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Bois-énergie : le chauffage par la biomasse

Le chauffage par biomasse utilise le bois-énergie, c'est-à-dire la combustion du bois, pour un rendement de chaleur. Énergie renouvelable, la biomasse permet des applications variées, dont le chauffage domestique.

Page 11 / 22 - Le poêle de masse, principe du kachelöfen alsacien Sommaire
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Le poêle de masse, procédé traditionnel, chauffe principalement par rayonnement. Lourd et imposant, l’ouvrage est constitué de matériaux à forte inertie qui accumulent la chaleur et la restituent lentement tout au long de la journée. En Alsace, il a donné le kachelöfen. 

La chaleur du poêle de masse (PDM) se transmet aux corps, surfaces et objets environnants. Elle est douce et agréable, plus saine que l’air sec chauffé par convection. Les spécialistes citent l’hypocauste romain (chauffage au sol) comme l’un des ancêtres probables du PDM. Sa construction a évolué au fil du temps, s’adaptant aux matériaux locaux et au mode de vie des habitants pour donner le kachelöfen alsacien, le kachelung suédois…

Un kachelöfen (poêle de masse alsacien) élégamment carrossé, mariage réussi de technique traditionnelle et de design contemporain. Construction sur mesure. © erhardt-cheminees.fr
Un kachelöfen (poêle de masse alsacien) élégamment carrossé, mariage réussi de technique traditionnelle et de design contemporain. Construction sur mesure. © erhardt-cheminees.fr

La fabrication des poêles de masse

La fabrication des poêles de masse, tant artisanale qu’industrialisée, se fonde sur le principe de la postcombustion. Un feu vif et ardent est allumé dans le foyer, savamment dimensionné : une première source d’air alimente la flambée. La fumée s’élève vers la chambre de postcombustion, où les gaz sont brûlés grâce à un apport d’air secondaire. Un système d’entonnoir ou de chicanes favorise le brassage. À ce stade, la température des fumées peut atteindre 700 à 900 °C. Elles circulent ensuite dans des canaux ménagés de part et d’autre des chambres de combustion. L’architecture est étudiée pour que la masse du poêle puisse accumuler la chaleur de manière homogène. Au moment de s’échapper par le conduit de cheminée intégré ou attenant, la température des fumées est descendue à 200 ou 150 °C. Pas besoin de tubage avec un conduit en bon état, quel qu’il soit. Une vive flambée d’une à deux heures peut suffire à chauffer pendant 22 à 24 heures.

Les artisans finlandais ont développé une méthode originale inspirée des poêles de masse suédois. Les gaz montant du foyer arrivent dans la chambre de postcombustion. Mis sous pression, ils butent sur une dalle de fermeture qui les force à redescendre dans des canaux latéraux. Durant le trajet, leur chaleur se transmet peu à peu à la masse inerte. Les fumées s’échappent au point le plus bas et le moins chaud de l’ouvrage par deux sorties basses reliées au conduit de cheminée.

Principe de la technique finlandaise pour le poêle de masse. © Marcus Flynn, pyromasse.ca
Principe de la technique finlandaise pour le poêle de masse. © Marcus Flynn, pyromasse.ca

Le foyer se construit avec des matériaux capables de supporter les hautes températures et des chocs thermiques répétés. Dans la construction artisanale, on le maçonne généralement en briques réfractaires. Les canaux peuvent être montés à l’identique ou en briques de terre compressée (BTC) et, le cas échéant, enduits d’un mortier d’argile. Le béton réfractaire s’utilise pour réaliser d’éventuelles parties coffrées : linteaux, plafond du cœur de chauffe… Pour fermer le foyer, la porte vitrocéramique est désormais préférée à la fonte pleine. L’habillage se compose au choix de briques BTC, de granit, de grès, de faïence… Question de goût et de prix. Dans le genre monumental, les catalogues spécialisés proposent des réalisations sur mesure d’une réelle qualité esthétique, marquées CE et répondant à la norme de référence NF EN 15250. Ces poêles peuvent intégrer un four culinaire, un chauffe-plat, s’agrémenter d’une banquette. Ils sont très lourds : entre 500 kg et 4 tonnes, bien pesé. Le plancher doit avoir la résistance requise et, au besoin, être renforcé si c’est techniquement possible.

Les poêles de masse préfabriqués

Les PDM préfabriqués, d’origine nordique, sont entièrement édifiés en stéatite (synonymes : pierre ollaire, pierre à savon). Cette roche tendre gris-bleu à rose est plus onéreuse que la brique réfractaire mais d’une conductivité thermique supérieure : 0,81 kWh/m3 contre 0,58 kWh/m3. Cette aptitude à absorber les calories permet de réduire les surfaces de rayonnement. En contrepartie, la stéatite restitue plus vite la chaleur et, de ce fait, augmente légèrement la consommation de bois. Les puissances vont de 5 à 20 kW et les rendements de 80 à 85 %.

Les poêles à accumulation

Les poêles à accumulation sont des hybrides équipés d’un gros foyer en acier ou fonte entouré de matériaux à forte inertie. S’ils offrent des performances supérieures aux poêles scandinaves à structure acier, les assimiler aux PDM frise l’abus de langage. Ils n’en ont ni le rayonnement, ni l’autonomie. Leur capacité à restituer la chaleur dépasse rarement 12 heures et le phénomène de convection est plus sensible. Ces poêles ont néanmoins des arguments à faire valoir. Ils sont plus légers et rapides à monter que les PDM, moins chers, pour un rendement équivalent : + 85 %.

Principe du poêle à accumulation. L’air primaire débouchant ici dans le haut du foyer déclenche une combustion inversée : le bois brûle lentement du sommet vers la base. La chaleur intense du feu enflamme les gaz concentrés dans la zone de combustion secondaire intégrée au foyer. Le parcours en chicane des fumées jusqu’au conduit potentialise l’accumulation calorifique. © Tonwerk
Principe du poêle à accumulation. L’air primaire débouchant ici dans le haut du foyer déclenche une combustion inversée : le bois brûle lentement du sommet vers la base. La chaleur intense du feu enflamme les gaz concentrés dans la zone de combustion secondaire intégrée au foyer. Le parcours en chicane des fumées jusqu’au conduit potentialise l’accumulation calorifique. © Tonwerk

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