Le mélange propane/butane par temps froids

Je ne sais pas si ce sujet est dans la bonne section, le déplacer si ce n'est pas le cas, merci.

Une petite expérience que j'ai réalisée mercredi dernier et dont je vous partage le résumé ici.

Depuis longtemps j'ai entendu dire que par temps froid les réchauds à gaz ne valaient rien car la pression devenait insuffisante par temps froids et qu'il fallait préférer les combustibles liquides.  Je n'ai rien contre ce postulat, comprenant un peu la thermodynamique des gaz.  Or, j'ai quelques fois utilisé un réchaud à gaz sous zéro °C avec succès, et j'avais dans mon stock de randonnée des cartouches de mélange propane-butane dit «quatre saisons», je me devais donc de profiter d'un après-midi dehors avec les marmots par temps frisquet pour tester un peu la patente.

Alors, comme ingrédients nous avons:

• -15°C au thermomètre
  

• un mélange de gaz 4-saisons
  

• 600ml d'eau
  

• de la neige et de la glace
  

• une popote
  

• un réchaud Primus tout ce qui a de plus normal
  

• un thermomètre de cuisson
  

• un chronomètre
  

Deux questions: est-ce que l'eau va bouillir, et si oui, en combien de temps et combien de gaz aurons-nous consommé?

Allons-y!

Pas chaud pas chaud.



295g brut (la cartouche vide pèse 148g et elle contient 230g de gaz lorsque neuve, pour un poids de 378g)



L'eau sort du frigo (4°C), je mets le tout a refroidir une petite demi-heure



un glaçon n'y fond pas je crois qu'on est près du zéro °C pour l'eau



À l'abri du vent dans un semi-igloo.  Et hop, ça s'allume.  La pression est moindre, ça s'entend...



Après 7m30s environ, ça fume mais ne bout pas...



Et voilà, 9m46s et ça bout fort, on a 100°C au thermomètre (croyez-moi sur parole)





La surprise!     SEULEMENT 17g de partis pour avoir fait bouillir 600ml d'eau glacée par -15?  Eh bin, moi qui ai toujours crainte de manquer de combustible en rando...




2 choses: le gaz n'a pas séjourné une nuit entière par -15, peut-être le résultat aurait différé si j'avais attendu plus longtemps avant de l'utiliser, mais par contre la cartouche n'était pas neuve, elle a conséquemment moins de pression.  Une cartouche neuve aurait peut-être donné de meilleurs résultats.

N'empêche, je suis étonné par le peu de combustible nécessaire pour amener l'eau à ébullition.

Voilà.

Merci pour ton retour Skögen.

Intéressant!
Deux choses cependant:
1-un mélange de gaz 4 saisons est plus performant, j'oublie chaque fois lequel des 3 gaz fait la différence (butane, propane, isobutane) mais elle est réelle.
2- certains modèles de Primus ,dont le Soto Regulator, sont justement reconnus pour ajuster la pression. C'est ce que tu as?

J'ai acheté mon Primus après avoir presque vidé une cartouche MSR pour réchauffer sans ébullition une popote d'eau très froide. En rando, après au moins deux heures de marche au grand froid. Avec un réchaud Superfly. Je passais mon temps à tourner la manette sans comprendre pourquoi la pression baissait constamment. Avec mon Soto Primus et une cartouche Primus, pas même le temps d'y penser
Anecdote: je suis allée au nouveau Sail de Lachenaie dernièrement, au rayon des cartouches, le commis m'obstinait que toutes les marques se valent.

Oui c'est vrai, j'ai oublié l'isobutane dans le mélange.
LA cartouche Martin sur les photos est «4 saisons», de même que la grosse Primus et les 2 Jetboil en réserve, mais pas les Woods de chez Canadian Tire si je fie à l'étiquette.

Mon réchaud est un ClassicTrail de base à 20 balles... Il n'est pas connu pour être efficace sous zéro Celsius, toutefois je ne crois pas qu'il ait failli à la tâche tant que cela ici.

