Poêle (chauffage)

Un poêle De Dietrich à l'église de Fouday (Alsace)

Un poêle est un appareil de chauffage rudimentaire. Le plus souvent, il chauffe directement le lieu où il se trouve. Il est rudimentaire dans le sens où il ne comporte pas de circuit caloporteur (circuit de déport thermique). C'est le point principal qui le distingue d'une chaudière. Il propage sa chaleur principalement par convection et par rayonnement.

L’émergence du principe technique dans le domaine de l'utilisation des combustions est apparue grâce aux pertinences des combustions enfermées (combustion dans une enceinte) conjugué en même temps à la maitrise du tirage naturel. Ce dernier permettait alors de dominer en même temps 1) l'alimentation en air. 2) l'évacuation des fumées (canalisation verticale de la fumée: Cheminée). Liste des points de pertinences des combustions enfermées:

1. réglage possible de la quantité d'air de combustion (comburant). Cela entraine la possibilité de régler la puissance, comme de la régularité ainsi que la possibilité de la faire varier assez précisément ;
2. économies importantes de combustible par le rendement, alors que dans les combustions à foyer ouvert les pertes sont colossales surtout par l'énorme excès d'air (rappelons que 80 % de l'air est de l'azote. Lui n'intervient pas dans la combustion. Il est là comme une contrainte à supporter);
3. augmentation des températures de combustion. Elles permettent de diminuer les imbrûlés (particules et gaz).

Les savoir-faire anciens des cuissons de céramiques, des sidérurgiques, autant que celles des cuissons de cuisine ont fait émerger les techniques liées aux poêles.

Tous les combustibles ont débouché sur des poêles spécifiques : le bois, le charbon, puis le mazout, le gaz, l'huile, le kérosène (pétrole lampant), le granulé de bois (ou pellets), l'alcool, etc.

Étymologie et traductions

Le terme Poêle (rarement poële) est d'origine latine (pendo) qui a donné en français : pendre, poids, peser, poser etc. Les francophones canadiens emploient le mot fournaise à la place : pour eux, cette appellation est englobante de la notion de chaudières alors qu'en France, le mot « poêle » l'exclut presque entièrement. Les anglophones utilisent les termes Stove heater. Certaines personnes âgées emploient le mot « poêle » pour tous les émetteurs de chaleur, même de type radiateur.

Caractéristiques générales

La sensation de la diffusion de la chaleur, issue des poêles les plus courants, varie beaucoup en s'éloignant d'eux :

1. Proche, une sensation de chaleur surtout due au rayonnement donne une sensation qui dépend beaucoup de la température de la surface extérieure du poêle.
2. Plus loin c'est une atmosphère thermiquement stratifiée du fait de la convection. La répartition calorifique verticale est à fort gradient. Cet écart dépasse couramment les 25°C entre plafond et plancher. Heureusement certains poêles réduisent ces écarts et apportent un meilleur confort (exemple: voire chapitre poêle de masse qui sont très ancien; etc).

Les sciences de la combustion et celles de la propagation de la chaleur concernées sont complexes:

• Pour la combustion, on ne peut occulter les phénomènes de gazéification thermique des carburants, des liquéfactions goudronnantes des sublimations thermiques.
• Pour la propagation de la chaleur, cette science fait appel à la connaissance du rayonnement calorifique, de la convection thermique, de la conduction thermique.

Les premiers poêles étaient surtout utilisés pour les cuissons. La comparaison analogique avec les appareils modernes de cuisson permet à tous d'imaginer la grande diversité des principes : fours électrique, infrarouge, micro-ondes, à convection naturelle, induction, à hygrométrie contrôlée (atmosphère saturée ou surchauffée), à convection forcée interne, etc...

La préservation du calorifère nécessite une maîtrise des calcinations, des pertes-au-feu, des corrosions à haute température et aussi des fatigues thermo-mécaniques des matériaux.

Le confort, moteur de l'évolution du poêle.

L'amélioration du confort a été l'élément moteur de l'évolution technique des poêles: d’abord le confort de cuisson puis ensuite mêlé au confort de chauffage.

Avant dans les foyers-ouvert (l'âtre) la maitrise de la combustion trouvaient des solutions "gérées" par la vigilance, la surveillance permanente. La gestion de la consommation du combustible était "basée sur l'économie drastique". Les embrasements violent par le non-contrôle du comburant pouvait provoquer des incendies, donc le feu était petit et veillé.

Lentement ces questions ont trouvé des solutions à travers les poêles à combustibles solides. Puis le succès des poêles à mazout 1930-1960: fiables, puissance extrêmement régulière, aisément réglable à partir du cinquième de la puissance maximum et économe. Ce fut une charnière technologique importante. Le technicien d'entretien fut reconnu comme un magicien du chauffage tant sa technique est d'un équilibre particulier et fragile.

L'arrivée des concepts d'isolation thermique furent, surtout des efforts intérieurs. Ils renforcèrent régulièrement ces besoins de maîtrise des puissances altérant la pertinence des anciens poêles. Ce fut la forte poussée des chaudières.

La phase suivante est très liée à une rupture entre la zone-vie et l'inertie thermique. L'habitat est donc lentement passé d'un volume "clôt-physique" à une "enceinte-thermique". L'habitat sans inertie fut incompatible avec les poêles rudimentaires les rendant caducs. Ce fut la période du "tout-électrique" de 1970-2000. Ces enceintes vulnérables aux apports d'énergie mal contrôlés (solaires, occupation, cuisine) passaient parfois en "surchauffe". À cette période, la pertinence, sans égale, de l'électricité est liée à sa régulation très aisée.

La succession des crises d'énergies fossiles a imprimé des réflexions approfondies sur l'interaction isolation-inertie et apports thermiques aléatoires. Des concepts de maison économes et passives sont apparus (voir maisons BBC).

Les poêles à granulés standards s'adaptent bien aux différentes configurations. Dans leur version courante (plus de 90 % des ventes) c'est leur turbine permettant la dilution de l'énergie produite dans la couche d'air basse "ramassée" au sol qui fait leur rendement de diffusion excellent, généralement supérieur à 90 %, ce qui en fait les appareils de chauffage au bois les plus performants. Le niveau sonore des turbines peut provoquer une gêne dans les espaces exigüs. Ils sont bien adaptés à ce contexte de "crise" car les frais d'installation rapporté à la puissance sont réduits (pour un confort et un rendement très corrects).

Les défis actuels que représentent la raréfaction et la hausse des prix des énergies fossiles, ainsi que la pollution et la recherche d'un développement durable, incitent au retour à ces modes simples de chauffage. Les poêles les plus simples redeviennent des sources de chaleur installées

les poêles de masse ont fait aussi leur entrée dans la culture française depuis la fin des années 90 ; alors qu'ils sont des systèmes de chauffage traditionnels et prisés depuis des siècles dans des pays voisins tels que l’Allemagne, la Suisse, l’Autriche, le nord de l’Italie. Ces poêles peuvent aussi bien s'adapter aux maisons modernes très bien isolées d'une fait d'une raglage de puissance très large (de 0.8 kW à plus de 10 kW). ils sont aussi très bien adaptés à l'habitat ancien, du fait de leur capacité de rayonnement, et d'inertie. ils permettent notamment aux ménages devant s'absenter en journée pour le travail de continuer à se chauffer au bois bûches avec un confort moderne (un seul feu de 2 heures par jour suffit à maintenir le poêle chaud 24h/24). ces poêles constituent une évolution majeure des poêles à bois.

poêle de masse - cuisinière artisanale

La grande diversité des calorifères ne débouche pas toujours sur un bon "mariage arrangé" avec le conduit de fumée ancien. L'installation nouvelle est une affaire de professionnel: Certains pays obligent a des certificats pour la mise en service d'un nouveau calorifère / En France il y a une obligation de ramonage ainsi que d'entretien annuel du calorifère à partir de 4Kw. Un feuillet résumant cette opération est édité par l'état.

