Deconstructing David

Suite à une très longue absence due à un surplus de travail et d’activités extra universitaires, je n’ai pas pu mettre à jour ces pages depuis quelques mois. Ce message rédigé à l’aube de la rentrée scolaire 2009 a pour but de faire un résumé très général et condensé des modestes avancées des derniers mois.

Distillation, janvier février 2009
Le design de la colonne a été légèrement modifié depuis janvier. Elle est maintenant totalement opérationnelle et relativement facile à utiliser. Je ne manquerai pas de la prendre en photos lors de sa prochaine utilisation.

Une torpille en laiton, février 2009
Les poubelles de l’université sont définitivement un endroit plein de surprises. J’ai déniché en océanographie une espèce de torpille de 30kg en laiton massif! Il s’agirait apparemment d’un courantomètre (préhistorique). Alors que les appareils modernes fonctionnent par effet Doppler, celui là est simplement équipé d’une petite hélice qui fait tourner un aimant. Ce champ magnétique tournant peut ensuite être perçu par un dispositif électrique placé dans la cavité étanche de l’appareil. Évidemment je ne compte pas sonder les profondeurs de la Meuse: si j’ai ramassé cet engin c’est simplement pour son esthétique. Une fois débarrassé de sa peinture jaune et poncé je crois qu’il pourrait être fort joli. Les photos sont visibles ici:

Une presse et un broyeur de pommes, mars 2009
Mes quelques expériences de fermentation de bière m’ont conduit à lire de nombreux documents concernant la fermentation d ‘autres jus. Notamment la fabrication de cidre. Je projette donc vaguement de construire un broyeur de pommes et une presse pour extraire le jus de la bouille de pommes. Affaire à suivre…

L’outil ne fait pas le bricoleur…mais l’aide considérablement, juillet 2009
Je viens d’acquérir une mini scie circulaire stationnaire Proxxon FET. J’ai choisi ce modèle miniature pour des raisons d’espace et surtout de bruit, les modèles de grande taille étant particulièrement bruyants. Je suis enchanté par ce petit engin qui se révèle très puissant et précis. Pour l’instant il semble convenir parfaitement aux applications qui m’intéressent. L’engin est visible en vidéo sur Youtube. Je lui ai également dédié une galerie Picasa:

Coup de pédale, août 2009
Mon vieux VTT (12 ans!) peut enfin se reposer: je roule désormais sur un Anayet 2009 de chez Orbea. Il est équipé très sobrement d’un mini porte bagages Tubus Fly et de gardes boues routiers Topeak Defender. Très confortable et relativement rapide, il me convient très bien en guise de “commuter bike”. Sa fiabilité reste toutefois à être examinée, les intempéries de cet hiver constitueront sûrement un bon test.

Nouvel appareil photo, septembre 2009
Mon pauvre petit Ixus 500 a connu une fin tragique en juillet dernier. Chocs et sable ont eu raison de sa mécanique. Après une carrière de 5000 photos, je lui ai donc offert une retraite bien méritée.
Son remplaçant est un Canon également mais plus de la famille Ixus: il s’agit cette fois d’un Powershot G10. Mes prochains articles seront d’ailleurs illustré par ses clichés.

Déménagement, septembre 2009
Je devrais bientôt m’installer dans un studio équipé d’un petit atelier! Après les quelques travaux de rénovation qui débutent dans deux jours, j’espère donc me ménager un beau petit espace de travail. Qui en principe devrait me permettre de bricoler dans de meilleures conditions.

J’ai réalisé plusieurs petites modifications avant de lancer un test ce soir.

J’ai d’abord redécoupé la plaque qui sert de socle à la colonne et la fixe ou bouilleur. cette découpe est avant tout esthétique mais elle va me permettre de mieux combattre les fuites.

Ensuite j’ai placé dans la colonne deux rouleaux à récurer en copeaux d’inox afin de constituer un garnissage que j’ai tenté d’homogénéiser tant bien que mal.

