Poêle (chauffage)

Poêle à bois moderne dit « poêle bouilleur » (producteur d'eau chaude)

Employé depuis la nuit des temps, le bois est valorisé depuis plusieurs décennies dans des appareils de chauffage souvent confectionnés en acier ou en fonte. De nombreuses marques ont d'ailleurs basé leur notoriété sur ces matériaux. On peut citer l'entreprise Jøtul en Norvège ou les entreprises Invicta et Godin dans le nord de la France. Le poêle se retrouve sous plusieurs formes. Il peut être rustique ou classique mais nous pouvons aussi le dénommer poêle à inertie lorsqu'il est très massif. Le poêle en acier est alors entouré de pierre ollaire (pierre volcanique) qui permet d'emmagasiner puis de restituer la chaleur produite de longues heures après la fin de la flambée. Un de ces ancêtres est surement l'hypocauste, le poêle russe ou encore plus récemment le poêle alsacien en faïence. Nous vivons également actuellement le plein boom du poêle à granulés de bois. Souvent fabriqué en acier, un creuset (en fonte) reçoit des granulés de bois afin d'être brûlés pour y dégager de la chaleur.

En 1619, paraît le premier ouvrage complet sur les poêles publié par Franz Kessler (en)[2]. 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, efficacité et autonomie, et diminuant le risque d'incendie. Le poêle, installé dans la pièce commune, est souvent le point de ralliement de la famille, contrairement au chauffage central qui plus tard renforcera l'individualisation. Bien qu'il demande de l'entretien et produise de la poussière, il améliore le confort par le chauffage continu, qui permet également de chauffer l'eau et les aliments, ainsi que les conditions sanitaires et de santé, dont l'effet est notamment de réduire la mortalité infantile. 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. 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 les industriels à rechercher de nouvelles solutions pour augmenter l'efficacité de leurs produits.

Plusieurs modèles sont développés en Suède, en Allemagne, Hollande et au Canada, où des organisations de constructeurs réalisent régulièrement des tests afin de faire évoluer l'efficacité du système. Les poêles modernes atteignent un rendement supérieur à 60 %.

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Le chauffage au poêle à bois peut sembler plutôt écologique car il utilise la biomasse, mais la combustion du bois rejette dans l'atmosphère du CO₂ mais aussi des particules, du monoxyde de carbone et d'autres polluants atmosphériques[3]^,[4]. D'un point de vue cycle carbone, une majorité du CO₂ émis est absorbé par les océans et les arbres qui s'en servent pour fabriquer du bois.

Le cycle peut sembler complètement fermé et la biomasse renouvelable mais :

• les particules fines de type PM_2.5 sont absorbées par différents processus dont la respiration de tous les êtres vivants sur terre[5].
• Le monoxyde de carbone, généré par une combustion incomplète, est très dangereux pour l'homme et tous les êtres vivants sur terre[5]. Une combustion impropre est donc néfaste à l'environnement.

Les appareils de chauffage au bois ayant évolué depuis le début du XXI^e siècle, il est très important, pour un enjeu sanitaire, d'inciter les ménages utilisant un vieil appareil de chauffage au bois à le renouveler par un appareil de nouvelle génération[6]. Un vieux foyer fermé installé dans les années 1990 émet 30 fois plus de particules fines qu'un appareil récent installé dans le courant des années 2010.

L'approvisionnement en bois des foyers est aussi à prendre en compte. En effet pour avoir des bûches à brûler, un arbre a dû être coupé (probablement à l'aide de machines mécaniques comme une tronçonneuse ou une abatteuse), puis acheminé dans une usine de fabrication de bûches (utilisant des machines pour fendre et couper le bois) et finalement séché au moyen de grands fours dans lequel on accélère le séchage du bois. Ce bois est ensuite distribué par camion utilisant des combustibles fossiles jusque chez le particulier. Toute cette chaîne d'approvisionnement a un impact pour l'environnement.

L'augmentation du prix du pétrole le rend assez économique dans les pays fortement boisés si les coûts liés à son abattage et à sa distribution ne sont pas excessifs (débardage, stockage, séchage, etc.) et en prenant en compte son pouvoir calorifique fonction de la qualité du bois et de son taux d'humidité[7].

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Pour l'allumage d'un poêle à bois, la meilleure méthode consiste à empiler le bois de manière que les morceaux les plus gros soient en bas, et le bois d'allumage en haut. De cette manière l'allumage du petit bois se fera proprement et va réchauffer l'air dans le conduit. Cela va entraîner un tirage qui va aider la combustion du bois plus gros situé en dessous. Le feu se propage du haut vers le bas tout en gardant une combustion optimale.

A l'inverse, allumer le feu par le bas fait que les grosses bûches du dessus brûlent mal et sont couvertes de suie avant de s’enflammer. Cette suie noire va aussi recouvrir l'intérieur du poêle (nettoyage des vitres à faire) et l'intérieur du conduit (ramonage à faire). Il est donc incohérent de continuer d'allumer son bois par le bas.

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• C'est un appareil de chauffage clos, dans lequel on enferme le combustible, avec évacuation des gaz par un tuyau, et qui chauffe la pièce par rayonnement de son enveloppe.
• Les combustibles sont le bois, la houille, le lignite, les copeaux et les granulés de bois.
• La combustion est réglée par une clé sur le conduit de fumée ou, mieux, en diminuant l'arrivée d'air par fermeture des arrivées d'air primaires ou secondaires de l'appareil.

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Les poêles peuvent être caractérisés par :

• le combustible utilisé : pellet, charbon, bois et tous autres combustibles, en particulier végétaux ;
• les caractéristiques techniques : la puissance en kW et le rendement en %
• le type de combustion :
  • poêles à combustion simple : peu optimisés, ils présentent des rendements faibles et s'utilisent comme chauffage d'appoint ,
  • poêles à double combustion : ou à post combustion qui associent à l'arrivée d'air primaire, une arrivée d'air secondaire permettant une bonne combustion des gaz quand le poêle monte en température, assurant ainsi de bons rendements (jusqu'à 80 %)
  • poêles à bois dit « turbo » : avec un système proche de la double combustion, utilisé par des appareils en général plus imposants, montant plus rapidement en température avec des rendements légèrement moins élevés.
• les matériaux de construction du poêle : les poêles en fonte avec enveloppe métallique et foyer muni d'une grille sur un cendrier indépendant de l'enveloppe, ceux en acier, faïence, pierre, céramique ou terre cuite à chauffage plus lent mais plus stable dans le temps. tôle à intérieur recouvert de briques réfractaires
• l'usage : certains poêles sont dits « bouilleurs » ou « hydro » car ils peuvent chauffer l'eau du chauffage central alors que d'autres disposent de four et de plaques chauffantes, on parle de cuisinière bois quand ils s'intègrent dans une cuisine
• le style : les poêles traditionnels ou scandinaves, de forme rectangulaire, sur 4 pieds, taille basse, des poêles dits « modernes » avec des formes plus verticales et arrondies souvent adaptées à de bonnes performances et des poêles dits cheminée qui rappellent la forme rectangulaire d'une cheminée classique car leur vocation est de favoriser le spectacle des flammes.

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Certains poêles sont équipés de banquettes sur une de leurs faces, chauffées par le même foyer. On peut s'y assoir 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.

Les risques d'accidents (incendie, explosion, asphyxie) sont le plus souvent lié au non respect des notices d'utilisation, à l'absence de ramonage, à l'absence d'aération, etc. Les cas d'intoxication au monoxyde de carbone) sont encore courants, même dans les pays développés[8], dont la France[9].