Entrons en résistance ! Conception d'un Toaster Low tech en céramique

Bryan · Octobre 22, 2025, 1:54

Bonjour l’atelier soudé,

Sur les recommandations de Hubert, je me permets de poster mon projet de grille pain low-tech ici.
Pour le contexte, je suis en résidence à l’Ensad de Limoges et pour inciter les potiers et artisans à « entrer en résistance » (jeu de mots!), je développe plusieurs petits projets d’électroménagers chauffants rudimentaires.

Donc voici les plans du premier d’entre eux : le grille pain en porcelaine.

Il s’agit d’une résistance simple en kanthal (nickel +chrome) qui parcours de part et d’autre une plaque de porcelaine.

Pour le moment j’ai fait ce calcul
puissance souhaitée :800 à 1000 W (pour le moment j’ai calculé avec 1000 Watts )
Sur ce premier dessin, la résistance mesure 1.126 mètres
Je voulais utiliser du fil de 1 mm en Nichrome (Kanthal) que j’ai à dispo mais d’après mes premiers calculs ce serait beaucoup trop puissant rapport à la faible longueur ou alors il faudrait augmenter la longueur.

Tension U=220 V
Longueur L=1.126 mm
Diamètre d=1 mm
Résistivité du nichrome ρ=1.10×10−6 Ω = 1,1 Ω·mm²/m

Voici mon calcul à la suite. Ce que j’aimerai vérifier avec vous :ai-je fait n’importe quoi et alléluia nous pourrions augmenter le diamètre ou bien il est juste et malheur il faut que je change mon design (densifier mon maillage et/ou augmenter la taille du modèle)
plan toaster BRYAN GIQUEAUX v2.pdf (2,4 Mo)

Calcul

Résistance requise :
R=U²/P
R=220²/1000W
R=48,4
Section nécessaire (j’avoue, pour cette partie, j’ai demandé une aide « numérique »):

S=ρL/ R

S=1,45×(10 puissance-6× 1,126) / 48,4
S= 3,373×10 puissance−8 m2

diamètre (cercle) :

D=racine de 4S/π ≈ 0,0002073 m
D=0,207 mm (ce qui me semble très fin!!)

Comme je préfèrerais plus gros, éventuellement la solution alternative serait de passer sur un fil plat en 0.5 x 0.1 mm comme ce que je vois sur mon grille pain à la maison (mais la résistance est rès longuer et court sur 4 plaques)
L’idéal se situerait probablement sur du 0.4 mm et suivant mon aclul il me faudra doubler la longueur du design quitte à ce que deux tartines puissent tenir de front (après tout, plus on est de fous,…)

Je voulais brancher directement la résistance sur la phase et le neutre, et rajouter une prise terre discrète sur une des parois.
Puis, bêtement je penser brancher ça sur le secteur mais j’imagine que ce n’est pas si simple!!
Mais dans l’idéal si! J’aimerai que cela soit aussi simple qu’un appareil à raclette!

Pour le moment, il s’agirait juste de réaliser un premier prototype fonctionnel pour démo. Je me suis chargé du moule des parties en porcelaine et je travaille sur la partie mise au point de la terre (ajout de matériaux réfractaire pour que ça tienne mieux les chocs thermiques )

Mes questions:
Une fois les calculs terminés et la section de fil et longueur validée, puis-je tenter de brancher ça sur le secteur ou alors est ce que je vais tout faire péter?
Sinon je peux peut être bricoler un « transfo » maison (de Xbox ou autre) pour passer en courant basse tension.

Voilà désolé pour mon roman. Dans tous les cas, je vous remercie de m’avoir lu.

Belle journée à toutes et tous

Bryan
Designer de pacotilles

hubee · Octobre 22, 2025, 7:19

Bonjour @Bryan
Il se trouve que dans notre pjt associatif, nous avons une liste d’idées à concrétiser où figure qque chose qui ressemble à ce que tu proposes.
Remanufacturing low tech des appareils
Modification des appareils avec des composants + durables
Personnalisation des objets Simplifier les appareils de l’intelligence apportée par l’électronique
Cafetiere à partir de déchets (avec designeur)
Ce qui va nous inciter à contribuer à ton joli pjt.

non et oui …mais peut être pas pour les raisons que tu évoques.

Ton plan montre un socle qui supporte un panneau central qui supporte une résistance. Je suppose que les tranches de pain sont disposées dans les rainures du socle de part et d’autre du panneau.
Cela me rappelle une réparation sur un très vieux grille pain comme celui-ci dont l’ergonomie semble assez proche.
Pour répondre à tes questions:

La résistance étant traversée par un courant élevé sous une forte tension, tu peux la brancher en direct sur le secteur. Elle va chauffer. Mais ATTENTION, GRAND DANGER. Si tu touches la résistance tu meurs, ou en tous cas tu vas prendre une bonne secousse en priant que l’installation électrique dispose d’un disjoncteur différentiel adapté.
Tu vois donc déjà le pb majeur de ton design. Tu ne peux pas laisser la résistance à « l’air libre » sous peine d’électrocution. Il faut la protéger… ou la faire passer dans la céramique, ou bien disposer des cloisons de chaque côté, enfin trouver un moyen de ne pas entrer en contact avec elle.