Finalement, point le plus important, j’ai alimenté le bouilleur en 130V grâce à mon gros transformateur comme évoqué à la fin de ce message. La puissance dissipée par les résistances chauffantes est donc approximativement de 1300W. À cette puissance, les contraintes sur l’installation diminuent fortement: j’ai moins de problèmes de fuites et la colonne ne vibre presque plus. Mais l’avantage réside particulièrement dans le refroidissement: en effet, même sans refroidisseur, l’eau sort du condenseur à peine tiède. Le distillat est quant-à lui assez frais. Il se réchauffe un peu dans le tuyau d’évacuation à cause des deux supports horizontaux qui font l’effet de ponts thermiques. La pompe était un peu survoltée: je l’alimentais à 29V. Le débit de distillat à reflux nul est de 280ml/h (il était de 2,4l/h à 2400W).

J’ai toutefois un étrange problème d’odeurs: l’eau distillée a un parfum étrange, qui ressemble à un métal oxydé… J’ignore d’où vient ce parfum: j’exclus le cuivre puisque tous les alambics professionnels sont en Cu. L’inox de ma cuve serait-il de mauvaise qualité? Je n’observe pourtant aucune piqures. Pour le moment, les seules pièces qui semblent souffrir sont les vis qui fixent le socle de la colonne à la tour. Ces vis sont en acier galvanisé: elles sont donc recouvertes de zinc. Or en présence d’un électrolyte (ici l’eau de ma cuve) je crains que l’assemblage Cu/Zn ne se comporte comme une pile. Le goût serait donc donné par la corrosion galvanique à l’assemblage Cu/Zn? Je jetterai un œil dans les tables de potentiel redox demain. Il faut donc que je trouve des vis M3 en inox ou en titane.

Lors de mon dernier test de distillation, le refroidisseur à air a posé problème. Les tubes transparents reliant les tubes (en série) se sont ramollis avec la chaleur et se sont croqués aux coudes, augmentant considérablement la perte de charge.

Pour résoudre ce problème, j’ai monté un système en parallèle: l’eau en provenance du condenseur arrive dans un distributeur qui la répartit en 10 flux qui traversent ensuite le refroidisseur simultanément. Le distributeur en question est assez rudimentaire mais ils est robuste et étanche. Pour l’instant je n’ai pas de collecteur: pour limiter la perte de charge je laisse l’eau s’écouler à la sortie des tubes et je la récupère dans une bouteille d’eau taillée en gouttière.

Montage du système de reflux
Ce travail m’a demandé beaucoup d’efforts: en effet, vu la taille des pièces à braser, il a fallu assembler pratiquement tout d’un coup. Après une heure de bataille avec le chalumeau en suant des gouttes comme des cerises, je suis finalement parvenu à fixer tout ensemble. Le montage n’est pas parfaitement d’équerre, mais peu importe: l’ensemble est robuste et fonctionnel.

Le montage est globalement simple et les photos suivantes se passent d’explications. Seul le petit morceau de tube transparent sur le circuit de reflux est peut-être un peu mystérieux. Il s’agit en fait d’un moyen de contrôler le débit de reflux.


Seconde distillation
Comme lors du test précédent, j’ai chargé le bouilleur avec 10 litres d’eau. J’ai réalisé la distillation à pleine puissance, soit 2400W, en utilisant le refroidisseur décrit précédemment sans son ventilateur.
D’un point de vue strictement opérationnel, j’ai observé les mêmes fuites que lors du premier test, rien d’alarmant. Le système de reflux semble bien fonctionner mais mon système de tube transparent n’est finalement pas un avantage: en pratique il est soit bouché par une bulle d’air, soit rempli de fluide si bien qu’on ne voit rien du débit… Autre ennui avec les tubes en plastique: les coudes du refroidisseur s’assouplissent avec la chaleur et finissent par se “croquer” ce qui augmente considérablement les pertes de charge.