Certains ne l'aiment pas car il fait un brin rustique et est moins efficace en terme de combustible. Je crois plutôt qu'il déplait à ceux qui ont un Jetboil à 135$ car il fait sensiblement la même job pour un sixième du prix

Un truc me chicote encore: seulement 17g de gaz ont suffi pour bouillir de l'eau quasi-gelée. C'est 100° d'écart. SI une petite cartouche fait 230g net, ça veut dire qu'à cette température, on peut théoriquement faire bouillir 13 fois 600ml, soit plus de 8 litres.
Ça fait pas mal de thé et de sachet de bouffe réhydratée.

Le site de Primus annonce un temps d'ébullition de 3 minutes. Je ne sais pas pour quelle quantité d'eau, mais le curieux en moi va effectuer le même test demain avec de l'eau et une cartouche à la température ambiante (18-20°C). On verra quelle quantité de gaz ça va coûter.

À suivre.

Bonjour (et bonne année),


Je ne connais pas les caractéristiques de la cartouche que tu utilises (marque inexistante de ce coté ci de l'océan) mais tu dis que c'est un mélange butane/propane.

Le propane se vaporise sans problème jusque vers -40°C. Mais on ne l'utilise pas pur car aux températures positives il exercerait trop de pression et il faudrait des cartouches très solides donc lourdes.

Le butane se vaporise jusque vers 0°C au niveau du sol (en altitude, la pression atmosphérique étant moindre, il se vaporise à une température plus basse). Comme tu es au Québec, il est peu probable que ce facteur intervienne.

Le truc, c'est que tant que le mélange propane/butane est présent dans la bouteille cela fonctionne à par température négative. Plus la température de la cartouche est basse, plus tu "uses" plus de propane....quand il n'y a plus que du butane dans la cartouche le réchaud ne fonctionne plus .


Pourquoi cela fonctionne dans ton essai par -15°C?

Deux hypothèses :

1. Ta cartouche n'a pas beaucoup été utilisée par grand froid et contient encore beaucoup de propane dans le mélange ce qui assure une pression suffisante. Il faudrait utiliser plus longtemps la cartouche pour user le propane et constater un arrêt du réchaud.

2. Ton montage est bien adapté au froid.
Le parevent "encapsule" le réchaud ET la cartouche. Il permet donc de la réchauffer lors du fonctionnement, le butane peut donc se vaporiser.
D'ailleurs on n'observe pas de formation de glace/givre sur la cartouche ce qui est le cas quand on n'utilise pas de parevent adapté.

MAIS : attention, par température plus clémente il y a le risque que la température de la cartouche augmente beaucoup trop avec ton dispositif. Si elle dépasse 50°C (on ne peut plus toucher la cartouche avec la main nue) il y a un risque de fuite et/ou d'explosion.

Merci Kilbith pour ton info fort pertinente!

J'ignorais ce fait à propos du point de vaporisation du propane.  J'ai d'autres cartouches (pour un autre réchaud) qui ne contiennent que du propane, je vais les tester aussi lorsque la température redescendra ce week-end (1°C actuellement).  Ces cartouches sont effectivement plus lourdes et solides.  En avoir parlé avec mon paternel, il me l'aura probablement appris, il a travaillé 35 ans en pétrochimie...

En réponse à tes hypothèses:

1. De mémoire, la cartouche de l'expérience a été utilisée quelques fois cet été et une fois cet automne par -5°C pour faire bouillir environ 500ml d'eau.  Ton raisonnement se tient donc.  A demi pleine, elle devait contenir encore assez de propane dans le mélange.

2. Le parevent est de fabrication maison.  Je ne sais pas si il contribue à ce point à réchauffer la cartouche qui a quand même le cul dans la neige par -15.  

Et merci pour le bénéfice de tous de rappeler qu'il est FORTEMENT DÉCONSEILLÉ d'utiliser un parevent avec ce type de réchaud.  Je l'utilise quand même l'été  , mais je garde une main tout près pour vérifier que la cartouche ne chauffe pas.  Lors du prochain test, j'utiliserai le thermomètre laser pour avoir une idée de la température de la cartouche (en surface du moins).