impossible avec ce genre d’alimentation à découpage de fournir l’énergie nécessaire (1000Wh)

Pour revenir à tes calculs, j’imagine que tu pars en fixant la valeur de la résistance à 1000W qui est proche de celle d’un grille pain « classique »
Mais qui te dit que c’est la bonne valeur?
Car pour griller le pain, il faut effectivement que ta résistance chauffe suffisamment, mais il faut aussi tenir compte de la distance pain/résistance, de la déperdition dans le support (mica ou céramique) , de la perte calorifique due à l’absence de capot, du temps de chauffe, etc…
Comme il y a pas mal de paramètre difficilement contrôlable, je procéderai par itération en utilisant plusieurs type de fil nichrome, en faisant varié la distance, le temps de chauffe, jusqu’à obtenir le bon résultat.
Pour conclure ce premier échange, je dirais qu’il faut trouver un moyen de rendre la résistance inoffensive au toucher (brûlure et électrocution) et ensuite de faire des essais pour trouver la bonne valeur de résistance.

Bryan · Octobre 23, 2025, 7:38

Bonjour et merci beaucoup pour ce premier coup d’oeil ! OK je note pour le capot pour protéger l’usager. J’ai deux trois idées pour régler ça.

Effectivement je n’avais pas pensé à procéder de façon « empirique »: je vais tester avec différents diamètres de fil : du 0.2 mm de diamètre de mon calcul puis je vais monter progressivement jusqu’à 1mm et je verrai bien ce qui fonctionne le mieux (en me protégeant!). Au moins j’avance! J’ enverrai les évolutions dans les prochaines semaines à la suite de ce poste.

Pour cette partie :
« Remanufacturing low tech des appareils
Modification des appareils avec des composants + durables
Personnalisation des objets Simplifier les appareils de l’intelligence apportée par l’électronique
Cafetiere à partir de déchets (avec designeur) »
Il faudra que je vous montre une idée de bouilloire quand j’aurais un peu plus avancé. Cela pourrait vous intéresser.

On travaille aussi en collaboration avec le secours populaire et j’ai récupéré pas mal d’objets munis de résistance encore en état de marche mais invendables pour eux. Il y’a vraiment un sujet sur le réemploi, par exemple avec les cafetières filtres sans bocal qui sont parfaitement fonctionnelles.

Bonne journée malgré la pluie!

Dorian · Octobre 23, 2025, 5:47

Bonjour bonjour,

Pour compléter la remarque d’Hubert, une solution qui pourrait vous intéresser est de vous inspirer de Krampouz qui protège le fil avec des bagues en céramique comme ici https://www.pieces-tout-electromenager.com/resistances-four-et-thermoplongeurs/27216-resistance-a-fil-1500w-crepiere-krampouz.html
J’ai cru comprendre que les solutions céramiques pourraient vous correspondre en plus c’est hautement réparable

Concernant le branchement au secteur et l’alimentation, oui la solution est simple
Tu peux le mettre directement sur secteur car ta résistance de chauffe limitera la consommation a condition d’avoir suffisamment de résistance. Il ne faut pas que tu sois au dessus de 2200W…

Pense a mettre un fusible et un fusible thermique pour protéger des défaillances et éviter un incendie

Tu as 4 choix pour la régulation.

une temporisation électronique comme dans les grilles pain actuels
une tempo électrique comme dans les micro ondes sans options et vieux micro onde. Ca se récup pas trop mal
commutateur thermostat mecanique (ou thermostat bilame) mais ca chauffera a l’infini a température donnée
un bilame (réglable). Un peu comme l’option d’avant mais qui déclenche définitivement l’ouverture du circuit comme dans les anciens grilles pains. Ca demande de le fabriquer ^^

Bonne chance !

Bryan · Octobre 25, 2025, 3:17

Boujour bonjour.
Merci beaucoup pour le complément d’info !!
Je ne connaissais pas la résistance krampouz gainée. J’avais effectivement envisagé d’intégrer la resistance dans la ceramique mais grâce à leur système, ils peuvent même la faire bouger pour ajustement. C’est génial et très joli. Je vais m’en inspirer pour sécuriser.

Pour les régulations, effectivement en récupérer une pour faire mes premiers tests pourrait suffire. En fabriquer une avec le bilame serait le graal mais je ne sais pas si j’aurais le temps ni la compétence en deux mois. Ce serait fantastique, à essayer quand même !

Suite aux conseils de Hubert, j’ai réfléchi à un autre principe de base à tester qui me permettrait de rendre le fil résistif davantage incrusté dans un motif mais il faut que je le dessine avec le parcours de résistance. Sur cette version, il n’y a plus de trous, la résistance fait le tour de la plaque. Cela la laisse un peu plus libre de se dilater avec la chaleur…

Je vous tiendrai au courant des avancées. Hier, on a lancé la cuisson trois prototypes brut en porcelaine. Cela permettra, semaine prochaine, de faire quelques tests de puissance et surtout de résistance des matériaux (avec protections bien sûr!). Et peut être d’y raccorder une régul’, enfin si j’ y arrive.

Bon week-end à vous.