Poêle de masse
Un Poêle de masse est un Poêle à bois comportant une grande masse thermique allant de plus de 500kg à plusieurs tonnes (terre, briques réfractaires, faïence,…) de manière à adoucir et mieux diffuser (dans le temps) la chaleur ( de 12 à 24h voir plus!). Il est aussi appelé foyer de masse thermique ou foyer radiant. La diffusion de la chaleur est par rayonnement, très peu par convection. C'est le mode de chauffage au bois le plus économique et le plus durable après les économies d'énergie, par la biais de la conception climatique par exemple.
Les poeles de masse artisanaux sont souvent maçonnés en brique ou béton réfractaire, souvent adaptables et modulables en fonction des besoins (puissance, esthétique, option four à pain, banc chauffant, cuisinière...). Le coût de fabrication est essentiellement réparti sur la main d'oeuvre, contrairement aux poêles de masse industriels, dont les coûts d'installation sont beaucoup plus faibles. Les poeles de masse industriels sont préfabriqués en usine et disponibles sur catalogues.
Sommaire
Historique
Employé depuis la nuit des temps, ce principe de chauffage est aussi appelé poêle à inertie. Si l' un de ses ancêtres est sûrement l'hypocauste des Romains, il évolue à travers le poêle russe ou encore plus récemment le poêle alsacien en faïence ... Depuis les années 80, plusieurs modèles sont développés en Finlande et au Canada où des organisations de constructeurs réalisent régulièrement des tests afin de faire évoluer l'efficacité du système. En raison de ses multiples avantages, tels que le confort de sa chaleur par rayonnement ou l'économie importante de combustible, et poussé par le vent de l'écologie, ce système de chauffage se répand désormais même sous des lattitudes où le climat est plus clément.
Principe
Le principe du poêle de masse est de stocker dans la masse qui le constitue l'énergie d'une flambée afin de la restituer régulièrement et progressivement sur une longue durée. Généralement, une flambée d'une a deux heures permet de chauffer pendant vingt deux heures environ, ce qui permet à son utilisateur de ne faire qu'une flambée par jour. Selon la masse du poêle, les flambées sont plus nombreuses et réparties en deux ou trois fois par jour. Plus la masse est faible, plus le nombre de flambée sera important.
Pour accroître l'efficacité de la flambée, le poêle de masse utilise le principe de la post-combustion. Ce principe vise a obtenir dans la première chambre de combustion une température suffisamment élevée des gaz émis par la flambée pour déclencher leur combustion dans une deuxième chambre. La température alors obtenue est de l'ordre des 1000°C. Pour pouvoir enflammer la créosote produite par la première combustion incomplète, il est nécessaire d'obtenir dans la première chambre une température de l'ordre de 600°C qui ne peut être obtenue que dans un foyer fermé. Il est aussi nécessaire d'apporter un complément d'oxygène qui sera fourni soit par un excédent d'air primaire (air arrivant dans la première chambre de combustion), soit par une arrivée d'air dite secondaire (injecté entre les deux chambres ou quelques fois dans le haut de la première ). Un dernier stratagème consiste à favoriser le mélange des fumées avec cet apport de comburant soit par la création d'un tourbillon, soit par le brassage de l'ensemble grâce à des obstacles étudiés à cet effet.
Le combustible a son importance aussi pour arriver à une combustion complète. Non pas par sa qualité mais par sa teneur en eau qui ne devra pas excéder 15 à 20% de son poids.
Une fois que des température élevées sont obtenues, il serait dommage de perdre toute cette énergie en rejetant directement les fumées dans le conduit de cheminée. Aussi le poêle de masse est-il construit de manière à faire descendre ce flux de part et d'autre des deux chambres de combustion sur environ 2 mètres. Cette distance permet de diffuser la chaleur dans la masse par conductivité et ainsi de faire passer les gazs de 1000°C à 200°C avant de les laisser s'échapper dans la cheminée.
En résumé: Une flambée vive avec un apport d'air suffisant et un combustible bien sec permet d'obtenir un maximum de chaleur qui sera emprisonnée dans le corps même du poêle. Il en résulte des dégagements très peu polluants et une production de cendres minime (de l'ordre d'un seau par mois pour une utilisation journalière).
Avantages : Les avantages sont multiples, allant du point de vue écologique au point de vue sanitaire. La chaleur dégagée par le poêle de masse est principalement rayonnante (souvent comparée à l'action du soleil) apportant un confort rapide et homogène. Ce mode de propagation évite aussi le brassage des poussières par une masse d'air chauffée par convection. La consommation de bois est réduite à six stères de bois par saison de chauffe pour 150 m2. Les émanations ne sont plus chargées de particules nocives et polluantes grâce à une combustion plus complète, ce qui fait de ce système de chauffage l'un des plus performants qui soit.
Matériaux
Les matériaux utilisés peuvent être de plusieurs sortes : briques réfractaires haute densité, briques réfractaires courantes, briques simples , briques de terre crue (BTC), terre, argile, et toute la gamme des pierres (suivant les régions grès, granit, stéatite, etc.).
Pour l'emploi de ces divers matériaux, il est nécessaire de distinguer les différentes zones du poêle de masse.
Du foyer principal (600°C), jusqu'au début des conduits de fumées descendantes (1000°C), il est important de choisir une matière résistante à de telles températures, mais aussi ayant la capacité de résister aux chocs thermiques répétitifs. Dans la plupart des constructions actuelles, la brique réfractaire haute densité (avec un taux d'alumine de l'ordre de 40%) est utilisée pour le compromis qu'elle offre face au couple température / choc thermique. De plus sa capacité de chaleur massique permet une première accumulation de l'énergie produite. L'épaisseur des parois est de l'ordre de 12 cm, constituée soit d'une rangée unique de briques scellées à plat, soit de deux rangées de briques scellées sur la tranche.
Du milieu des conduits de fumées descendantes jusqu'à la sortie des gaz, toute matière réfractaire ou résistante à des températures allant jusqu'à 600°C peut être utilisée.
Pour l'habillage (parois construites autour du cœur de chauffe), les matériaux sont le plus souvent choisis sur des critères esthétiques. Il convient cependant de ne pas multiplier les couches pour une meilleure homogénéité dans la répartition de la chaleur. Un des critères est aussi la masse volumique du matériau utilisé car il participe au complément de la masse totale et donc au temps de « décharge » du poêle. Cette couche fait habituellement 12 cm de large. L'important est que cette couche en contact avec l'air de la pièce permette un échange de température par rayonnement (choix de la matière et de la couleur) et que la paroi passe de 60°C en fin de flambée à 40°C avant la flambée suivante. Soit une perte régulière d'un degré par heure environ pour un poêle à rechargement journalier.
Construction
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La dalle de départ
Jonction des conduits de fumées
Foyer primaire
Foyer secondaire
Conduits latéraux
Le banc (optionnel)
L'habillage
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
- Principe
- Liens
- Vincent Pirard
- Construction d'un poêle de masse
- Diy masonry heater ( poêle finlandais)
- Construction en image (accumulateur entouré de chamotte)
- Blog d'un autoconstructeur de Bruxelles
- Blog des autoconstructeurs Alanig & Hannah
- Blog sur l'Albiecore
- Pointeur vers le brevet déposé par Albert A. Barden (Albiecore) en 1993
Bibliographie
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