Et si le parevent est percé de trous, une rangée en haut, une autre en bas, c'est sécuritaire? Je n'ai jamais senti que la cartouche se réchauffait, mais il est vrai que le réchaud connaît rarement des chauffes de plus de 10 minutes.
En hiver, je dépose la cartouche sur un sous-plat en liège, pour l'isoler un peu de la neige, ça fait une différence pour le temps d'ébullition.

Alors,

Le test à 20°C donne ceci:

Poids de la cartouche avant: 278g

600 ml d'eau à 20° ont mis 3 minutes à frémir et 4 minutes avant d'atteindre le point de 100°C au thermomètre de cuisson, soit moins que la moitié du temps en condition hivernales.

La consommation de gaz est de 9g, un poil plus que la moitié de ce qui a été nécessaire par -15°C

Notez que je n'ai pas utilisé le pare-vent à l'intérieur et que dans les deux cas je n'ai pas utilisé le réchaud à pleine puissance, car le brûleur large fait que les flammes jaillissent des côtés de la popote lorsqu'utilisé à puissance maxi.  Je crois que ce réchaud est parfait pour les grandes popotes.  Moi je l'aime bien parce qu'il ne concentre pas les flammes en un seul point comma d'autres.

Voilà.

@Teacher: du devra changer ton motto pour «Memento Vivere Dangerosi»

Teacher a écrit:Et si le parevent est percé de trous, une rangée en haut, une autre en bas, c'est sécuritaire? Je n'ai jamais senti que la cartouche se réchauffait, mais il est vrai que le réchaud connaît rarement des chauffes de plus de 10 minutes.

Il est habituellement recommandé de laisser environ "un pouce du roi" ( 27,069 95 mm pour moi et non 27,070 05 mm comme chacun sait    ) entre le réchaud colonne et le paravent.

Le problème de surchauffe arrive surtout avec les réchauds qui réfléchissent les IR, ce qui est un phénomène indépendant de la convection des gaz chaud, et donc qui sont insensible à d'éventuelles aérations. Ce phénomène est dangereux par temps chaud et/ou chauffe prolongée (typiquement en hiver : fondre de la neige).

C'est pour cette raison que de nombreux accessoires "du commerce" présentés comme paravent sont dans la réalité surtout des boucliers thermiques  pour éviter de réchauffer trop les cartouches.

Dans ce but ils n'entourent pas bruleur+cartouche, seulement le brûleur et l'isole de la cartouche. Ils peuvent diminuer le temps de chauffe en réorientant une partie des IR vers le fond de la popotte et/ou en canalisant les gaz chaud le long des parois de la popote.


ex :







Dans la vraie vie c'est un phénomène rare en hiver. Et le fait d'encapsuler bonbonne+réchaud permet un bon fonctionnement par temps froid. Mais il faut connaitre le danger, qui apparait dans certaines circonstances (une bonne pratique est de toucher régulièrement la cartouche afin de vérifier qu’elle ne chauffe pas trop).


Attention aussi avec les parevent très enveloppant lors des chauffes longues hivernales. Si on n'y prend pas garde ils limitent l'afflux d'oxygène vers le réchaud. On risque d'avoir une mélange plus riche et donc une mauvaise combustion et donc plus de CO dégagé, gaz rapidement mortel et inodore. Il faut être particulièrement méfiant en cas de chauffe longue dans un endroit confiné (ex : tente).


L'idée d'isoler la bonbonne de la neige sur une coupelle et d'éviter le refroidissement par contact me semble être une excellente pratique. D'autant plus que cela évite le basculement de l'ensemble sur la neige molle ou réchauffée.

Alors donc, le test #3:

Propane seul qui a passé l'après midi dehors, -14*C au thermomètre et 600ml d'eau bien glacée.