Le bois-combustible (bûche, bois compressé etc), considéré en France comme écologique (bilan carbone globale nul) revient en grâce.

Histoire

Poêle en fonte - Museum Ons' Lieve Heer op Solder, Amsterdam

Cette histoire est un grand pan de "l'histoire des techniques" de la "maîtrise du feu". L'enfermement du feu est à l'origine de grand pas. Il faut remarquer que les pertes d'une combustion non-enfermée sont colossales pour donner des rendements inférieurs à 5 % (de 6 kWh/kg on ne récupère que 0,5 kWh/kg). Des améliorations de la combustion ont été nécessaires pour qu'apparaissent certains types :

• de cuisine,
• de processus chimiques: liants du bâtiment (en premier le plâtre, puis la chaux), distillations etc....
• de techniques métallurgiques.

« poêle bouilleur » (producteur d'eau chaude)

Employé depuis la nuit des temps, il est aussi appelé poêle à inertie lorsqu'il est très massif. Un de ces ancêtres est sûrement l'hypocauste, le poêle russe ou encore plus récemment le poêle alsacien en faïence.

En 1619, paraît le premier ouvrage complet sur les poêles publié par Franz Kessler (en). Son curieux travail indique dès cette époque tous les principes du chauffage usités en Allemagne et très peu perfectionnés par la suite jusqu'au XIX^e siècle.

L'apparition au XIX^e siècle des premiers poêles en fonte et leur diffusion à grande échelle contribue fortement à l'amélioration des conditions de vie des populations. Grâce à la production en série, qui en fait l'un des produits phare de l'industrialisation, il devient accessible au plus grand nombre et remplace rapidement le feu ouvert, offrant de meilleur rendement en atténuant un peu les risques d'incendie. La vie s'organise autour du poêle.

Il est l'origine d'une évolution lente de l'habitat vers une séparation plus nette de la population du besoin vital hivernal de la chaleur animale et humaine. Un étage supplémentaire vient s'insérer nettement entre l'étable et la réserve de fourrage.

Bien qu'il demande de l'entretien et produise de la poussière, il améliore le confort ; permet de chauffer l'eau et les aliments plus facilement ; il améliore les conditions sanitaires et réduit la mortalité.

Les grandes entreprises industrielles (telle que Jøtul, Chaboche, Nestor Martin, Godin et bien d'autres), rivalisent d'innovations techniques et de qualités esthétiques, ce qui fait de certains poêles anciens des objets très recherchés de nos jours, témoins des débuts du design industriel. Bien avant le développement de l'électroménager, la réclame, au moyen d'affiches publicitaires, vante les mérites des différents modèles.

Dans les usages privés, ce fut alors un essor fulgurant de la combustion enfermée. Très rapidement, les forêts furent sur-exploitées, sous la pression conjointe des autres besoins (Origine de l'Office national des forêts ) ( développement fort du charbon domestique: boulets)

Au niveau européen, les pays germaniques ont privilégiées une autre technologie plus avancée pour les poêles ; en développant la technologie du poêle de masse. Ces poêles restent quasiment inconnus en France, à l'exception de l'Alsace, qui de par son passé historique a connu et conservé cette technologie, sous la forme du poêle en faïence (kachelofen) ; il est assez incroyable que ces poêles n'aient pas pénétré la culture française durant ces siècles, alors qu'ils augurent une division de la consommation de bois par 2 à 3, maintiennent la maison en chauffe de manière permanente, et diminuent fortement les risques de feu de cheminée.

Avec la crise énergétique, la hausse du coût de l'énergie liée, les exigences sur l'environnement, ces poêles pénètrent enfin la culture française depuis la fin des années 90.

Principes généraux des poêles

Buts: Limitation des excès d'air - Réglage d'air comburant - Diminution des déperditions de foyer - Meilleur maîtrise de la température de combustion et la régularité du feux. Moyens : Une enceinte avec une entrée d'air comburant parvenant par-dessous la sole de combustion. Cette entrée d'air est réglable dans des valeurs limites compatible avec la puissance maximum du poêle. But : En usage intérieur, canaliser les gaz de combustions pour éviter l'intoxication. Moyens: une sortie par le haut, raccordable avec étanchéité à une Cheminée. La hauteur de conduit, et quelques autres paramètres déterminent la qualité du tirage. Ce tirage diminue les risques d'intoxication, facilite le réglage d'air et la régularité du feux. Remarque : Les très bon conduit modernes ont des qualités intéressantes mais provoquent systématiquement des excès de tirage qu'il faut compenser par un modérateur de tirage.

La maîtrise des excès d'air et l'amélioration des températures de combustions (par le rendement) ont été nécessaire dans l'évolution de ces principes. En effet, la combustion à basse température provoque des imbrûlés. Voilà le nom que l'on donne à la portion de carburant gazéifié par élévation de température qui s’échappe dans le conduit sans produire les calories espérées. Ces imbrûlés sont courants dans les combustions non-enfermées.

Le but principal recherché par le poêle est donc de se rapprocher au mieux de la combustion complète. En chimie on dirait combustions stœchiométriques! Pour la combustion du bois, il faut du bois bien sec et aussi éviter de laisser le feu couver surtout dans sa phase primaire de combustion (avant qu’apparaissent les braises). En effet ces combustions, de basse température, sont polluantes et incomplètes. Les raisons sont physique et chimique. Toute les gazéifications thermiques (phase primaire de la combustion du bois, mais aussi du mazout, de l'alcool) sont très endothermique. Des phénomènes contradictoires et instables se mélangent et provoquent la danse des flammes ainsi que leur variations de couleurs. La chimie de la combustion est très liée à la température.

Première amélioration du principe

Les évolutions du principe de base décrites ci-dessous sont plutôt vues sous l'angle du « poêle de fer » et des combustibles solides.

La première amélioration du principe a consisté à atténuer le rayonnement direct sur les parois de l'enceinte principale, celle qui assure l'étanchéité du foyer (maitrise de l'entrée d'air comburant et de la récupération des fumées). En effet les rayonnements directs, sans écrantage, induisent des fatigues mécaniques très particulières, des vieillissements prématurés, des calcinations, des corrosions à haute température. La première amélioration a donc été l’adjonction d'éléments d'écrantages protégeant cette enceinte de ce rayonnement direct. Ils atténuent la violence du rayonnement et répartissent dans cet espace clos le flux thermique. Les joints de parois, autre talon d’Achille, sont alors beaucoup moins fragilisés. En effet les forts gradients et les fortes irrégularités de répartition altéraient beaucoup la pérennité de l'enceinte principale. C'est surtout les différences de dilatations à l'origine de très fortes tensions mécaniques qui éprouvent la matière déjà soumise à d'autres agressions chimiques et thermiques.