Une fois qu’il m’a semblé que l’appareil avait atteint un état à peu près stationnaire, j’ai réalisé quelques mesures de température:
-l’eau du baril de refroidissement est à 40°C (c’est trop)
-l’eau à la sortie du condenseur est à 60°C
-le refroidisseur est à 55°C (sans son ventilateur)
-le distillat est à 45°C (c’est trop)

Dimensionnement: quelques réflexions
Ces mesures indiquent clairement que mon système de refroidissement est loin d’être assez performant. La solution la plus simple serait d’alimenter mon condenseur directement en eau du robinet, mais ça implique un important gaspillage d’eau. Je vais donc plutôt travailler à l’amélioration de la pompe et du refroidisseur.

Lors du test précédent, j’ai mesuré la condensation de 2,4l de distillat/h à reflux nul. Cela correspond à 133,33 moles/h, soit plus de 11000 litres de vapeur/h. Vu le faible diamètre (28mm) de ma colonne, ça donne un temps de séjour dans la colonne de… deux dixièmes de seconde! Autant dire que l’échange liquide/vapeur y sera minable!

À tout point de vue, j’ai donc intérêt à réduire considérablement la puissance de chauffe: cela soulagera la structure, économisera du courant, facilitera le refroidissement et améliorera la finesse de la séparation.

Pour limiter la puissance de chauffe, il me faudrait un gros variac, malheureusement je n’en ai pas sous la main. Pour l’instant, j’ai donc l’intention d’utiliser ce gros transformateur (récup poubelles septembre 2007) et de le brancher en 220->110V.

Ces considérations de puissance sont confirmées sur cette page l’excellent site Homedistiller.org.

Lors de mon essai précédent, j’ai pu observer une élévation importante de de la température de l’eau du condenseur. Élévation tout à fait légitime puisque c’est cette eau qui absorbe l’énergie de la vapeur lors de sa condensation.

Pour réduire cette élévation de température, j’ai monté un petit refroidisseur à air, très simple: à la sortie du condenseur, l’eau chaude circule dans une série de 10 tubes en cuivre (diam 6/8mm) placés dans le gros radiateur de l’alimentation HT pour RX. Le tout est refroidi par un des deux ventilateurs de de l’alim en question.

Sur cette photo, l’entrée et la sortie du refroidisseur se trouvent à gauche, et le ventilateur est démonté: il se place normalement sur les ailettes du radiateur.

J’ai fait quelques tests en circuit fermé (uniquement avec le refroidisseur) et il semble que la perte de charge est tout à fait raisonnable pour ma petite pompe. Reste à déterminer si, en vrai, l’appareil sera utile.

L’essai d’aujourd’hui est le résultat de 3 mois de recherches: pour la première fois, j’ai pu réunir et faire fonctionner simultanément tous les éléments bricolés séparément.

Le dispositif
La principale nouveauté vient de la cuve, j’ai en effet acheté un bouilleur de 20 litres et 2400W. Je règle ainsi tous les ennuis de sécurité, d’étanchéité et d’hygiène décris précédemment: espérons que cet engin fera bon usage.
Comme on le voit sur l’image ci-contre, l’appareil est équipé d’un thermostat: celui-ci coupe le chauffage dès que la température cible est atteinte et le rallume dès que l’eau refroidit de quelques degrés. La température maximale étant 100°C, ce système m’empêchait d’atteindre une ébullition franche et j’ai donc dû le contourner. La modification a été très propre: il a simplement fallu que je déplace la sonde de température de quelques centimètres pour qu’elle ne mesure plus la température du fond de la cuve mais celle du châssis bien frais.
Cette cuve a plusieurs avantages: d’abord elle procure un chauffage puissant, sans risque et facilement nettoyable sans se battre avec le calcaire. Ensuite elle est équipée d’un robinet qui permet de vidanger 20 litres sans devoir soulever l’appareil. Enfin elle dispose d’une jauge qui indique le niveau de liquide.

