perforations 3a. La fonction de cette plaque perforée 3 est de réaliser l'étanchéité aux micro-ondes tout en permettant le rayonnement thermique des pierres de lave (ou autre matériau apyre) renfermé dans l'enceinte 1, à travers les perforations 3a de ladite plaque. 2908263 6 Avantageusement, la plaque supérieure perforée 3 est fixée de manière inamovible et étanche aux micro-ondes, sur les parois latérales de l'enceinte ; cette fixation à demeure pouvant être réalisée au moyen d'une soudure sans solution de continuité. 5 Les perforations 3a couvrent, de préférence, la totalité de la surface de la plaque supérieure 3. Leur diamètre est tel qu'il ne laisse pas passer les micro-ondes. Pour une fréquence de 2450 MHz, le diamètre de ces perforations peut être compris entre 1 mm et 4 mm. Les espacements entre les trous 3a sont réduits au maximum de façon à permettre un échange par rayonnement 10 thermique maximal. L'entraxe peut être, par exemple, de l'ordre de 6 mm (composition en triangle de type R4T6). Selon l'invention, l'enceinte 1 constituant la cavité micro-ondes est destinée à renfermer un lit ou couche de matériau incombustible 4. Elle est munie, d'une part, en partie haute, d'une ouverture d'entrée 5 raccordée à un tube de 15 chargement 6 et, d'autre part, dans son fond, d'une ouverture de sortie (non représentée) raccordée à un tube de déchargement 7. L'ouverture d'entrée 5 peut être prévue dans l'une des parois latérales lb de l'enceinte 1. Comme indiqué précédemment, le matériau apyre utilisable pour la constitution du lit ou couche de chauffe 4 peut être d'origine diverse (pierre de 20 lave, pierres siliceuses, ciment, céramique, verres borosilicates, matériaux chargés en sulfates de fer, etc.). Ce matériau peut se présenter sous forme d'un granulat ayant une granulométrie comprise entre 10 mm et 40 mm, par exemple, de l'ordre de 20 mm, ou de section maximum 20 x 40 mm pouvant passer dans des cribles 25 rectangulaires de 20 x 40 mm. Les tubes de chargement 6 et de déchargement 7 présentent un diamètre interne maximum de 25 mm, pour une fréquence de 2450 MHz, afin de permettre une introduction et une évacuation faciles du matériau de chauffe par lesdits tubes. Ils peuvent présenter une section ovoïde de 25 x 50 mm et une longueur 30 supérieure à 50 mm, par exemple une longueur de 70 mm. 2908263 -7- Le dimensionnement des tubes 6 et 7 (diamètre et longueur) permet d'obtenir une étanchéité efficace aux micro-ondes. Ces tubes ne possèdent donc aucun système d'obturation. On observe que l'enceinte 1 est totalement fermée. Le tube d'entrée 6 5 permet de disposer les pierres de lave (ou autre matériau), dans la cavité à micro-ondes. Le tube de sortie 7 permet de vidanger ces pierres après plusieurs utilisations, lorsqu'elles sont encrassées de façon irréversible. On souligne que ces pierres peuvent être facilement nettoyées en mettant en route les micro-ondes et en les faisant monter en température. 10 En mode d'utilisation "barbecue", l'appareil de cuisson comprend un support de grilles 8 agencé, de manière connue en soi, pour permettre le positionnement, à une distance réduite (quelques centimètres) du dessus de l'enceinte constitué par la paroi supérieure 3 de celle-ci, d'au moins une grille de cuisson amovible 9, pour la réception des aliments à cuire. 15 L'appareil de cuisson selon l'invention comprend encore un générateur d'énergie électromagnétique à très haute fréquence 11 capable de générer un rayonnement micro-ondes et un guide d'ondes avec pont thermique 14 reliant, de manière connue en soi, ledit générateur d'énergie 11 à l'enceinte 1 pour l'acheminement des micro-ondes jusqu'à l'intérieur de cette dernière, ledit guide 20 d'ondes débouchant dans une ouverture 13 ménagée dans une paroi latérale la de l'enceinte et munie d'une obturation (grille ou plaque en quartz). Le générateur de champ micro-ondes peut être avantageusement constitué par un magnétron 11 fonctionnant, de préférence, sur une fréquence de 2450 MHz ou voisine de 2450 MHz. Celui-ci peut être alimenté par une énergie source qui peut être le 25 courant du réseau ou celle issue d'une batterie, ledit magnétron 11 étant muni, à cet effet, d'un conducteur 12 permettant son raccordement à ladite source d'énergie. Techniquement, il serait possible d'utiliser un magnétron générant des micro-ondes à d'autres fréquences possibles de toute la plage micro-ondes 30 (environ de 900 MHz à 300 GHz). 