Ce nouvel écrantage, premier dans les sens du flux thermique, assure par interaction, une autre mission: en restant à température élevée (moins soumis au refroidissement) il favorise la régularité de la température de combustion et il atténue les risques de goudronnages de parois qui abaisse le rendement de diffusion. Ces goudronnages se transforment souvent en couches adhérentes carbonisées très néfastes. Ils sont courants dans les chaudières à bois et dans les foyers fonctionnant avec des bois peu sec.

Cet écrantage est constitué d'éléments amovibles de réfractaires (ayant souvent de l'inertie thermique): - Plaques de fonte - Plaques d'acier - Plaques de réfractaires minéraux. Ces éléments sont majoritairement démontables pour deux raisons : 1) Le transport et le déplacement aisé des poêles. 2) Permettre leur libre dilatation thermique. Ils doivent être démontés précautionneusement. Ils sont souvent très fragiles et fragilisés par le temps. Il est courant que des poussières de cendre s’immiscent derrière et il faut nettoyer pour éviter la perturbation des flux thermiques.

En parallèle de ces deux parois précités, une enceinte extérieure supplémentaire, périphérique, coexiste, plus ou moins continue qui assure deux fonctions d'écrantage:

• L'orientation du flux de rayonnement dans un sens plus particulier (soit uniquement devant, soit aussi latéraux).
• La protection contre les contacts dangereux.

Seconde phase d'amélioration du principe.

Elle a consisté à :

• Diminuer les imbrûlés en apportant du comburant au-dessus des flammes, à proximité de la zone de sortie. On nomme alors cette entrée d'air : l'air secondaire. Par opposition on appelle alors l'autre fraction du flux comburant : l'air primaire. Cet air primaire, lui, parvient dans le foyer à la base des flammes. Son débit est toujours réglable, pouvant être réduit de manière continue pour passer d'environ 40 % à 5 % minimum du total.
• Encore à proximité de la zone de sortie, mettre en place un élément écran fractionnant le flux de sortie. Écran plus éloigné de l'enceinte, pour qu'il reste plus chaud augmentant l’auto-inflammation des restes de gaz carburant.
• L'air secondaire est souvent introduit de manière à améliorer le mélange par des turbulences. Ce mélange intime entre comburant et carburant gazéifié est très important! Introduit dans une direction verticale et vers le bas, il arrive à contre flux des flammes (grâce à la dépression du tirage). Cela provoque une turbulence propice à ce mélange intime. C'est ce principe qui est utilisé dans le système-option "vitre propre" (en effet si cet air secondaire n'arrivait pas le long de cette vitre, cette parois plus "fraîche" capterait plus facilement les condensations de vapeurs goudronnantes).

Poêles "turbo"

L’appellation est génératrice d’ambiguïté et varie selon les sources. Leur chargement se fait toujours par le dessus. Aucun d'eux n'a de vitre pour voir la flamme. Ils sont un peu hors-mode. Ces poêles ne comportent aucune assistance électrique, ni pièce en mouvement. Elle désigne des poêles répandus dans les milieux plutôt populaires. Ils sont économiques et économes. Le brevet est né de l'observation du feu de forge.

Le premier principe a consisté à intervenir sur le mode d'introduction de l'air primaire et sa température.

1. Rien n’empêche de prélever un peu de chaleur sur la combustion pour préchauffer puis surchauffer l'air primaire avant son introduction à la base du foyer. Cette quantité de calorie dérisoire, ajouté au comburant a un effet très bénéfique sur la combustion (on peut faire l'analogie avec le moteur diesel où l'élévation de la température des mélanges (carburant comburant) s'auto-inflamme).
2. Deux éléments importants concernent le mode d'introduction de cet air primaire. À l'opposé de l'air secondaire qui doit être réparti au-dessus du feu, le primaire est concentré-injecté dans le cœur des cendres et des braises. En effet un tube rentre dans le feu. Il injecte cet air, sans chicane ni perte de charge (seul le papillon de réglage limite l'arrivée d'air). Ce tube est vertical et introduit cet air à contre sens de la combustion. Le flux comburant traverse donc ce lit de braises en se répartissant. Il atteint à cet endroit précis des températures extrêmes, propices à certains phénomènes. Cette zone d'introduction est le siège d'un type de combustion très distinct. Ces poêles doivent toujours être garnis dans leur fond d'un lit de cendre d'au moins cinq centimètres qui ne doit jamais être retiré (au tout premier allumage on en ajoute même). Ce lit de cendre sert à la fois à protéger le fond des surchauffes mais aussi assure un nid douillet pour cette zone de combustion très haute température.

Le bois, est rajouté par le dessus. Les gazéifications endothermiques se font en partie haute. Le bois se transforme en braises en descendant. Alors que dans les poêles traditionnels les combustions sont assez séquentielles, là une zone thermique surchauffée basse est le siège de "combustion sèche", la zone haute étant le siège de combustions complexes.

Les températures au cœur sont très élevées sans pour autant provoquer des :

• surchauffes de l'enveloppe du poêle.
• sur-gazéifications génératrices d’imbrûlés.

Le tube injecteur d'air primaire, soumis à des températures très élevées en atmosphère très oxydante, est soumis à des calcinations aussi appelées pertes-au-feux. C'est une pièce d'usure à remplacer (tous les 8 ans environ, en usage intensif).

La condensation, voie d'amélioration du principe ?

Cette technique de récupération des calories adapté aux chaudières n'est pas adapté aux poêles, mais les principes permettent d'aborder les sujets de l'humidité et des condensations de fumées. Ces condensations, dans le domaine du chauffage, étaient la "peste" des calorifères et des cheminées. Soudain vers 1980, les condensations sont devenues d’intérêt pour leur exothermie.
L'humidité est un élément très perturbateur de combustion. Certaines réactions chimiques de combustion (très nombreuses) génèrent de l'eau qui s'évacue en vapeurs dans les fumées. Elle abaisse la température de combustion. Mais ce n'est pas la seule évaporation en jeu, provoquant elles aussi des endothermies. Plein de composés sont en changement de phase dans la combustion du bois comme des autres carburants:

• Tous les carburant-biomasses qui paraissent sec, ne le sont jamais complètement. Un autre phénomène intervient: ils en contiennent en sorption, (adsorbé). Sa désorption thermique par combustion est elle aussi endothermique.
• Elle peut être à l'origine de très gros problèmes de cheminée. Les réactions chimiques sont décuplées lors d'association d'un calorifère de haut-rendement avec un circuit de fumée ancien. Il faut imaginer que les phases vapeurs des produits multiples qui se trouvent dans les fumées pénètrent très profondément dans les substrats poreux des maçonneries traditionnelles. Associés à des cycles de température quotidien très variés, ces produits peuvent coexister à l'intérieur des éléments de maçonnerie, des joints liants, sous les trois phases (vapeur, liquide, solide) (solide quand il fait froid, que le calorifère s'arrête plus d'une heure).
• Les pouvoirs calorifiques normalisés spécifient toujours s'ils sont amputés, ou non de la chaleur latente (enthalpie de changement d'état), c'est-à-dire de la part d'énergie emportée par la vaporisation d'eau. C'est la différence entre le PCI et le PCS.
• Les fumées contiennent plusieurs éléments chimiques en phases vapeurs. La condensation de ces vapeurs terminales si elle est prévue et contrôlée, permet de récupérer de la chaleur. Voilà une voie de recherche et d'amélioration des rendements. Elle a bouleversé les connaissances et croyances des techniciens dans les années (70 à 90) quand des rendements annoncés ont été supérieurs à 1, pour atteindre des valeurs de 1,2. Si cette technique n'est pas appliquée dans les poêles elle était intéressante à aborder car la condensation subie (conséquences d'encrassements) pose de gros problèmes au ramonage.