Toujours à l'abri du vent dans mon pseudo-igloo sans toit, l'eau a mis unpeu plus de 3 minutes a devenir tiède (testée au doigt), puis 7m30s avant de dégager un filet de vapeur.  Quand même long, si on considère que de glacée ça n'a pris que 3 minutes pour qu'elle soit tiède.
À 9m30, temps d'ébullition du mélange 4 saisons, il y avait des bulles au fond, ça frémissait légèrement mais loin du point d'ébullition.

Au final, ça aura pris près de 11 minutes avant d'atteindre 100*C au thermomètre de cuisson.  

Consommation: 18grammes de propane...

La bonbonne n'était pas neuve (1/2 pleine) et j'ai utilisé un rechaud différent, parce que le Primus ne s'adapte pas à ces bonbonnes de propane.  Peut-être que le rendement est différent et c'est ce qui explique l'écart entre les résultats?
Aussi, le parevent ne s'adaptait pas bien dû à la bonbonne plus grande et aux pattes du réchaud plus étendues, je devais le tenir d'une main et l'ensemble me paraissait moins bien encapsulé.

Prochain épisode: un autre réchaud qui fonctionne au butane seulement, dans des bonbonnes qui ressemblent aux aerosols pour remplir les briquets rechargeables.

J'ai aussi un Primus 2 ronds au propane seul (10 000 btu chaque) que je pourrais tester...

Intéressant ces tests, en conditions climatiques qui me parlent.
Tu as déjà essayé les combustibles en gel, dans ces petites boîtes avec couvercle vissable? Je me souviens m'être gelé les pieds en hiver à attendre que l'eau soit suffisamment chaude pour faire un chocolat. Point d'ébullition jamais atteint.

Bon, me revoilà.
As per Mrs.Teacher's request: La boîte de gel éthanol «pour cuisson»... Je met les guillemets, vous comprendrez pourquoi.

Alors, aujourd'hui nous avons comme toujours 600ml d'eau bien glacée tout près, sinon sur le point de congélation, une boîte de gel éthanol tout aussi froid, un beau temps un poil moins froid que pour les autres tests: -12°C avec pas de vent ou presque .  Petit aparté: pas facile de trouver la bonne température pour faire le test, entre les -27°C avec des vents et un blizzard de fou que nous avons eu le W-E dernier et le +2 avec plus verglaçante de mercredi... météo de ouf...

La pesée


Sur l'étiquette on peut lire une durée de 2.5 heures.  En magasin il y a un autre choix: le gel de méthanol.  Quelqu'un peut-il nous éclairer sur la différence entre les deux, hormis le «M» en plus...


La météo locale


L'eau commence à geler, il faudrait s'y mettre!


Premier montage défaillant: la flamme sera trop éloignée du fond de la popote.


Deuxième essai, plutôt concluant.  J'ai glissé une boîte de thon sous le réchaud, il y a ainsi environ 4cm entre celui-ci et la popote.  Nous reconnaissons tous le réchaud Ikea qui sert de soutien à la grille


C'est parti, flamme invisible mais bien présente


Un premier temps


Ça fume (à peine).  À 3min, j'ai testé au doigt (très tiède) et déjà j'entrevoyais un retard sur les autres méthodes


Deuxième chrono...quand même, faut pas être pressé.


Ça fume bien, mais pas de bulles au fond (sérieusement je ne sais pas pourquoi je vous met cette photo-là?)


3e chrono


Des petites bulles commencent à apparaître au fond, on doit approcher du 100°C?


Petite note : à partir du moment où je vois des bulles, je place le thermomètre de cuisson.  Jusqu'ici je ne crois pas que le fait de lever le couvercle de la popote ait influencé notablement les résultats.  Par contre je tiens à préciser que pour ce test je crois que ça a eu un effet négatif sur les temps.  Il me semble que l'intensité des bouillonnements descendait d'un cran après que le couvercle fut levé.  J'explique ceci par la faiblesse de la flamme du réchaud, qui suffit probablement pour faire bouillonner l'eau mais pas si celle-ci perds trop de chaleur.  Enfin bref, je tenais à faire cette précision.