Pour fixer la colonne à cette cuve, j’ai percé le couvercle au centre, sur la seule zone horizontale et ai placé 3 petites vis. Le socle que j’ai fabriqué en septembre, décrit à la fin de cet article convient bien pour ce montage. L’ensemble est stable et rigide.

La colonne en elle même a été modifiée: je l’ai en fait réduite à sa plus simple expression: un tuyau! L’espèce de H formé précédemment par les deux T a été totalement supprimé. Le tuyau se termine simplement sur un rétrécissement (fabriqué maison) qui sert d’adaptateur au condenseur en verre. Le contact cuivre/verre est réalisé par des rondelles de liège, découpées dans un bouchon.

Le condenseur est alimenté en eau fraîche via mon fût de 25 litres et une petite pompe à diaphragme. Il s’agit donc d’un circuit fermé. J’évite ainsi de devoir rester raccordé au robinet et j’économise un grand volume d’eau. En cas de longue distillation il faudra bien entendu refroidir/remplacer l’eau du fût.

Le test
Une fois le système assemblé comme sur les photos ci-dessus et chargé de 10 litres d’eau, j’ai lancé le chauffage. Il faut environ 20 minutes pour que l’eau se mette à dégager timidement de la vapeur et 40 minutes pour obtenir une ébullition sérieuse.

Première constatation: l’ébullition entraîne des vibrations dans la cuve et des oscillations de la colonne. C’est un peu affolant mais en une heure de tests, rien n’a cédé…

Second point: le couvercle fuit! Rien de bien grave heureusement: une fuite de vapeur autour du couvercle que j’ai neutralisée en fixant le couvercle par une bande adhésive sur tout le périmètre du couvercle. J’ai utilisé un papier collant ordinaire qui par bonheur résiste à la haute température et ne laisse pas de traces de colle sur le métal. Une seconde fuite, au niveau de la jonction à la colonne s’est déclarée après quelques minutes de chauffage. Rien d’important non plus, mais ce sera peut-être plus difficile à contrer. Je songe à découper un joint dans une feuille de silicone (inerte et résistant aux hautes températures).

Troisièmement: le condenseur fonctionne impeccablement! Mis à part quelques glouglous étranges observés dans la région de la jonction avec la colonne (je crois pouvoir résoudre ce problème en utilisant un meilleur bouchon) il n’y a rien à modifier sur cette pièce! Le passage dans les nombreuses circonvolutions de cette belle pièce condense toute la vapeur produite. Le distillat sort par le robinet latéral tout frais, tandis que l’eau de refroidissement coule vers le fût bien chaude! En chauffant à 2400W et en refroidissant via de l’eau à une vingtaine de °C, je condense environ 40ml de distillat par minute, ce qui correspond à 2,4 litres par heure!

Conclusions: ce test est très encourageant et me rassure quant au côté pratique du procédé: il est possible de surveiller seul le bouilleur, le condenseur, la pompe et le distillat simultanément et en toute sécurité. Ce chauffage “à blanc” a également permis un bon nettoyage du système: j’ai vu les résidus de pâte à souder couler et être emportés par les flux de vapeur brûlante.

Les prochaines évolutions
Malgré les bons résultats de cette après-midi, le travail n’est pas encore fini! Il me faut encore monter le système de reflux, régler les petits problèmes d’étanchéité et finalement songer à l’aspect esthétique de l’ensemble: papier de verre et vernis seront sans doute mes meilleurs amis.

Un peu découragé par les nombreuses difficultés relatives à la cuve, je me suis concentré ces dernières semaines sur le condenseur. Cette pièce a pour but de condenser les vapeurs au sommet de la colonne et de les diriger vers un réservoir. Ce réservoir est purgé par deux robinets: le premier sert à renvoyer une partie du distillat à la colonne (pour créer un reflux), le second permet de vidanger le système vers le récipient final.

