Cheminée

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Cheminée avec couronnement évitant une noue (Graz, Autriche).
Cheminée ornementale d’appartement avec insert.
Les cheminée industrielles sont des points hauts sur lesquels on a souvent posé des paratonnerres
Cheminées traitées comme élément décoratif (ici style Tudor typique).
Cheminées dépassant le faîtage des bâtiments à Newcastle upon Tyne, Angleterre.

Une cheminée (lat. caminus) est un conduit vertical aménagé dans un bâtiment, (un véhicule), pour évacuer les gaz et fumées toxiques d'un feu brûlant dans son intérieur. Ce terme ne désigne couramment que la souche, la partie du conduit à fumée dépassant du toit du bâtiment. Ce terme désigne aussi quelquefois un édifice séparé du reste des constructions, un corps de construction complètement autonome. On appelle aussi cheminée, l'âtre, la cheminée ornementale d'appartement, c'est-à-dire l'espace aménagé autour du foyer ouvert comportant sur son dessus une hotte et dont le fond porte une plaque de cheminée, appelée aussi « taque » ou « contrecœur ».

Les navires, les locomobiles et les locomotives à vapeur ont des cheminées : la combustion est faite à l’extérieur du moteur avec du combustible. Pour les véhicules à moteur à combustion interne, c'est plutôt un pot d'échappement ou des tuyères.

Généralités sur les cheminées dans un bâtiment[modifier | modifier le code]

Les aménagements sont destinés à utiliser un feu dans un édifice, sans risque majeur d'incendie, pour assurer le chauffage, la cuisine, et d’autres activités (souvent professionnelles).

Le combustible brûle dans un foyer ouvert, un insert (foyer fermé), un poêle, une cuisinière, un chauffe-eau, un four, ou une chaudière, en ce qui concerne les habitations et locaux artisanaux.

La nature des matériaux utilisés pour la cheminée dépend du combustible. Dans les immeubles anciens, les cheminées sont montées en brique réfractaire. Les conduits à fumées des appareils à gaz actuels requièrent pour résister à l’agressivité des rejets un chemisage, un tubage, si la cheminée n’est pas une structure métallique. Dans les immeubles modernes, ces conduits particuliers se connectent sur des extracteurs en toiture.

Pour les usines, les chaufferies urbaines, les cheminées sont utilisées pour les rejets soumis à réglementation des fumées et gaz produits par les processus industriels. Le niveau de pollution constaté dans les environs les oblige par périodes à utiliser des combustibles différents de ceux en usage habituellement.

L'évacuation des fumées et gaz repose sur la différence de densité des gaz chauds par rapport à l'air : elle nécessite une ventilation de la pièce et doit au besoin être soutenue par des dispositifs techniques (les dimensions de tous les éléments sont cruciales et en fait complexes). La cheminée d'appartement pour fonctionner naturellement ne doit pas être placée dans un immeuble qui dispose de la ventilation mécanique contrôlée (VMC).

La dépression qui fait l’aspiration dans une cheminée est aussi obtenue, même sans combustion, par le vent entraînant par une sorte d’engrènement un courant d’air dans le tube dont l’orifice est correctement positionné. De plus, la toiture suivant sa forme soumise au vent peut faire déflecteur ou réflecteur selon la direction du flux. Il peut se produire alors une détente ou une compression sur le conduit à fumées selon les positions relatives toit et souche de cheminée, ce qui se traduit en aspiration supplémentaire ou en refoulement. En conséquence, les règles DTU imposent que l’orifice de la cheminée soit à la hauteur du faîtage pour toit à fortes pentes, le dépasse de 0,40 m pour toit à faibles pentes, dépasse de 1 m l’acrotère d’un toit terrasse et qu’il n’y ait pas d’obstacle par un corps de bâtiment ou autre qui dépasse la souche dans une distance de 8 m. Une dépression inopportune due à un vent fort peut être maîtrisée à l’aide des fentes horizontales ou quelquefois verticales de la lanterne disposée au sommet qui favorisent un flux plus régulier. Mais l’aspiration peut être aussi augmentée par l’effet Venturi donné par l’embout posé sur la souche.

Une précaution d’indépendance du conduit non tubé qui doit être jointif mais non dépendant de la structure doit être prise avec la liaison au bâti par des viroles pour éviter les effets de fissuration de l’immeuble par la dilatation différentielle verticale pendant le chauffage de la chaufferie. Les conduits à fumée sont construits pour les constructions basses avec des boisseaux, portions empilable de tube rectangulaire en céramique ou en béton. Pour éviter tout problème de tirage, le conduit doit avoir une surface d'au moins 1/7 de la surface du foyer.

