C’est quoi le foyer ?
Comment fonctionne ce type de chauffage au bois extrêmement efficace, écologique, esthétique et multifonctionnel, offrant un grand confort dans la maison ? Nous examinerons ici ses constituants et sa méthode de combustion.
Qu’est-ce qu’un foyer ou un poêle de masse ?
Le foyer de masse — appelé poêle à accumulation en France — est un appareil à bois qui comporte deux éléments qui doivent être très efficaces : un foyer et un système d’accumulation de chaleur .
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Avec le foyer Rocket (ou Rocket Stove) — qui fonctionne selon les mêmes principes — et le poêle à pellets, ils constituent les systèmes de chauffage au bois les plus efficaces et les plus écologiques, s’ils sont bien conçus.
Dans la chambre de combustion , un puissant feu est produit toutes les douze ou vingt-quatre heures afin d’atteindre une température de 850 degrés Celsius et une efficacité de combustion élevée. Cela permet de brûler la grande majorité des gaz pour réduire au minimum le nombre de particules fines rejetées dans l’atmosphère et génèrent moins de pollution.
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son côté, la masse thermique du foyer (faite de matériaux denses) sera utilisée pour accumuler efficacement la chaleur de combustion De et la diffuser progressivement dans l’habitat sous forme d’infrarouge sain et confortable pour les occupants, pendant douze heures ou plus.
Source de la photo : Jean-David Morneau, l’esprit du lieu
La boîte à feu
Ce qui constitue un foyer efficace, c’est d’où provient l’air qui alimente la combustion.
En effet, il est important de distinguer l’alimentation en air primaire (la majorité de l’air fourni à la combustion) et l’alimentation en air secondaire (nécessaire pour maintenir une combustion optimale en phase de post-combustion, servant à brûler les gaz restants et à éviter le expulsion d’autant particules fines que possible par la cheminée).
Le mode de combustion le moins efficace dans un poêle de masse consiste en une seule prise d’air primaire directement sous le feu. Le problème réside dans le fait que le taux de combustion devient parfois trop élevé, sans nécessairement être efficace.
Pour sa part, l’association autrichienne des foyers de masse a développé un foyer écolabel, qui est le plus efficace pour un poêle à bois de masse standard. Il repose sur deux éléments :
- L’air arrive au feu à travers les parois latérales plutôt qu’en dessous. Il passe à travers les interstices créés dans les parois de la chambre de combustion et est ainsi injecté dans la combustion sur trois côtés – en plus de l’air entrant par la porte – pour une diffusion d’air sur les quatre côtés. Il en résulte un meilleur mélange des gaz et une combustion beaucoup plus efficace.
- Le plafond de la chambre de combustion est isolé, de sorte que sa température augmente plus rapidement afin d’obtenir une combustion élevée et efficace.
Le système d’accumulation de chaleur
Une fois que tous les gaz pouvant être consommés ont brûlé dans la chambre de combustion, un système de stockage de chaleur est nécessaire pour qu’il ne soit pas aspiré à l’extérieur par la cheminée.
Il existe trois types de systèmes de stockage de chaleur : le foyer ou le poêle autrichien avec son système de canaux, le système finlandais et le poêle à double cloche.
Le poêle autrichien avec système de canaux
Cet accumulateur le plus ancien a été conçu et utilisé principalement en Autriche, mais pas seulement, et se compose d’un long système de canaux verticaux et horizontaux. Leur forme est labyrinthique, ce qui pousse la chaleur à se déplacer le plus longtemps possible afin de la diffuser de manière constante et rayonnante dans l’habitat.
Ces canaux en matériaux réfractaires sont calibrés en fonction de l’entrée d’air du foyer, de sorte qu’il soit constant et équilibré. Il s’agit de jouer avec le plus de tuyaux possible sans que son circuit ne soit trop long et que le tirage au sort l’air passant par la cheminée étant réduit, ce qui aurait tendance à fumer l’habitat.
Il s’agit également de laisser suffisamment de place pour que le système reste optimal, quelles que soient les conditions météorologiques et la pression atmosphérique, qui affectent l’efficacité du tirage.