2908263 -8 De manière connue en soi, un isolant thermique 15 (figure 2) est disposé entre l'enceinte 1 et le magnétron 11 pour protéger ce dernier des montées en température, dans le but d'assurer le maintien en bon état de marche dudit magnétron. 5 On comprend que la mise en oeuvre du procédé de l'invention avec l'appareil de cuisson qui vient d'être décrit, est extrêmement simple. II suffit en effet de disposer le matériau de chauffe 4 dans l'enceinte 1 en l'introduisant par le tube de chargement 6 et l'ouverture d'entrée 5, puis de déclencher le champ micro-ondes. Le matériau ininflammable est alors très rapidement porté en 10 température de cuisson (de l'ordre de 200 à 700 ) en toute sécurité. Un thermostat permet le réglage de l'intensité du champ micro-ondes et donc la température de chauffe du matériau incombustible contenu dans l'enceinte 1. Selon le mode d'exécution illustré à la figure 3, le matériau apyre constitue la plaque supérieure 3'-4' de l'enceinte 1 délimitant la cavité à micro-ondes. Dans 15 ce cas, la nature du matériau et l'épaisseur de la plaque 3'-4' sont déterminées de sorte que les micro-ondes soient totalement amorties lors de leur passage dans le matériau, afin qu'aucune fuite de micro-ondes ne soient possible. Cette plaque peut, par exemple, être constituée d'un matériau minéral (pierre siliceuse, pierre de lave, ...), voire même d'une plaque métallique (dans ce cas, 20 l'échauffement de la plaque est dû aux boucles de courants de Foucault par la composante électrique du champ micro-ondes. Selon un tel mode d'exécution, la plaque 3'-4' peut également être munie de trous 3a dimensionnés pour assurer l'étanchéité aux micro-ondes et pour permettre le passage de l'air et l'écoulement, en fond de cuve, du jus et des graisses de cuisson. 25 En mode d'utilisation "Pierrade" (Nom déposé), l'appareil de cuisson ne comporte pas ou ne fait pas usage de support de grilles 8 et de grilles de cuisson. La cuisson des aliments s'effectue, dans ce cas, directement sur la plaque de pierre de lave 31-4' ou autre plaque de matériau apyre. L'invention s'applique également à un appareil de chauffage comprenant 30 un élément radiant réalisé dans un matériau apyre possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant, et un générateur 2908263 9 d'énergie électromagnétique à très haute fréquence ou magnétron capable de générer un rayonnement micro-ondes permettant de chauffer ledit élément radiant. REVENDICATIONS 1. Procédé de cuisson ou de chauffage, caractérisé en ce que le rayonnement thermique de cuisson ou de chauffage est émis par un matériau apyre soumis à un rayonnement micro-ondes, et possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant. 2. Procédé de cuisson ou de chauffage utilisant le rayonnement thermique d'un matériau apyre chauffé par micro-ondes, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau apyre est exposé à un champ micro-ondes issu d'un magnétron fonctionnant sur une fréquence de 2450 MHz ou de l'ordre de 2450 MHz. 3. Procédé de cuisson ou de chauffage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise pour la constitution d'un lit ou couche de chauffe, des pierres de lave, ou des pierres siliceuses, ou du ciment, ou de la céramique, ou des verres borosilicates, ou des matériaux chargés en sulfates de fer. 4. Procédé de cuisson ou