La fumée dépose de la suie dans le conduit. Le conduit doit donc avoir pour l’éviter une surface intérieure la plus lisse possible et la plus verticale possible. Le dévoiement du conduit se fait donc avec un angle dont la valeur maximum dépend de la hauteur totale du conduit à fumée. Une cheminée doit être ramonée aussi souvent que nécessaire pour éviter une diminution du tirage ou les feux de cheminée. Les attestations annuelles de ramonage peuvent être exigées par les compagnies d'assurance en cas de sinistre.

En matière d'efficacité énergétique[note 1], les cheminées domestiques peuvent être équipées de divers systèmes de récupération de chaleur chauffant de l’air ou de l’eau qui est ensuite répartie dans les pièces par des gaines puis des bouches d’air ou par des radiateurs.

La mitoyenneté des bâtiments de hauteur différente aboutit à des règles de propriété et d’accès concernant les conduits de cheminée qui s’appuient de droit sur le mur voisin qui dépassent le faîte du toit de l’édifice ayant une cheminée.

Les artisans dont la compétence est la construction et restauration des cheminées sont appelés les « âtriers » ou « maîtres-âtriers ».

Histoire[modifier | modifier le code]

L'une des nombreuses cheminées peintes du château d'Écouen, XVIe siècle

Depuis que les hommes ont maîtrisé le feu, ils se sont naturellement réunis autour de petits foyers, en plein air ou dans des grottes.

Pendant l'Antiquité, les Grecs utilisaient un brasero mobile (nommé ἐσχάριον / eskhárion) rempli de braises ardentes. Les Romains utilisaient aussi un brasero et, dans les édifices publics ou les riches demeures, un chauffage central par hypocauste.

Puis, pendant la période gallo-romaine, les braseros, source de fumées gênantes, furent abandonnés. La chambre de l'hypocauste fut remplacée par des conduits situés dans le plancher et menant, à partir du four adossé au mur, dans les conduits en tuile situés dans le mur [1]. Peu à peu les habitations furent construites avec une disposition des cheminées qui tenait compte de la structure du bâtiment. Elles sont souvent sur les pignons ou les murs de refend préservant la bâtisse du feu, avec une souche dépassant du toit, une disposition tenant compte des vents dominants pour ne pas refouler la fumée. Suivant le système constructif lié au pays il est fait une mise en système des conduits à fumée depuis le foyer : les conduits sont séparés ou se rejoignent avec une sorte de siphon à un conduit commun. Les cheminées sont placées dans une organisation étudiée des pièces comme le montre le logis seigneurial. En France, les premières cheminées attestées archéologiquement apparaissent à la période gallo-romaine (domus des Bouquets à Périgueux (visibles aujourd'hui dans le musée du site), atelier de potier à la Boissière-École, Chartres) et non à la période médiévale comme on l'a longtemps cru. La cheminée était au cœur de la vie traditionnelle un lieu de convivialité : cuisine à l'âtre, chauffage. La cheminée est la base du fumoir qui permit de conserver les aliments. Au Moyen Âge dans les demeures bourgeoises la cheminée est autant un local qu'un ustensile aménageant un local, un espace « ouvert » dans une salle. Les déplacements y sont possibles. La cheminée construite comporte des niches dont une niche à sel pour conserver ce produit luxueux. La salle de la maison rurale était dite « chambre à feu », les notaires y commençaient leurs inventaires. Les premiers recensements de population sont effectués dans les paroisses par le clergé qui dénombre les feux (les demeures) qui sont les foyers familiaux et un feu correspond à une moyenne de dix personnes. On dénombra ainsi par exemple 1500 feux à Troyes au XIIIe siècle.

Cheminée médiévale refoulant.
Image d'Épinal représentant Cendrillon privée des réjouissances de ses sœurs.

Les cheminées du début du Moyen Âge sont énormes, tenant presque toute la largeur des salles. On y mettait des bancs pour s’asseoir dessous et les pieds dans un panier en vannerie. Elles étaient dotées d'une simple hotte pyramidale suspendue au-dessus du foyer, puis on les munit d’un chambranle porté sur deux montants appelés jambages ou pieds-droits et d’une frise supportant une tablette horizontale. Pendant l’été, on garnissait l’âtre de verdure. Dans les régions tempérées, la brièveté des jours et les rigueurs de l'hiver faisaient se réunir les communautés villageoises à l'occasion de « veillées », soirées autour d'un feu de bois chez certains des habitants. Ces moments de la sociabilité ont été retranscrits par la littérature traditionaliste car ces moments forts permettaient l'échange de nouvelles, l'évocation de contes, pendant que s'effectuaient des travaux de bricolage ou des travaux d'aiguille, avec une poêlée de châtaignes grillées mangées dans certaines régions. Et en ce qui concerne l'image du père Noël entrant dans les maisons par la cheminée, un aspect économique et fortement commercial s'est ajouté à l'aspect social pour sa résurrection au XXe siècle.