4e chrono


Ça prends un temps fou pour faire grimper le thermomètre, malgré tout j'ai peine à obtenir un 95°C.  Avoir eu une méthode pour prendre la T° sans lever le couvercle, je suis pas mal certain que nous aurions atteint le point d'ébullition avant...


Pesée finale:


Nous pouvons estimer que la durée effective annoncée de 2.5 heures est assez juste compte tenu du poids net de 198g
39g de combustible et plus de 20 Minutes pour faire Bouillir 600ml d'eau, on peut dire qu'en conditions hivernales c'est un plan B à trainer dans son sac, mais clairement pas une méthode à privilégier, à moins qu'on ait envie de piquer une sieste en attendant que le thé soit prêt.
En condition estivales, faut voir.

Je suis un brin déçu, mais bon ça reste un excellent chauffe plat ou si on veut garder chaude une casserole de cassoulet, mijoter un truc ou réchauffer un abri, vu la faible intensité de chaleur dégagée.

A suivre.

bravo pour ces tests et la méthodologie rigoureuse employés ! C'est très intéressant

Un gros merci pour le test skögen, je dirais même pour l'expérimentation.
Ta conclusion rejoint la mienne, à savoir qu'attendre 20 minutes sur place par grand froid, pour avoir une boisson chaude qui ne compensera pas la perte de chaleur à l'attendre, la guetter, l'espérer, c'est une méthode faible.
Pour réchauffer un abri, j'ai des doutes: un abri ouvert ne se réchauffera pas et un abri fermé, avec les émanations, c'est bof.
Tu peux garder l'autre (vendues en paire, non?) pour une fondue à l'intérieur.

De rien, j'aime bien jouer au pseudo-scientifique à 2 balles
Quand la météo le permettra (ça vous étonne? il neige à plein ciel ce matin encore), je referai le test avec le réchaud plus près de la popote.
Ce n'est pas celui vendu en paire.  Ce dernier a une mèche pour allumer, pas celui utilisé ici.

Et j'ai lu la description sur le site du magasin qui le vend et il semble que la différence entre éthanol et méthanol soit, outre le prix, la «propreté» du combustible (dit plus écologique).
L'éthanol est moins cher, est-il moins efficace?
A voir.

Ce test m'a fait penser que je devrais essayer avec un réchaud fait maison à la cire et carton dans une conserve.

Cire et carton =beaucoup de suie, ne prends pas ta meilleure popote!

Pour ma part, j'ai complètement abandonné ces combustibles cet hiver, car j'ai eu beaucoup de mal les derniers hivers par grand froid à obtenir satisfaction. Quand je fais une pause lors de mes randonnées, je veux que l'arrêt soit de 15-20 minutes maximum pour diminuer les risques de refroidissement du corps. Du coup, j'utilise maintenant une petite popote Esbit, que j'utilisais régulièrement en été mais que je ne pensais pas à la hauteur de nos grands froids québécois, erreur !! Je l'adore ! (je vais démarrer un autre sujet pour vous la présenter )

Je viens d'aller zieuter ta popote friandiz, je suis impatient de connaitre ton avis.

skögen a écrit:
Je suis un brin déçu, mais bon ça reste un excellent chauffe plat ou si on veut garder chaude une casserole de cassoulet, mijoter un truc ou réchauffer un abri, vu la faible intensité de chaleur dégagée.
A suivre.

Les réchauds à alcool gélifiés sont assimilables aux réchauds à alcool. En Europe on les retrouve chez les miloufs Suisse (gélifié : réchaud secours M71) et chez les Scandinaves (Trangia militaire, le meta 50 similaire aux systèmes teutons).

M71 :

En hiver, ce type de système a absolument besoin d'un système de récupération de chaleur. L'archétype c'est les modèles civils type trangia découlant des popotes meta.

ici Modele Meta milouf : https://forum.neoczen.org/viewtopic.php?f=64&t=25235&start=1335#p1368001



Modèle Trangia civil :



Les modèles de popotes "armées" avec alcool (différentes nations dont les suédois) disposent aussi d'un système de récupération de chaleur et réchaud plus gros que les trangia classiques civils : https://www.trancheemilitaire.com/accessoires-de-campement-/4488-set-gamelle-armee-suedoise-4046872283918.html

merci du complément d'infos Kilbith!