La gazéification : un nouveau principe ?

Depuis 1800 et très régulièrement des recherches ont débouché sur des applications. Par les connaissances sur les créosotes, la synthèse des carburants gazeux et liquide, des applications apparurent sur les chaudières, les gaz d'éclairages, la propulsion automobile. Des chaudières modernes en font leur argument commerciaux synthétisant en interne des gaz-carburant.

Combustions partiellement enfermées

Certaines combustions non-enfermées (partiellement enfermées) restent pertinentes.

• Transmissions calorifiques à distance : Certaines combustions non-enfermées ne nécessitent pas d'évacuation des fumées et permettent des températures plus élevées du brûleur-émetteur sans écrantage. Voilà un domaine qui permet des flux dirigés très concentrés (par rayonnement) vers des zones précises, sans chauffer tout le volume. Exemple : Radiants à gaz (ces appareils ne sont pas vraiment des poêles, mais leur évocation permet de voir leur particularisme).
• En cuisine : les cuissons directes avec des combustions au plus près des aliments, ou avec une simple casserole permet des résultats particuliers parfois sans égale: le barbecue, le tourne broche, la cuisson au potager (ancêtre des cuisinières = cuisson à la braise). Ce sont les combustions peu génératrices de fumées toxiques qui permettent ces techniques.
• La cheminée ouverte a pour but l’agrément du rayonnement et l'esthétique.
• L'insert transforme le foyer ouvert en foyer fermé. Lorsque l'insert est conçu pour un fonctionnement mixte, il doit respecter des règles très particulières principalement sur la section du conduit qui doit être équivalente à celle des cheminées ouvertes. Ces inserts peuvent être considérés comme une sorte de poêle.
• Poêles pouvant fonctionner ouvert : certains sont conçus pour fonctionner aussi ouvert (par exemple les coloniaux).

Maîtrise de la puissance d'émission calorifique

Ce sujet prend de plus en plus d'importance avec l'amélioration des enceintes thermiques de l'habitat prévue par les réglementations récentes. Il faut remarquer qu'un grand nombre de calorifères ont :

1. des domaines de puissance optimum ;
2. des domaines de puissances à qualités de combustion altérées ;
3. des domaines de puissances incompatibles. Les combustibles solides permettent rarement de rester a des puissances faibles (dans de bonnes conditions). Il faut maintenir une certaine puissance pour que la combustion sois correcte. Avec de l'habitude, l'utilisateur doit anticiper à l'avance l'allumage/l'extinction du calorifère (Cela encore plus avec le bois, car la phase finale de la combustion (braises) produit plus de calories) ;
4. des risques d'emballement de combustion. Ceux-ci doivent être anticipés au mieux par quelques mesures préventives ;
5. certains ont des réglages réguliers (analogiques), d'autres maxi-mini ou d'autres étagés (discret, paliers).

Quelques repères de comparaison en fonction de la source de chaleur :

• pour l'électricité et les pompes à chaleur la gestion est très facile (thermostat très économique etc...) ;
• les combustibles gazeux sont de gestion facile ;
• les combustibles liquides nécessitent des techniques de gazéification ou de pulvérisation qui donnent un peu plus de complexité ;
• les combustions des combustibles solides sont de gestion complexe. Ils ne peuvent pas être arrêtés et redémarrés trop fréquemment. Leurs puissances instantanées sont plus aléatoires et moins maîtrisables. La gestion consiste surtout à anticiper et se prémunir des dangers des écarts de puissance: environnement du poêle plus réfractaire, conduit plus résistant, modérateur de tirage, etc... Deux systèmes très simples de réglage automatique de l'arrivée d'air comburant sont pratiques :
  • bulbe mercure avec volet d'air,
  • bilame avec volet d'air.

Ces deux systèmes, ont le gros avantage de limiter les emballements divergeants. Ceux-ci sont les risques majeurs. Ils créent des sur-tirages liés à plusieurs phénomènes agissant en synergie : l'élévation de la puissance instantanée de combustion augmentant à son tour la température des fumées, augmentant à son tour le tirage (presque proportionnellement à l'élévation de la température verticale des fumées), et enfin, à son tour augmentant la puissance instantanée. Pour les conduits modernes ayant peu de déperdition sur la hauteur du conduit, les modérateurs de tirage (très simples) sont un complément très pertinent. Ils suppriment quasiment ces phénomènes dangereux.

Le poêles à granulés (comme les chaudières à plaquettes) maitrisent la puissance par morcellement de l'arrivée du carburant. En standard, ils ont une unité-centrale électronique (carte à microprocesseur, automate) qui gère beaucoup de paramètres. Les plages de puissance instantanées sont environ de 40 % à 100 % de la puissance nominale. Si les arrêts sont automatiques, ils enclenchent des séquences in-interruptibles (processus d'arrêt), incompressibles, d'environ 15 minutes (ne permettent aucune relance pendant cette phase). Cette phase d'arrêt qui sur-ventile (2 turbines à vitesse maximum) a pour but de faire chuter la température rapidement (sécurité). Elle génère une perte d'énergie d'environ 1,5 kWh. Il ne faut donc pas imaginer de nombreuses relances dans une journée. Lors des besoins en puissance réduits/minimum, il y a souvent des dépassements des températures de consigne. Il est donc intéressant d'anticiper soi-même les réglages de consigne en fonction des paramètres généraux (météo, cuisine etc). La phase d'allumage prend environ 15 minutes.

Le rendement

Aborder l'étude d'un objet par rapport à ses échanges est pertinent (systémique). Le rendement global ne se réduit pas au rendement de combustion. Un système de chauffage est la composition des rendements suivants : rendement de calorifère, rendement d'installation, rendement de diffusion et il est très courant que la comparaison des investissements ne se fasse que sous l'angle du premier en occultant les deux suivant. Les poêles et toutes les chaudières qui sont dans le volume chauffé, n'ont pas de perte de transfert. Les valeurs inférieures sont liés aux pertes quand un local différent en occasionne.

Rendement de calorifère - Rendement du poêle

C'est le rendement intrinsèque, fourni par le fabricant du calorifère, avant sont installation. Il est lui-même la composante de la qualité de la combustion mais aussi du mode de transmission et de récupération de l'air bas, au sol, (peuvent varier).

Rendement d'installation

C'est le rendement du système caloporteur pris à la sortie du calorifère (allez moins retour) (s'il existe).

Rendement de diffusion

C'est un rendement un peu difficile à chiffrer. Il tient aussi compte du confort, et de la répartition calorifique homogène (si toute la chaleur se stocke dans le plafond c'est un peu perdu!). Il y a des aspects un peu subjectifs et d'autres qui le sont beaucoup moins. La comparaison des factures des consommations de carburant finales est un bon baromètre.