Au XIIIe siècle, les cheminées atteignent leur largeur maximum, leur âtre se taille en arc et la forme de la hotte s’arrondit légèrement. Le tirage étant mauvais, les fumées se répandaient dans toute la pièce.

À la fin du XVIIIe siècle on améliora leur rendement. On put donc considérablement diminuer la largeur et la hauteur des âtres. La cheminée se généralisa comme un élément de luxe (le Château de Chambord en possède 365). En 1783, des subdélégués font remarquer lors d'enquêtes sur la consommation du bois que les habitants aisés des villes ne se contentent plus d'une cheminée unique dans leur logement mais en utilisent dans plusieurs appartements (partie d'étage ou étages complets attribués à une personne, à un type de séjour dans un immeuble), augmentant d'autant les besoins en bois de chauffage, ce qui contribuait à la déforestation, suscitant le problème dans la construction de se procurer des pièces massives de charpente. De plus le rendement était toujours faible, ce qui amena l’usage du calorifère.

Puis au XIXe siècle s'étendit (depuis l'Angleterre) l'usage du charbon de terre, la houille, en remplacement du bois comme combustible. Cela fit passer l’équipement de la maison de l'âtre ouvert au fourneau successeur du luxueux « potager » des grandes demeures par l'introduction des plaques de fonte vers 1850 et au poêle fermé brûlant du charbon avec évacuation des gaz et vapeurs nocives vers la cheminée refermée par un tuyau.

Le système de récupération de la chaleur ponctuelle du foyer de la cheminée et de sa répartition dans les pièces des immeubles a commencé à être développé communément au début du XXe siècle et il est l’ancêtre du chauffage central qui a beaucoup bénéficié de la mise au point des chaudières dans la période du fioul économique.

Dans les régions tempérées ou froides, le « feu de bois » est un élément de confort mais aussi d'agrément. Le charme des toits à cheminées dont le couronnement est éclectique a été véhiculé dans l’art populaire façon Mimi Pinson à la Belle époque et par la suite. Dans l'habitat la cheminée d'appartement disparue après la deuxième guerre mondiale reste un signe de qualité de vie, lorsqu'il ne s'agit pas de chauffage collectif au fioul et hors de son image due aux crématoriums installés dans les cimetières et hôpitaux depuis le XIXe siècle, et des fours crématoires nazi du milieu du XXe siècle. Son image positive à la fin du XXe siècle a généré par exemple les éléments de décor architectural que sont les cheminées électriques sans aucun combustible. Une demande de cheminée a été rétablie par la clientèle du pavillonnaire sur la fin du XXe siècle. La promotion immobilière en place a quelquefois, en argument commercial, aménagé au dernier étage, étage de luxe des immeubles de ville, des cheminées d’agrément, dont la technique est approximative[note 2]. La réhabilitation commune des valeurs de la nature en ce début du XXIe siècle, la « politique du développement durable », avec une incitation due à un crédit fiscal en France favorise l'implantation cheminées à bois labellisées Flamme Verte [note 3]. L’esthétique du feu visible est fournie aussi bien pour des inserts mis dans des murs aménagés que pour les foyers disposés au centre de la pièce, mais plus dans les systèmes à haut rendement [note 4].

Le paysage industriel a pour figure principale la cheminée industrielle qui est très haute et domine les sites. Les cheminées ont fait partie de la révolution industrielle, signe de puissance et organe publicitaire (le nom de l'entreprise était parfois écrit dans le corps de cheminée avec des briques de couleur, la cheminée a aussi servi de signal -sorte de clocher- des premières cités ouvrières humanistes où la cheminée d'usine ainsi que le portail se trouvaient dans l'arrangement dans leur urbanisation), avec le développement de la mécanisation dans la fabrication nécessitant de l’énergie qui ne pouvait plus provenir des moulins à eau ou à vent par la localisation des usines. Lorsque le coke a remplacé le charbon de bois, la capacité en production du fer par la sidérurgie a été multipliée. Cette puissance avait pour contrepartie une pollution aérienne non maîtrisée très nuisible à la santé de la population [note 5] et qui enlaidissait les villes par la noirceur des suies collées sur les façades d’immeubles par l’humidité. Cet aspect négatif a provoqué l’essor jugé moderne du chauffage tout électrique des 30 dernières années du XXe siècle. Les villes furent nettoyées en France dans la décennie 1960 et le smog des cheminées disparut par l’abandon généralisé de la filière houille (et les souches furent le support des antennes de télévision dont elles se hérissèrent).