Le condenseur doit donc être parcouru par un fluide froid (ici de l’eau) et permettre le meilleur transfert de chaleur entre ce dernier et le flux à condenser.

Les contraintes à respecter sont donc les suivantes:
-surface d’échange de chaleur maximale
-étanchéité parfaite du canal d’eau
-condensation totale (ou presque) du distillat qui ne doit pas s’échapper
-mise à pression atmosphérique du circuit pour ne pas avoir une élévation de pression

Vu le design de ma colonne, la logique serait de placer dans la colonne elle même une hélice en tube de cuivre, parcourue par un courant froid. Malheureusement, vu le faible diamètre du tube mes essais de “tournage” de tube ont tous conduit à des échecs. J’ai testé en vain des tubes de cuivre et de laiton de diamètres allant de 4 à 6mm (internes): je ne suis jamais parvenu à les plier correctement sans les croquer. J’ai alors tenté de faire une espèce d’échangeur à tubes et calandres, mais ai vite compris que la surface d’échange ne serait pas suffisante.

J’ai alors songé à enrober mon tube par une chemise refroidissante: il suffirait de fixer un tube de cuivre de diamètre supérieur autour de la colonne et de faire circuler entre les deux tubes de l’eau froide. Malheureusement cette solution a elle aussi échoué: problèmes d’étanchéité des brasures, difficulté d’assemblage, fragilité.

Par dépit, j’ai fini par choisir une solution exagérément simple: réduire le tuyau principal de la colonne de 28mm à 15mm et l’enrober d’une chemise refroidissante. La fabrication a été assez simple et s’est bien déroulée, le résultat correspondant à mes attentes. J’ai toutefois pleine conscience du fait que cet engin minuscule ne sera sans doutes pas assez efficace pour condenser le flux de vapeur en provenance de la colonne. Il s’agit donc plutôt d’un dispositif expérimental, destiné à faire quelques essais (par exemple des essais de remplissage du tube de 15mm pour observer l’influence de la turbulence de l’écoulement sur l’efficacité de la condensation).

Aujourd’hui a surgi la solution à mes problèmes! Je dis surgi mais le terme est mal choisi puisque je passe devant ladite solution tous les jours depuis 3 mois sans la voir… Parmi les poubelles que je fouille régulièrement gise depuis des mois un vieil appareil de distillation d’eau. Noir de crasse, cassé de partout, complètement entartré et habité par une colonie de petits champignons noirs, je n’y avais jamais réellement prêté attention. Mais j’ai découvert aujourd’hui que le refroidisseur de l’engin était d’une forme et d’une taille idéales pour mon application! J’ai donc ramené le condenseur en question à la maison afin de le reconvertir.

1-brossage énergique à l’eau chaude et au savon
2-immersion acide acétique, 80%, lavage grand débit pour éliminer les bouchons de calcaire
3-immersion hypochlorite, diluée, lavage grand débit pour éliminer toute trace de vie et effacer les taches
4-immersion hydroxyde de sodium, concentré, lavage grand débit, pour tout ce qui aurait survécu
5-lavage à l’alcool dénaturé, pur
6-chauffage au four à 100°C pendant 1h

Après ce traitement drastique, j’ai obtenu ceci (la photo ci contre est prise alors qu’il reste encore un peu d’éthanol dans la pièce ce qui explique la présence le bouchons en plastique sur le circuit de refroidissement).