Prenons l'exemple idéal, décalé du sujet principal, les planchers chauffants modernes pour bien comprendre cette notion (même s'ils concernent les chaudières). Ceux-ci cumulent beaucoup d'avantages :

• la chaleur produite se répartit dans le reste de la zone de vie à partir d'une partie basse et donc parvient plus facilement à une répartition générale (les moindres objets deviennent alors des stockeurs d'énergie participant à l'inertie globale) ;
• la très grande surface d'émission permet d'abaisser la température d'émission (gage de confort. En effet plus l'écart est grand, plus des inconforts particuliers sont perceptibles) ;
• la chaleur étant répartie de manière homogène dans toute la zone de vie, l'anticipation des apports solaires (ou des autres apports aléatoires) permet d'arrêter la production de chaleur longtemps avant. Les effets de l'arrêt mettent longtemps avant d'être perceptible et créer de l'inconfort (proportionnellement à l'inertie de la zone chauffée et d'autant plus si cette inertie est spatialement basse).

La quantité de calories économisées peu devenir très substantielle et d'autre part évite les montées en surchauffe lorsque les apports solaires sont profitables.

Paramètres qui améliorent le rendement de diffusion :

• dans l'idéal, un rendement de diffusion excellent a pour conséquence une répartition équivalente dans l'enceinte à chauffer (aucune stratification, ou une répartition intelligente. Dans le pire des cas, toutes les calories partent au plafond (stratification thermique marquée). Ces calories participent donc très peu à la qualité de l'inertie ;
• dans les habitats mal isolées et aussi inersique, la capacité à créer une bulle de chaleur est a rechercher ;
• dans les zones trop bien isolées, certaines innovations étonnantes améliorent l'inertie et font de bonnes synergies avec les apports thermiques aléatoires qui deviennent non négligeables dans BBC (bâtiment à basse consommation)^[Quoi ?] : ce sont les MCP thermiques ;
• niveau du calorifère d'installation : il est parfois possible d'installer le poêle à un niveau légèrement ou fortement inférieur. Dans la mesure où les flux frais de l'atmosphère intérieure font un bon retour, sans entrave, vers le poêle alors les flux chaud parviennent dans tous les recoins (un simple imposte, une poutre peuvent modifier et atténuer les échanges). L'analogie avec la micro-météo utilisée en parapente est intéressante. En effet il faut imaginer les "cellules thermiques" (parcours coordonnés des flux ascendants et descendants) pour les optimiser. En intervenant à la conception du bâti, il est possible d'éviter quelques obstacles (exemple de long couloirs, de nombreuses portes).

Types de poêles

Type de poêles classés en fonction de l'usage de la chaleur produite

Entre poêle et chaudière, la frontière n'est pas totalement étanche. De nombreux poêles en ont le nom, mais ils dépassent largement les principes généraux. Certains sont presque des chaudières.

Cuisinière

Ces poêles ont des plaques de cuisine et quelques fonctions supplémentaires (four, production d'eau chaude). Ils sont les héritiers en ligne directe des principes de la cuisson au potager. Ils sont conçus pour permettre à certains types de casseroles d'être en contact direct avec le rayonnement de la combustion.

Fourneaux

Il est intéressant de regarder ce qu'était un fourneau (très gros poêle) pour nos parents et grand-parents. Le mot était très évocateur de tout un tas de situations. Les fourneaux étaient utilisés :

• Par les troupes militaires pour les cuissons à l'extérieur comme à l'intérieur.
• Pour la cuisson des aliments pour bétails (pomme de terres, betteraves, etc).
• Pour les laveries et blanchisseries.
• Pour tout un tas de procédés artisanaux et industriels.

En général, ils étaient constitués d'un contenant encastré dans un foyer en fonte.

Poêle-hydro

Ceux-ci n'ont pas de fonctions cuisine, mais ils ont un circuit calo-porteur et éventuellement une production d'eau-chaude.

Fourneau bouilleur

Ces poêles ont des fonctions de cuisine et ils ont adjoint un circuit calo-porteur petit pour seulement un à deux radiateurs.

Poêles de masse

Poêle de masse

Ils ne sont pas rudimentaires. En effet en dehors des plus communs, ils sont tellement massifs que la chaleur de leur environnement reste très constante et se diffuse doucement dans l'espace.

On peut distinguer deux sous-familles : les "poêles à inertie" et les "poêles de masse monumentaux". Dans ces derniers, la masse importante nécessite d'être anticipée à la construction de l'édifice. Certains de ces poêles vraiment typiques sont équipés de banquettes sur une de leurs faces, chauffées par le foyer. On peut s'y asseoir, voire plus rarement y dormir. Une niche y est souvent ménagée, servant à chauffer des bouilloires ou des sacs de noyaux de cerises, que les habitants de la maison prenaient dans leur lit. Ils servaient aussi à sécher les fruits. Dans les fermes et habitations modestes, le four ou la cuisinière de cuisson, installés dans la cuisine, chauffaient aussi le banc adjacent au poêle dans la belle pièce dite la « Stube ». Ce dispositif économe en combustible est appelé « Kunscht » au nord des Alpes (Suisse du nord-est, sud de la Forêt-Noire, sud de l'Alsace), ainsi nommé de « Holzsparkunst » ou art d'épargner le bois.

Certains poêles sont des œuvres d'arts magnifiques. En France les artisans restaurateur de poêles en faïence sont appelés "poêlier" ou "maitre poêlier" . On trouve en France une dizaine de ces artisans et ils ont presque tous un site internet qui permet de voir quelques-unes de ces merveilles.

Poêles à diffusion d'air chaud ou poêles-canalisés

Des tuyaux déportent la chaleur produite vers un autre secteur. On dit que la chaleur est canalisée. D'habitude on considère l'air comme un isolant, mais là, il est considéré comme un caloporteur. Ces systèmes sont très souvent décevants. Il faut des débits très élevé qui sont rarement respectés. Très souvent, pour des raisons de place on minore la section et mésestime l'influence de toutes les sortes de pertes de charges. C'est un domaine de l'aéraulique. Il est communément considéré comme une affaire entendue, très simple, alors qu'il est délicat. Un élément est souvent mal prévu : le retour-froid. Il doit être très soigné. Collecte du retour d'air :

1. Dans les bas de pièce. # Passage de cloison.

Malgré tout, il existe de très pertinents exemples de poêles canalisés pour de très grands édifices, mais la dimension des circuits, principalement de retour d'air nécessite d'énormes travaux au niveau inférieur, là où va se faire la collecte de retour. (On peut trouver alors des caniveaux de retours d'airs frais). Il a existé aussi au tout début des logements collectifs dans les grandes villes des installations de distribution d'air canalisé avec retour par les cages d'escalier. Peut-on encore parler de poêle ? Ces systèmes sont surtout adaptés :

• à des chauffages d'ambiance (pas de température de consigne élevée) on dit aussi chauffage de tempérance.
• Pour les ateliers.
• À des bâtiments anciens qui nécessitent un maintien d'une hygrométrie affaiblie par des flux d'air importants (asséchant).

Poêles à convection-forcée

On parle de stratification thermique de l'air pour l'ambiance thermique des poêles standard. Dans les volumes difficile à chauffer, hangars, grands magasins, ateliers, ont trouve pour cette raison des destratificateurs (ventilateur de répartition thermique, on dit aussi rabatteurs de chaleur).

Pour cette raison des calorifères à convection-forcée intègrent intérieurement une turbine (électrique) accélérant la diffusion sans pour autant canaliser la chaleur. Les ambiances thermiques induites peuvent-être très distinctes (différence entre celle induite par convection naturelle / celle induite par convection-forcée ou destratifiée). Ces calorifères à convection-forcée n'ont donc pas de circuit caloporteur.