de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau apyre utilisé pour la constitution du lit ou couche de chauffe (4) se présente sous forme de granulat ayant une granulométrie comprise entre 10 mm et 40 mm. 5. Appareil de cuisson ou de chauffage, caractérisé en ce qu'il comprend ou est agencé pour renfermer un élément radiant (4, 3'-4') réalisé dans un matériau apyre possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant, et un générateur d'énergie électromagnétique à très haute fréquence ou magnétron (11) capable de générer un rayonnement micro- ondes permettant de chauffer ledit élément radiant de cuisson. 6. Appareil de cuisson pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant : - une enceinte (1) par exemple constituée par une caisse réalisée en acier inoxydable et comportant un fond, une ou des parois latérales et une paroi supérieure (3), cette enceinte étant destinée à contenir un lit ou couche de matériau apyre 2908263 -11- (4) capable d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant, - un support de grilles (8) capable de supporter au moins une grille, de préférence amovible, pour la réception des aliments à cuire, - et un générateur d'énergie électromagnétique à très haute fréquence ou magnétron 5 (11) capable de générer un rayonnement micro-ondes, et un guide d'ondes reliant ledit générateur d'énergie électromagnétique (11) à ladite enceinte pour l'acheminement des micro-ondes jusqu'à l'intérieur de cette dernière. 7. Appareil de cuisson pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, comprenant : une enceinte (1) étanche aux microondes, par exemple constituée par une caisse réalisée en acier inoxydable et comportant un fond, une ou des parois latérales et une paroi supérieure (3'-4'), caractérisé en ce que ladite plaque supérieure (3'-4') est exécutée dans un matériau apyre possédant la capacité d'absorber les micro-ondes et de s'échauffer en les amortissant, - un générateur d'énergie électromagnétique à 15 très haute fréquence ou magnétron (11) capable de générer un rayonnement micro-ondes, - et un guide d')ndes reliant ledit générateur d'énergie électromagnétique (11) à ladite enceinte pour l'acheminement des micro-ondes jusqu'à l'intérieur de cette dernière. 8. Appareil de cuisson selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce 20 qu'il comporte un support de grilles (8) disposé au-dessus de la paroi supérieure (3, 3'-4'), de l'enceinte à micro-ondes (1) et capable de supporter au moins une grille (9) de préférence amovible, pour la réception des aliments à cuire. 9. Appareil de cuisson utilisant le rayonnement thermique d'un matériau apyre 25 chauffé par micro-ondes, selon l'une quelconque des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le générateur de micro-ondes ou magnétron (11) est d'un type fonctionnant sur une fréquence de 2450 MHz ou de l'ordre de 2450 MHz. 10. Appareil de cuisson selon l'une quelconque des revendications 6, 8 ou 9, 30 caractérisé en ce que l'enceinte à micro-ondes (1) est munie, en partie haute, d'une ouverture d'entrée (5) raccordée à un tube de chargement (6), et en ce 2908263 - 12 - que le fond de l'enceinte (1) est pourvu d'une ouverture de sortie raccordée à un tube de déchargement (7). 11. Appareil de cuisson selon la revendication 10, caractérisé en ce que les tubes de chargement (6) et de déchargement (7) présentent un diamètre 5 interne compris entre 25 mm et 50 mm, et une longueur supérieure à 50 mm, par exemple une longueur de 70 mm. 12. Appareil de cuisson suivant l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la paroi supérieure ou plaque de couverture (3, 3'-4') de l'enceinte à micro-ondes est munie de perforations (3a), ces perforations 10 (3a) ayant, de préférence, un diamètre compris entre 1 mm et 4 mm, et l'espace ménagé entre lesdits trous ou perforations (3a) étant, par exemple, de l'ordre de 6 mm.