Vu la complexité de cet accessoire je prédis qu’il devrait avoir une efficacité redoutable! Je dois avouer que j’ai rarement vu des condenseurs aussi alambiqués: il s’agit en fait de deux condenseur Graham en série: le premier à hélice refroidissante, le second à hélice refroidie. Et le tout est enrobé dans grande chemise froide. L’astucieux verrier a même prévu une trompe de mise à Patmos sur le canal d’évacuation. Un seul détail m’échappe: l’alimentation en vapeur se fait selon l’axe de la pièce, au centre de celle-ci! Le rodé est donc totalement inaccessible et bien entendu, le mâle est cassé dans la femelle! Il faudra donc que je bricole un adaptateur cuivre-verre qui ne risque pas de tout faire péter au chauffage (gare aux dilatations). Du liège devrait convenir…

À la fin du message précédent, le principal obstacle à la suite des opérations était le système de chauffage: en effet ma cuve possède deux trous au fond, si bien qu’elle ne peut pas être posée simplement sur une plaque chauffante.

Comme expliqué précédemment, j’ai longtemps cherché un chauffage électrique par thermoplongeur ou cartouche chauffante. Malheureusement, les solutions rencontrées étaient toujours trop chères (de l’ordre de 250€) ou de mauvaises dimensions.

Après de longues hésitations, je me suis donc replié vers une technique plus crasseuse mais moins chère: boucher les trous! Pour cela, j’ai utilisé une résine polyester mélangée à une poudre. Cela crée, selon les proportions utilisées, un mastic ou une colle qui une fois durcie est parait-il “résistante et usinable comme un vrai métal”. De plus elle résisterait à des températures allant de -20 à 150°C. J’ai décidé de ne pas combler les trous avec cette substance ma plutôt de coller sur le fond de la cuve, un plaque pour masquer les orifices. Malheureusement cette solution implique des contraintes thermiques: une plaque collée au fond est à peu près à la même température que celui-ci. Or si l’eau reste sous les 100°C, le métal de la cuve, directement en contact avec la plaque chauffante, est probablement bien plus chaud.

Je n’ai donc pas collé une plaque au fond mais un petit radiateur à ailettes, ramassé je ne sais plus où, sans doutes dans un vieil ordi… J’espère ainsi que le fluide frais refroidira un peu cette pièce et par la même occasion la colle.

Aussitôt dit, aussitôt fait: après ponçage et nettoyage à l’acétone, j’ai badigeonné le fond du refroidisseur avec le mastic polyester. Cette étape a pris 1 minute et s’est très bien déroulée. Si bien que 4 heures plus tard j’ai placé la cuve sur une plaque chauffante afin de tester le comportement de l’assemblage.

Première bonne nouvelle: ça chauffe. Seconde bonne nouvelle: une fois l’ensemble assemblé, la vapeur jaillit au sommet de la colonne qui chauffe très vite. J’ajouterais même que la plaque collée se comporte bien puisque j’ai chauffé à 1kW (ébullition) pendant une heure sans observer de décollement ou de fuite. Cependant, la vapeur a une étrange odeur dont j’ignore la cause. Je présume que la cuve n’est pas nettoyée correctement et que la résine n’est pas encore totalement sèche. Je vais donc tenter de régler ces problèmes lors des prochains tests.

Edit: la mauvaise odeur est en fait couplée à une coloration grise étonnante de l’eau bouillie. Après autopsie, j’ai pu constater que le refroidisseur à ailettes a subi une étrange corrosion: il s’est recouvert d’une pellicule noirâtre qui a manifestement teinté et parfumé mon eau. Il y a probablement un élément d’alliage louche dans cette pièce… J’ai donc éliminé cette solution en quelques coups de marteau. J’ai tenté un chauffage avec juste les deux bouchons de résine mais ceux ci perdent leur étanchéité lors du chauffage (la cuve et les trous se dilatent mais pas la résine). Je cherche toujours un moyen de colmater cette cuve. Je suis également la piste des gros bouilleurs de 20 litres couramment utilisés pour servir café, soupe ou vin chaud dans les lieux publics.

À force d’étudier ces engins et de les utiliser aux labos, j’ai fini par céder et ai décidé de construire ma propre colonne. Si le procédé de distillation est relativement simple, construire une bonne colonne avec les moyens du bord est en revanche moins aisé: c’est sur cette tâche que je me penche depuis plusieurs jours.