Dans ce procédé, l'amélioration de la récupération de la couche d'air frais au sol à beaucoup d'importance, autant que l'extraction de la chaleur du poêle. Le rendement globale est amplifié par l'amélioration du rendement de diffusion et du rendement du calorifère. Les contre-parties sont les bruits générés par les turbines d’amplification des flux d'air.

C'est ce principe de base dans 90 % des nouveaux poêles à granulés de bois qui ont tant de succès en ce moment. Ce principe est répandu depuis longue date pour les inserts de cheminée. Dans ce cas, l'emprisonnement effectif de l'insert dans l'âtre ancien limitait beaucoup le rendement et ces turbines palliaient à cette question.

Poêle bouilleur combiné avec une autre source d'énergie

Des poêles bouilleur sont parfois combinés avec un système solaire, gaz ou électricité. Le kit de sécurité Cashin a été le précurseur.

Types de poêles en fonction du carburant de la combustion

À pellets - granulés de bois

Ces appareils modernes ont été abordés dans les autres chapitres pour des comparaisons. Retenons qu'ils sont généralement dans leur version basique (environ 80 %) des diffuseurs d'air chaud (poêles à convections forcées). D'autres versions existent: convection naturelle, hydro (avec radiateurs), canalisé (air-chaud diffusé), couplé avec un ballon d'eau chaude sanitaire. Il existe quelques modèles sans contrôle électronique et électrique de combustion. Les modèles de base ont:

• Un réglage de la consigne thermostatique.
• Un allumage/arrêt (automatiques et programmables).

Ces deux paramètres en font un mode de chauffage écologique, économique pertinent. Dans ses versions courantes, le contrôle très instrumenté des processus les rend assez sûrs, mais dépendant de l'alimentation par le réseau électrique 230 V :

• Bougie électrique d'allumage automatique / environ 200 W / pendant les 5 premières minutes.
• Turbine de convection forcée / environ 60 W / tangentiel action / Variation de vitesse pour diminuer le bruit aux flux thermiques faibles (environ 68 dBC à pleine puissance).
• Turbine d'air comburant et d'extinction / environ 60W / tangentiel action / Variation de vitesse pour diminuer le bruit aux flux thermiques faibles / Ces turbines ont permis de diminuer le diamètre des conduits mais imposent des étanchéités améliorées du conduit (joint entre tronçons de tuyaux de raccordement). Cette turbine est utilisée conjointement avec la précédente pour faire tomber brutalement la température du poêle dans les phases d'arrêt.
• Il est assez choquant que^{[non neutre]} la protection des micro-coupures du réseau électrique ne soit pas proposée en option.
• Les cycles d'allumage/ré-allumage/extinction ressemblent un peu à ceux des chaudières à mazout, mais :
  • Les temps de latence (allumage et extinction) sont beaucoup plus longs et atteignent les quinze à vingt minutes.
  • Une bougie d'allumage consomme environ 0,3Kwh électrique.
  • Il n'y a pas de détection de flamme (cellule).

À bois

Le bois-énergie est très souvent du bois-bûche. Maintenant, la bûche de bois compressé permet de valoriser des bois qui étaient des déchets et des chutes industriels.

Aspect peu connu, ces carburants ont un petit inconvénient du point de vue de l'agressivité des fumées pour les conduits cheminée. La phase initiale de combustion provoque une grande diversité de vapeurs qui pénètrent profondément dans les porosités des maçonneries et y condensent. Les feux de cheminée se déclarant dans les conduits anciens de pierres maçonnées sont les plus difficiles à éteindre.

Par rapport aux foyers ouverts, l'usage d'un poêle ne diminue pas l'encrassement du conduit. En effet, la diminution du flux d'air fait que les produits de combustion stationnent et se refroidissent plus dans le conduit, laissant plus de condensats.

Pour cette raison les tubages (insertion d'un tuyau d'inox dans l'ancien conduit) en usage pour les poêles à bois doivent être plus rigoureux. L'absence des précautions réglementaires d'installation de ces tubages est de pratique très courante pour de nombreux calorifères, mais pour les poêles à bois les risques sont décuplés. Il existe de nombreux calorifères qui ont un fonctionnement beaucoup plus régulier que les poêles à bois et présentent ainsi moins de danger. Les aspects précités sont méconnus, car sans doute imagine-t-on qu'un carburant naturel est moins dangereux ! Pour comprendre, il faut tenir compte du fait que le charbon, plus salissant, est dans sa fabrication débarrassé des fractions volatiles et épuré des principaux polluants incombustibles

À charbon

Ils furent les poêles les plus courants pour le chauffage de 1850 à 1965. Il y eut une grande diversité de poêles à charbon de designs très variés. Les poêles à charbon doivent résister à des chaleurs intenses. Ils sont en général plus lourds que les autres poêles. Ils ont été abandonnés pour cause de rusticité, de manipulations salissantes et à cause des pollutions atmosphériques.

Le charbon est une roche sédimentaire combustible (carbone, hydrogène et oxygène) qui se forme sur plusieurs millions d'années à partir de l'accumulation de débris végétaux carbonisés. Le charbon brut est raffiné pour sa commercialisation et pour éliminer les impuretés. Le charbon brûle à une température beaucoup plus élevée que le bois. Le pouvoir calorifique du charbon est 5 fois plus grand que celui d'un très bon bois. La combustion a une phase primaire (gazéifiante) courte. Elle passe rapidement en phase secondaire de combustion a température plus élevée.

En général, un habillage réfractaire en céramique tapisse la zone de combustion. La chambre de combustion est souvent plus étroite en partie basse : grille = partie basse horizontale, ajourée pour le décendrage. Ce décendrage est souvent mécanisé par une simple tirette qui bouge cette grille. Cela pour deux raisons :

1. Il évite l'ouverture pendant le décendrage du foyer (poussières très salissantes).
2. Le décendrage améliore et réactive la combustion. Le charbon a besoin d'être concentré pour une bonne combustion. Les cendres au bout de deux heures diminuent la circulation d'air.

Le poêle a toujours deux portes et souvent une surface haute plane de fonction cuisine-cuisson chauffages-réchauffages (bouilloire, cocotte en fonte, daubière). La porte de chargement combustible est toujours distincte de la porte du tiroir des cendres. La plaque de cuisson est souvent:

1. En plusieurs parties encastrées-emboitées pour accéder facilement au foyer aussi par le dessus.
2. Munie d'une grille articulée de recouvrement-protection (protégée de l'accès direct à la plaque plus chaude).

La génération des utilisateurs des poêles à charbon ont beaucoup de souvenirs spécifiques. Ils se souviennent du stockage à la cave en vrac ou en sac de jute ou de chanvre, des ustensiles de transport du charbon, de remplissage du foyer et de son nettoyage, des charbonniers approvisionnant en charrette à bras ou ployant sous le poids du sac de cinquante kilos.

À mazout

Ils fonctionnent avec un brûleur atmosphérique par opposition au brûleur à mazout de chaudière. Cela veut dire que l’air de combustion « comburant » arrive naturellement (sans aucun forçage) dans l’appareil de chauffage. À cet effet le brûleur est constitué d’une cuve percée de nombreux petits trous. Ce brûleur reçoit du mazout via un carburateur (cuve à niveau constant). Celui-ci libère une quantité régulière de combustible qui va se gazéifier au contact de la chaleur. Le mélange intime à l’air, « comburant », se fait par des petits trous qui fractionnent ce flux.