À partir du début du XXe siècle, la réglementation des rejets dus à l’activité professionnelle a été de plus en plus contraignante de façon à préserver la santé de la population en ce qui concerne les rejets des fumées et gaz produits par les processus industriels

On désigne aussi par cheminée maintenant les aéroréfrigérants qui servent dans des centrales nucléaires fin du XXe siècle remplaçant les centrales à charbon à évacuer la vapeur d'eau de refroidissement des circuits secondaires de chaudière.

Typologie des cheminées[modifier | modifier le code]

Souches de cheminées[modifier | modifier le code]

Article connexe : Mitre (cheminée).
Souches et Mitres, Casa Milà, Antoni Gaudí, Barcelone, 1910.

Les souches sont un des éléments de l'architecture des toits, par exemple celui du Château de Chambord classique et de la Casa Milà moderne. Sa fonction principale, le réglage de la régularité du tirage, est obtenue par les embouts au-dessus du couronnement qui évitent aussi les nidifications : les mitres en céramique, les bonnets coniques en métal, les lanternes en béton modernes ou anciennes en céramique, les dalles sur potelets, les tournevents ou gueule de loup qui augmentent le tirage en orientant l’orifice comme une girouette, les tabourins -petits moulins métalliques régulant le tirage par la rotation au vent, les tés qui privilégient une direction et font parfois un effet Venturi.

Cheminées ornementales d’appartement[modifier | modifier le code]

Cheminée de chambre du château de Madrid (France)

La cheminée à foyer ouvert classique est aussi appelée cheminée capucine. Le foyer peut être surmonté d’une paillasse. Le manteau, ces plaques ornementales en portique encadrant de face le foyer, ou le faux-manteau, ces plaques en console, donnent le style architectural. Les matériaux qui les bâtissent résistent à cet usage particulier, par exemple le Liais - calcaire à grain fin de Meuse et Bourgogne. Un tablier métallique à glissière ou rideau referme le foyer classique lorsqu’il n’y a pas de feu actif pour éviter saleté et courants d’air. La trappe de régulation de tirage dans le conduit, maniée avec une clef dépassant de la hotte permet aussi la fermeture du tirage. Les foyers modernes d’appartement sont à foyer fermé qui peut comporter un système de radiateurs à eau ou de buses de répartition dans les pièces d’air chaud produit par le foyer. L’insert est à la base un foyer fermé ajusté dans des foyers de cheminées historiques. Le registre de réglage manuel du tirage a précédé le stabilisateur, volet automatique de réglage qui règle le tirage à combustible solide. Le fond de l'âtre (le contre-cœur), la crémaillère, les chenets, le pare-feu, et le petit matériel utile (par exemple le serviteur pour feux-ouverts) sont les éléments du décor en fonte moulée ou en ferronnerie (d'art).

  • cheminée engagée
  • Florentine
  • Louis XIV, Louis XV, Louis XVI
  • Napoléon
  • Empire

Rendement des cheminées[modifier | modifier le code]

Les cheminées ouvertes furent et restent un moyen de chauffage des plus médiocres. Au XIXe siècle, l'air réchauffé était aussitôt aspiré par la cheminée. La cheminée ne chauffait dès lors que par rayonnement. Un foyer ordinaire d'appartement pouvait déterminer par son tirage une évacuation de 800 à 1 000 mètres cubes d'air par heure et malheureusement c'était là le rôle principal des cheminées: la ventilation. En effet cette évacuation d'air à l'extérieur et par conséquent le refroidissement des pièces était d'autant plus considérables que le chauffage fonctionnait avec plus d'activité. Rarement les prises d'air extérieur qu'on a ajoutées dans des systèmes de tuyaux plus ou moins contournés furent suffisantes pour alimenter la combustion et pour remplacer l'air ascendant du tuyau de fumée. C'étaient toujours les portes et les fenêtres qui venaient donner le complément d'air indispensable[2]. Eugène Péclet, à qui l'on doit un Traité de la chaleur considérée dans son application dit un jour: « Les architectes comprennent si mal les principes de l'application du calorique que la place la plus chaude d'une maison se trouve sur les toits ». Un autre attirait l'attention sur la perte de temps nécessaire pour allumer plusieurs fois par jour les centaines de millier de cheminées des villes, les quantités d'espaces incommensurables de caves et de greniers pour le stockage du bois ainsi que le coût du transports du bois, les dégradations que cause la fumée et ce qu'on a dépensé pour la construction des cheminées, etc. [3].
Les cheminées à foyer fermé offrent quant à elles des rendements proches de ceux des poêles, avec des niveaux élevés pour les appareils à double combustion. En matière de crédits d'impôts, les mêmes règles s'appliquent pour les cheminées ouvertes: le rendement doit être supérieur à 70%.