Le premier problème qui se pose est le choix des matériaux. L’inox de haute qualité utilisé en industrie est idéal mais il est excessivement cher et je ne suis pas en mesure de le travailler. Le verre, largement utilisé en labo a l’avantage d’être transparent et facile à nettoyer mais il est cher, fragile et difficile à obtenir. Tous les plastiques sont à proscrire vu les hautes températures mises en jeu et leur éventuelle solubilité face aux distillats. J’ai donc choisi le cuivre: certes assez cher mais très facile à assembler par brasure à l’étain. Pour les lecteurs intéressés par les problèmes de corrosion des cuves de brassage, je conseille vivement la lecture de cet excellent article de John J. Palmer. Dans ce précieux document, on peut notamment lire:

Copper is generally more acid resistant than it is alkaline resistant.
Alkalines like bleach, ammonia and hydrogen peroxide will quickly cause
blackening of copper and brass due to the formation of black oxides. These
oxides will rub off, exposing new metal to corrosion. For this reason alkaline
cleaners, very useful for dissolving organic deposits, should be used with
caution. Copper is not resistant to oxidizing acids like nitric and sulfuric
and non-oxydizing-acid solutions that have oxygen dissolved into them. Copper
is usually resistant to non-oxidizing acids like acetic, hydrochloric, and
phosphoric.

Après le choix des matériaux, vient le choix du design: un alambic ordinaire à la façon des alchimistes d’antan est un peu simple et ne propose pas vraiment de challenge à la construction. Une vraie colonne à plateaux est en revanche un peu trop complexe. J’ai donc choisi la solution intermédiaire: une colonne à garnissage. Sur l’excellent site Moonshine-still, j’ai pu trouver de nombreux exemples de réalisations artisanales et une foule de considérations techniques passionnantes.

Partie supérieure en cuivre
La partie supérieure est constituée de la colonne en elle même, mais aussi du support de thermomètre, du condenseur et des robinets de contrôle. Ces deux robinets permettent de décider du sort du distillat fraichement condensé: soit je renvoie celui-ci dans la colonne pour un second passage (via le robinet de reflux), soit je ponctionne ce distillat en ouvrant le robinet d’évacuation. La réalisation de cette section n’a pas posé de problèmes particuliers. Le tube principal fait 28mm, les petits tubes mesurent 8mm (diam ext) et les robinets sont des valves à pointeau pour butane, 1/4″. Seule une pièce m’a demandé un peu plus de travail: le collecteur situé en dessous du condenseur et qui alimente les robinets. Cette pièce est visible sur la 3ème photo ci-dessous. Les deux mini bouts de tubes ne sont là que pour rigidifier les deux grands qui sont connectés aux robinets.

Ces images sont le résultat brut juste après le brasage, ce qui explique la teinte du cuivre. De plus les circuits de ponction et de reflux ne sont pas terminés. Le thermomètre, le refroidisseur et le garnissage ne sont pas encore faits.

Partie inférieure en inox
La partie inférieure est en fait la cuve dans laquelle le mélange à distiller doit bouillir. Elle doit simplement avoir une capacité suffisante et être parfaitement étanche. Paradoxalement, c’est cette pièce plutôt simple qui jusqu’à présent m’a demandé le plus de mal. En effet, je comptais initialement utiliser une marmite de cuisson. Malheureusement, les marmites de forte contenance (min 15 litres) sont soit assez chères, soit de piètre qualité. De plus, leur couvercle est très souvent bombé, en verre et muni d’une poignée: trois éléments qui gênent voire empêchent la mise en place de la colonne. Après de longues recherches, j’ai finalement pu récupérer à l’université une jolie cuve en acier.