Le poêle à mazout fonctionne par le principe de la « vaporisation » tandis que celui de la chaudière fonctionne par celui de la « pulvérisation ». Il est donc indispensable pour assurer une bonne combustion que le mélange se vaporise le plus rapidement possible et ainsi permette la naissance d’une flamme bleue propre.

Seule la température élevée du brûleur permettra cette vaporisation rapide. La propreté du pot brûleur est donc primordiale. Au démarrage la température étant faible la flamme reste basse et jaune. La quantité de combustible est déterminée par le réglage du débit sur le carburateur (qui comporte des réglages des valeur max et min). Une cheminée qui tire trop fort va aspirer la chaleur vers l’extérieur par contre une cheminée qui ne tire pas assez va empêcher le mélange de s’enflammer correctement. Un entretien régulier est donc indispensable pour garantir un fonctionnement sécurisé, fiable et optimal.

Une sécurité (pas très fiable) stoppe le débit de carburant si la flamme s'est éteinte. Celle-ci ne se déclenche que par la montée anormale de carburant dans le foyer 8 à 10mm. Le système n'est pas aussi sûr que sur les poêles plus récents (gaz, etc.). Le ré-allumage nécessite alors une opération très salissante de récupération de cette mare de mazout. Les ustensiles spécifiques sont : la cuve à mazout, le bidon avec filtre de remplissage et bec à col de cygne, les curettes, les dispositifs d’allumages, les produits chimiques de curage thermique. Ce type de poêle a connu une modernisation par l’alimentation en continu du réservoir soit :

1. par gravité ;
2. par pompe de relevage.

Un des dangers majeurs de ces poêles est la reprise de combustion après leur noyage. La reprise de combustion, par l'auto-inflammation, par un point chaud, provoquait parfois des emballements dangereux. Un dispositif fut rajouté sur les poêles récents pour limiter le phénomène par la limitation du comburant. En effet l’emballement provoque du sur-tirage thermique violent.

À kérosène ou à pétrole lampant

Ces poêles sont très particuliers, car à l'origine et encore aujourd'hui, ils ne sont pas raccordés à un conduit de fumées (comme certains poêles à gaz). Ils ont un rendement global très bon. Ils sont très faciles à installer et à déplacer. Proches des besoins, ils apportent un complément de puissance très important. Ils sentent un peu mauvais dans certaines conditions. Ils sont un peu dangereux par les risques d'intoxication. Ils sont d'ailleurs interdits en ERP (sauf autorisation spéciale et à les faire tourner sous surveillance permanente). Il vaut mieux, systématiquement, à l'allumage et à l'extinction aérer 3 minutes.

Ceux à mèche

• Dans le principe ils existent depuis fort longtemps (1900) et ils sont basés sur le principe d'anciennes lampes à pétrole.
• Ils sont économiques à l'investissement (moins de cent euros).
• Il faut des carburants très raffinés pour limiter l'odeur.
• Ils sont très pertinents par leur rusticité (pas besoin de courant électrique, pas besoin de raccordement, réguliers, autonomes jusqu'à 20 heures, puissance jusqu’à 10 kW).
• Diffusion principale par rayonnement.

Ceux "laser", "Zibro"

Ils sont maintenant remplacés par des marques asiatiques moins chères.

• Très récents, ils sont apparus vers 1970 en ne cessant pas de s'améliorer jusqu'en 2010.
• Un brûleur préchauffe et gazéifie le "Kero" qui arrive poussé par un mini piston.
• La diffusion est à convection forcée. Celle-ci est assez silencieuse et apporte un rendement de diffusion remarquable.
• Ils sont économiques à l'investissement (moins de trois cent euros).
• La combustion est très complète et a amélioré le rendement, en diminuant l'odeur (surtout dans les régimes de puissance inférieure). À tel point qu'ils sont très compatibles avec leur carburant économique, mais à plein régime c'est moins vrai!
• Entièrement programmables, ils s'allument et s'éteignent seuls à l'heure choisie, à consigne de température voulue.
• Ils sont réglables en puissance, entre minimum 25 % (régime minimum) et 100 % de leur puissance nominale par la consigne du thermostat de température.
• Leur talon d’Achille est la dépendance à l'alimentation électrique.
• Il est vraiment très dommage qu'aucun fabricant ne propose d'option de protection contre les coupures de courant (une autonomie entre 1 heure et 20 heures ; en régime normal 40 W, allumage environ 120 W).
• Ils disposent maintenant de contrôleurs/sécurité d'atmosphère CO et CO₂ assez précis qui les arrêtent automatiquement.
• Certains fabricant proposent maintenant des fonctionnements hybrides avec chauffage électrique jusqu'à 800W pour deux raisons :

  • Diminuer les mauvaises combustions d'allumage et d'extinction.
  • Permettre une progressivité de la puissance instantanée dès 0 W pour une régulation de température progressive de type PID et "Inverter".

À gaz

De très nombreux modèles existent. D'une manière générale, ils sont très pertinents :

• Système de régulation simple, fiable et indépendant des réseaux électriques.
• Appareils insensibles au gel, aux très grands froids.
• Puissance élevée pour une compacité importante.
• Souvent le système d'évacuation de fumée est le système ventouse (voir chapitre évacuation des fumées). Bien réglés et entretenus, la combustion étant assez peu toxique, certains poêles ne sont pas raccordés à un système d’évacuation des fumées.
• Diffusion de chaleur importante par rayonnement, mais aussi certains sont à convection forcée.
• Leur rendement est très élevé par une combustion très complète.
• Allumage-extinction automatisable facilement, sans temps de latence.
• Récupération d'énergie sur les fumées (ventouse), pas de pertes sur installation (production de chaleur sur site sans calo-portage).
• Entretien simple, très peu salissant et quasi nul pour le conduit des fumées.
• Certains modèles ressemblent beaucoup à de simples radiateurs standard. Il faut s'approcher bien près pour se rendre compte qu'ils sont raccordés à un conduit de fumée ventouse.

Ils sont une alternative pertinente au chauffage central et les pays de grand froids les installent couramment. Ils permettent de chauffer rapidement la pièce où il se situent. Certains ont les flammes visibles comme pour un feu de cheminée. Des modèles allant du plus rustique au plus design, le poêle au gaz naturel connait un réel succès :

1. Absence de circuit caloporteur qui réduit beaucoup le cout d'installation.
2. Les petits modèles permettent de répartir dans chaque pièce les émetteurs de chaleurs adaptés (puissance nominale minimum d'environ 2,5 kW).
3. Les paramètres principaux du coût d'installation sont : 1) Le raccordement gaz 2)le percement du mur d'enceinte pour l'évacuation des fumées.

Les poêles à gaz sont soit fixes, soit mobiles. Pour l'alimentation, ils sont soit raccordés à un réseau, soit comportent leur propre bouteille de gaz liquéfié. Les gaz utilisés sont aussi bien le propane, le butane et le gaz naturel.

Systèmes d'évacuation des fumées

Il assure la qualité du tirage. Le sujet est très très vaste. Certains poêles moderne fonctionnent à flux poussé. L'étanchéité à l'air du bâtit (RT2012) pose de nouveaux problèmes. Elle imposent de nouvelles règles pour assurer une bonne arrivée de comburant par ce tirage. L'amélioration des rendements se fait avec des agressivités plus grandes ou différentes de la fumée.