Bonsoir,

J'utilisais le réchaud de secours M71.

- non utilisés ce Stock très bien, parfait pour mettre dans un kit.

- une fois utilisés, ce recharge facilement par contre à mettre dans un ziplock (forte odeur).

- les allumettes sont pas terribles.

- le contenu fait un très bon allume feu d'urgence.

- très sensible au vent et très inflammable.

- on le trouve pour un prix modique sur un site de surplus en ligne bien connu.

En alcool gélifié on trouve aussi le réchaud crusader de bcb.

J'utilise plus aujourd'hui un réchaud alcool diy au poids minime pour un tarif défient toute concurrence.

A +

bonsoir,

intéressant  comme  tests,
je peux apporter  une  ou deux réponses a certaines questions.
de mes  lointaines études de chimie j'ai garder un ou deux souvenirs dont un sur la nomenclature des chaines carbonées

meth eth but  prop correspondent au nombre de liaisons carbones,  plus il y a de carbone plus le composé est "énergetique"

Pour une cartouche de  gaz qu'elle ait été  utilisée  ou pas ne change pas sa  pression.
je prends l'exemple du CO2 parce que  j'ai les valeurs en tête  mais  pour le butane ou propane le principe est le même
une bouteille de  7 onces contient 210 gr ( a peu près ) de CO2 dont la majeure partie en phase liquide. Si on utilise le gaz de façon lente et si la température permet l'ébulition du liquide, la pression va rester  constante tant qu'il y a du liquide dans la  bouteille,  a zero ° Celsius l'apport de chaleur ne suffit plus et la pression va chuter.
une lampe a  gaz  avec cartouche de  butane s’éteint en dessous de  zéro et  si on renverse la cartouche  percutée le gaz  liquide coule.
a 20° C si vous dévissez  la cartouche vous prenez  une grande  giclée de gaz en pleine face.

En France on  utilise du propane dans les citernes extérieures et  du butane dans les bouteilles dans les  maisons  ( en général ) parce que le propane a un point de  liquéfaction  plus bas.

sur les cuisinières a  gaz il existe des jeux de  gicleurs de calibres  différents suivant le gaz  utilisé, gaz de ville, butane  ou propane.
en théorie sur un même bruleur le temps ébullition et la consommation de  gaz  devrait être  moindre avec le propane

Pour  optimiser le temps d'ébulition je pense qu'il faudrait non seulement un parevent au niveau du bruleur mais également au niveau de la popote.
en plein air avec - 15° la perte sur la popote doit être  conséquente0...
il y a un brevet  pour les  popotes double  parois pour grand froid ?

Alemel a écrit:
il y a un brevet  pour les  popotes double  parois pour grand froid ?

Ce serait trop lourd/volumineux. Mais il existe des produits utilisant ce principe (isolation du contenant)

- C'est le principe des popotes à alcool  Meta50 et Trangia : les gaz chaud sont captés et canalisés le long des parois du récipient à chauffer. Lui même est isolé de l'extérieur par le parevent extérieur.

circulation des gaz chaud autour des la popote enclose dans le coupe vent dans le Trangia :

source : https://adventuresinstoving.blogspot.com/2011/11/stove-of-week-trangia-27.html

- Sur les jetboil la popote est isolée par un manchon néoprène. C'est rendu possible car l'échangeur de chaleur à ailette est si performant que les flammes et les gaz s'échappant par le coté ne sont pas assez chaud pour le faire fondre.

- Enfin, avec les "kelly kettle" comme le chauffage se fait de l'interieur, l'eau est isolée par construction. Certain modèles ont d'ailleurs un manchon isolant en néoprène sur l'extérieur (M kettle).

kelly kettle :


M kettle et kelly kettle