Sécurité[modifier | modifier le code]

Embrasement d'une robe - Angleterre.

Tant au niveau de la conception et entretien du conduit que de la disposition et usage du foyer, les cheminées présentent différents risques majeurs pour les habitants et le bâtiment : asphyxie, incendie et brûlures[note 6] plus ou moins graves. C'est pourquoi des normes strictes s'appliquent pour la fabrication et l'installation de conduits et d'appareils de chauffage au bois.

En plus du respect des normes en vigueur, les installations doivent être conçues pour éviter les pièges à calories qui, faute d'une ventilation suffisante autour du conduit, sont également des causes d'incendies[4].

Le cas de Paris et sa région[modifier | modifier le code]

Jusqu'au 1er janvier 2015, les particuliers peuvent effectivement allumer leur cheminée dès lors qu'ils respectent certaines conditions. L'une des conditions est que le feu ouvert ou l'insert ne doit pas constituer la source principale de chauffage[5] du logement. Généralement, les particuliers l'utilisent en complément au chauffage électrique. La loi dispose que le ramonage doit être effectué deux fois par an de façon exclusivement mécanique. En effet, l'utilisation de produits chimiques[6] est interdite.

Par arrêté préfectoral pris en 2013 dans le cadre d'un Plan de protection de l'atmosphère, la combustion du bois dans des foyers ouverts pourrait être totalement interdite dans la commune de Paris et la combustion par foyer ouvert est interdite dans les communes d'une zone déclarée « sensible » de la région Île-de-France, à partir du 1er janvier 2015[7],[8].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Le rendement passe de 10 % pour un foyer ouvert à 85 % pour un poêle brûlant du bois (voir Bois énergie).
  2. Le conduit de raccordement doit faire un minimum de 6 m pour être efficace et ne pas être dans une pièce avec VMC, les accélérateurs de tirage sont donc toujours utilisés.
  3. Foyer fermé à combustible bois à rendement supérieur à 70 %.
  4. Voir Poêle de masse.
  5. Pollution de Londres 1962 : 340 décès.
  6. C'est notamment comme cela qu'est mort le roi Stanislas Leszczyński.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Michel Raoult, Histoire du chauffage urbain, Harmattan,‎ janvier 2008, 360 p. (ISBN 978-2-296-04740-2), p. 54
  2. V. C. Joly. Traité pratique du chauffage, de la ventilation, et de la distribution des eaux dans les habitations particulières: à l'usage des architectes, des entrepreneurs, et des propriétaires. 1869. Consulter en ligne
  3. Louis Figuier, Les merveilles de la science, ou Description populaire des inventions modernes, Furne, Jouvet et Cie., 1870. Consulter en ligne
  4. Risque d’incendie lié aux pièges à calories, sur le site Défifeu consulté le 20 septembre 2013
  5. Les lois sur les feux
  6. Un feu de cheminée dans mon appartement, mardi 4 janvier 2011
  7. Direction Régionale et Interdépartementale de l'Environnement et de l’Énergie d'Île-de-France, L'interdiction des foyers ouverts, consulté le 19 mai 2013
  8. Interdiction des feux de cheminée, 14ème législature du Sénat français. Question orale sans débat n° 0328S de M. Alain Gournac (Yvelines - UMP) publiée dans le JO Sénat du 07/02/2013 - page 371 et Réponse du Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie publiée dans le JO Sénat du 10/04/2013 - page 2968. Site du Sénat, consulté le 20 septembre 2013.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Élisabeth Sirot, Cheminée et poêle dans la maison noble et au château (du XIIe au XVIe siècle) (coll. « Espaces médiévaux »), Paris, Picard, 2011, 192 p., 128 ill. noir, 22 ill. couleur. (ISBN 978-2-7084-0907-1)
  • Daniel Schweitz, Cuisiner et vivre autour de l'âtre rustique en Val de Loire, Touraine, Berry, Orléanais, Anjou (XIXe-début XXe siècle), Saint-Cyr-sur-Loire, Éditions Alan Sutton, 2003, 127 p. (ISBN 2-84253-913-3)

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]