Avantages: elle est très robuste (15kg à vide), l’inox est en parfait état, le couvercle est plat et garni d’un bon joint, des trous sont déjà pratiqués un peu partout. Inconvénients: son volume est un peu faible (12 litres, 15 à ras bord) et il ya trop de trous dedans! J’ai donc passé ces derniers jours à colmater ces différents orifices.

Le trou central du couvercle va évidemment servir à l’évacuation des gaz vers la colonne. Le couvercle possède également trois autres trous non taraudés, un de 25mm et deux de 17mm que je boucherai probablement avec du liège (pratique pour adapter des thermomètres). Le couvercle possède également un trou au filetage étrange, probablement du 1/8″, dans lequel j’ai enfoncé à la barbare une vis métrique M10.
Pour les deux trous en tubes du flanc de la cuve, j’ai trouvé des bouchons en fonte de 3/8″. Pour les trois trous de 1/4″ (deux dans le couvercle, un sur le flanc) j’ai utilisé des mamelons en laiton sur lesquels j’ai brasé une petite plaque de cuivre (voir photo).

Je peux donc dire que jusqu’ici, j’ai pu colmater sans trop d’ennuis cette cuve-gruyère. Malheureusement, deux orifices résistent encore et toujours à l’envahisseur. Il s’agit de deux trous pratiqués dans le fond de la cuve (17mm de diam, non taraudés, distants de 80mm) . Ceux-ci m’empêchent évidemment de chauffer la cuve via une plaque chauffante ordinaire! En effet, si je les colmate avec des vis, le fond ne sera plus plat et je ne pourrai plus poser ma cuve en équilibre sur un plan horizontal. J’ai trouvé une espèce de colle style époxy à deux composants qui résiste à 150°C. On l’utilise parait-il en tant que colle ou mastic sur toutes les surfaces métalliques, notamment les pots d’échappement. Malheureusement, je doute de la capacité de cette colle pour deux aussi gros trous qui seront directement en contact avec une forte source de chaleur.

Mon idée est donc d’exploiter ces deux trous pour insérer au cœur de la cuve une résistance chauffante! Chauffer le liquide de cette manière a plusieurs avantages: d’abord la sécurité: puisque la cuve n’est pas posée sur une plaque chauffante et ne risque donc pas de basculer. Ensuite un meilleur rendement thermique: alors que la plaque chauffe le fond de la cuve et l’air ambiant, la résistance est quant-à elle plongée au sein du liquide et lui communique immédiatement son énergie.

Actuellement, je suis donc à la recherche d’une résistance chauffante d’environ 2000 watts adaptable à ces orifices. Les thermoplongeurs cylindriques ordinaires que j’ai pu voir ne conviennent pas car ils ont des diamètres trop importants: 45 ou 77mm. Or je ne suis pas du tout en mesure d’augmenter la taille des trous vu que le fond de la cuve fait un bon centimètre d’épaisseur. Je songe à des résistances de lave linge: en effet certains modèles sont assez bon marché (une trentaine d’euros) et ont une forme en U qui semble convenir à mon fond à deux trous. Malheureusement, sur le net je n’ai pas pu trouver les dimensions exactes de ces pièces. Je m’interroge sur la possibilité de fabriquer moi même une résistance chauffante à la dimension adéquate, je doute ce cela soit réalisable…

Partie centrale: la base de la colonne
Afin de pouvoir désolidariser la colonne de la cuve, j’ai réalisé une sorte de petit socle à l’aide d’un manchon en cuivre et d’un plaque en laiton. Les trois tubes plus fins autour du manchon servent à rigidifier l’ensemble et à consolider la brasure manchon/plaque de laiton. Ces trois photos représentent, le couvercle nu et ses nombreux trous, le socle recouvert de pâte à souder avant brasage et l’ensemble colonne-socle-cuve, assemblé provisoirement.

La pièce est rigide et très robuste mais malheureusement, la plaque de laiton est assez fine (1mm) et n’est pas parfaitement horizontale: je crains des problèmes d’étanchéité!