Dans ce système d'évacuation des fumées, il faut distinguer deux tronçons (pas soumis aux mêmes règles) :

• Le conduit : partie fixe. Sa terminaison basse doit comporter une boite-à-suie (sauf si elle est prolonger verticalement par un raccordement) (boite-à-suie: réceptacle, visitable par une trappe).
• Le raccordement : est la partie intérieur au volume habitable, démontable (Sans dévissages), de section constante.

Conduit de cheminées montant en toiture

Les perturbateurs du tirage

Le tirage n'est pas associé à votre poêle mais à votre cheminée. Son bon fonctionnement dépend ainsi de votre conduit. Si celui-ci n'a pas été utilisé depuis quelques années il se peut que vous ayez un faible tirage.

A noter également que les conditions climatiques, saisons, soleil, pression atmosphérique sont des paramètres qui influent directement sur la qualité de votre tirage.

Quoi qu'il en soit, lors de la mise en service de votre poêle, un contrôle par un professionnel est conseillé.

Tirages trop faibles

• Les ventilations évacuant vers l'extérieur, VMC, VMR, hottes aspirantes peuvent perturber le tirage gravement.
• Les conduits captant trop les calories de fumées (Très massif).
• Les conduits traversant uniquement un volume non-chauffé et très froid.
• Les phases d'allumage partant d'une pièce froide lorsqu'il fait doux à l'extérieur (Contre-tirage provisoire d'allumage).

Tirages trop fort

Les conduits modernes ont peu de déperditions (intéressant pour limiter les encrassements), mais ils provoquent des surtitrages aux conséquences qui peuvent-être très graves. Ils peuvent générer des emballements de combustion et diminuer la durée de vie de votre matériel. Au-delà de 4m de ces conduits (double parois isolé), il ne faut pas hésiter à systématiser les modérateurs-de-tirage pour les combustibles solides.

Les règles

Elles ont évolué très rapidement ces dernières années et doivent encore évoluer pour suivre les évolutions techniques. Elles se trouvent en France, dans les :

• DTU 24.1 de 1976 travaux de fumisterie.
• DTU 61-1 concernant les dimensionnements des fumisteries. De nouvelles recommandations viennent compléter ces principes sou la pression de l'amélioration des rendements qui abaisse température des fumées et les tirages. Elle oblige à tenir compte du bâtit dans sont ensemble et surtout à vérifier les valeurs exactes de tirage.
• Recommandation ATG B84 du 01/06/1999. Mesure du tirage.
• Règlement sanitaire départemental extrait chauffage et ventilation du 9 août 1978 modifié 1983,84, 97, 1999

Système ventouses: évacuations en façades

Les tout premier calorifères à avoir été dotés de ce type d'évacuation des fumées furent des chaudières à gaz. Le système fut adapté aux poêles à granulés dès les débuts, mais sans respecter les normes françaises spécifiques. Récemment la normalisation à contraint fabricant et installateur à utiliser des poêles à granulés conçus spécifiquement pour cela :

• Étanchéité renforcée.
• Automatisation-surveillance-vérification permanente du sens du flux de fumée.

Souvent ces appareils ont un circuit comburant tout aussi étanche. L'arrivée concentrique du comburant permet un petit gain de rendement.

Pour les appareils étanches (ventouse), il convient de respecter les prescriptions de l’arrêté du 27 avril 2009, modifiant l’arrêté du 2 août 1977, du DTU 61.1 P4 (P 45-204-4) d’août 2006 et, pour les mini-chaufferies, le cahier des charges ATG C.321.4. Ces textes précisent notamment les conditions d’implantation du débouché de la ventouse. Celui-ci doit être situé à 0,40 m au moins de toute baie ouvrante et à 0,60 m de tout orifice d’entrée d’air de ventilation. Ces deux distances s’entendent de l’axe de l’orifice d’évacuation des gaz brûlés au point le plus proche de la baie ouvrante ou de l’orifice de ventilation. De nombreux autres critères sont à respecter.

Pas d'évacuation des fumées

C'est le cas de certains poêle à gaz et d'autre à kérosène (pétrole lampant). Ils sentent un peu mauvais en régime transitoire et peuvent-être dangereux mal réglés. Ils sont d'ailleurs interdit en ERP (sauf autorisation spéciale et à les faire tourner sous surveillance permanente). Il vaut mieux, systématiquement, à l'allumage et à l'extinction aérer 3 minutes. Il faut tenir compte que dans les produits de combustion se trouve une quantité parfois gênante de vapeur d'eau, résidu de la combustion. Ces poêles sont munies de sécurités automatiques.

Pour l’anecdote, ces poêles sont utilisés par les fresquistes, car les chaux aériennes sont carbonaté par le CO₂ et l'humidité produite évite la déshydratation trop rapide.

Systèmes d'alimentation en air comburant

Depuis longtemps, tous les foyers ouvert et les inserts (aussi ceux à fonctionnement mixte) doivent avoir une amenée d'air extérieur au plus près pour éviter les refoulements.

Pour les poêles, voilà un sujet important souvent négligé! Il faut-être attentif aux paramètres:

• ceux des appareils d'extraction forcé:

- Hotte de cuisine (Elles disposent de puissances d'extraction très élevées).

- Systèmes de renouvellement de l'air intérieur (VMC, VMR etc...)

• ceux de tirage de la cheminée et de leurs facteurs perturbateurs.
• ceux d'entrées d'air dans l'habitat assurant le renouvellement de l'atmosphère.

Le sujet devient de plus en plus d'actualité aujourd'hui avec les nouvelles règles de construction RT2012 et les améliorations du rendement qui abaisse les températures des fumées. La nouvelle étape moderne de normalisation du bâtit RT2012 a insisté sur l'étanchéité à l'air. Pour conséquence, il faut maintenant canaliser l'air comburant pour qu'il ne soit plus prélevé à l'intérieur, mais directement à l'extérieur. Cela est donc une véritable révolution technique dans le domaine des installations de chauffage. Tous les fabricants de poêles ont donc maintenant des gammes de produits plus spécifiques RT2012.

Divers

Pollutions

Plusieurs états: Suisse, Amérique, Allemagne et surtout des territoires urbains ont décrété des réglementations contraignantes sur les teneurs en poussières des fumées et limite les nouvelles installations de poêles. Des innovations de catalyseurs sur les sorties de fumées, complexes ont été développées. Des informations approfondies sont disponibles dans l'article wikipédia "bois énergie".

Accessoires

• le tisonnier, la pelle, les pincettes et le soufflet. L'ensemble compose un serviteur.
• le seau verseur et le tamis à escarbilles.

Norme de construction

• norme NF EN 15544 : « Poêles en faïence,poêles en maçonnerie fabriqués in situ : dimensionnement » disponible sur le site de l'AFNOR (association française de normalisation).
• DTU 24.2-2 de nov 1990 : Foyers fermés et inserts. Mais elles ne contiennent pas les règles particulières autorisant certains fabricants à utiliser certains procédés nouveaux (ATEX).
• NFD 35-376 de janv 1992 : caractéristiques et essais.

Voir aussi

Articles connexes

• Kachelofe
• Calorifère
• Rocket stove
• Label Flamme verte

Liens externes

• Guide du poêle à bois (gouvernement du Canada)
• Calculateur de puissance d'un poele
• Guide de l'Ademe sur le Chauffage au bois
• Guide du poele pellets
• Entretenir un poêle a bois à la fin de l'hiver.
• Aides de l'Etat à l'achat d'une installation utilisant les énergies renouvelables.