Cet étalonnage complexe nécessite un grand savoir-faire. L’association autrichienne des foyers de masse a même développé un logiciel pour programmer cet étalonnage complexe, ce qui permet d’optimiser les canaux !
Cette approche offre la possibilité de créer des modèles très variés en termes de forme et d’aspect, à disposer horizontalement ou verticalement, ou à inclure des courbes. Cela permet une grande flexibilité dans la conception visuelle.
Cependant, il s’agit d’un procédé de fabrication complexe, long et pouvant être coûteux. Cependant, il produit des résultats très efficaces.
Le poêle finlandais dans la direction opposée (à contre-courant)
Sa caractéristique est qu’il est conçu selon un modèle qui se compose de deux canaux disposés de chaque côté de la chambre de combustion. Il est appelé « dans la mauvaise direction » parce que la fumée est amenée à descendre contre le mouvement ascendant habituel de l’air. En effet, il plonge dans ces canaux latéraux pour être expulsé par une cheminée reliée au côté ou à l’arrière de la chambre de combustion.
C’est le plus utilisé et le plus fabriqué en Amérique du Nord, pour différentes raisons historiques et pratiques. L’essentiel est qu’en apparence, c’est le foyer qui ressemble le plus à nos foyers ouverts traditionnels, bien qu’il soit beaucoup plus efficace et respectueux de l’environnement.
En plus de son rendement élevé, sa forme compacte est facile à fabriquer (et disponible en tant que préfabriqué) avec un plan facilement reproductible. 80 à 90 % des foyers de masse sont des poêles finlandais.
Poêle à frire russe à double cloche (double cloche)
Avant le 20e siècle, il n’y avait que des foyers de masse équipés d’un système de canaux (y compris la cheminée finlandaise qui est également un système de canaux, mais de conception fixe). Le foyer à deux cloches est toutefois le dernier en matière de systèmes de stockage de chaleur.
Un physicien russe, qui s’intéressait à la physique des gaz et à leur comportement dans différents types de fours, a développé un système qui favorise leur circulation dans une cloche plutôt que dans un canal. Au lieu d’avoir une cheminée qui aspire difficilement les gaz par des canaux, la cloche double produit des volumes ouverts qui reçoivent les gaz de combustion provenant de la chambre de combustion.
Ces gaz chauds, qui entrent en continu, se trouvent dans la partie supérieure de la cloche et offrent leur chaleur à la masse qui la diffuse progressivement. Au fur et à mesure qu’ils ont transmis leur énergie, ces gaz sont naturellement poussés vers le bas de la cloche, puis vers un petit canal sur le côté de la chambre de combustion qui les amène à une deuxième cloche, et enfin à la cheminée.
Il s’agit d’un mouvement beaucoup plus passif qui suit la fonction naturelle des gaz, plutôt que en fonction uniquement d’un très fort tirage de la cheminée.
Il s’agit d’un système plus simple que le système de canaux : aucun programme de calcul n’est nécessaire ! En outre, il permet également de concevoir des cheminées de différentes formes. Un grand nombre de concepteurs se tournent maintenant vers cette technique, tant pour la fabrication de foyers de masse que de foyers de masse de poêles à fusées.
Comment fonctionne l’accumulateur de chaleur
Si la chaleur du foyer doit rayonner dans la pièce, il faut la laisser s’accumuler dans une masse thermique, c’est-à-dire un grand volume de maçonnerie. Si le poêle à bois de masse est trop petit, il sera difficile d’avoir une surface suffisante pour irradier correctement.
Le savoir-faire du fabricant de foyers de masse réside dans sa capacité à évaluer la conception de l’accumulateur dans l’espace disponible. Cela permettra de maximiser la diffusion de la chaleur dans la maison le plus efficacement possible, et ce, de manière harmonieuse et esthétique.
La possibilité de créer un chauffage le volume, qui, par exemple, peut être utilisé comme banc ergonomique, est une solution intéressante, tout comme l’utilisation de formes organiques et de courbes décoratives. Cependant, la structure de base étant faite de briques, il faut beaucoup de savoir-faire et de créativité pour générer ces courbes.
Pour un bâtiment existant, il est plus difficile de concevoir un accumulateur qui s’adaptera à l’espace disponible. Cependant, cela est tout à fait réalisable par un artisan de métier.
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