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CHAUFFAGE (Physique industrielle). — Le chauffage des appartements dans nos climats tempérés occasionne pour chaque ménage une dépense quelquefois assez lourde, et exerce une influence considéiable sur notre bienètre et sur notre santé. Il constitue donc une des questions les plus graves de l'économie domestique, et il a donné lieu à une foule d'appareils plus on moins ingé nieux, destinés à le produire à moins de frais et d'une manière plus régulière. Nous allons passer en revue les principaux systèmes de chauffage actuellement connus. Chacun présente certains avantages qui lui sont particuliers. Le chauffage, en effet, est une question complexe à cause des conditions variables auxquelles il doit satisfaire suivant les lieux et suivant l'état de fortune et les habitudes de chacun de nou*

CllAlFFACE DIRECT PAR COMBt STION. — Cc SyStèniC CSt

connu et pratiqué de toute antiquité. Les sauvages allument le feu au milieu de leur hutte percée en son sommet d'une ouverture par laquelle s'échappe la fumée. Chez les peuples civilisés de l'antiquité, du combustible brûlant sans fumée était placé dans des vases ouverts au milieu de la pièce à chauffer, dans laquelle se déversaient, en même temps que la chaleur, les produits gazeux de la combustion. Ce système, encore pratiqué en Espagne , en Italie , et même dans le midi de la France, où ou fait usage de braserox, est sans inconvénients graves dans les contrées où il est employé. Chez les sauvnges, l'air afflue de tous les points du pourtour de la huite par les portes mal fermées et par les fissures des murs en terre; il gagne la partie centrale où est le foyer pour s'élever ensuite verticalement et s'échapper par l'ouverture supérieure; chaque habitant est donc enveloppé d'un courant d'air pur suffisant pour le garantir de l'asphyxie. Quant aux braseros, ils sont garnis de quelques charbons entièrement allumés et à moitié enfouis dans de la cendre, de manière que la combustion se fait sans production d'oxtjiie iJc carhone : Viicide carbonique se forme seul ; or, on sait que l'aspliyxie par le charbon se produit surtout par le premier de ces deux gaz Les lumières qui nous éclairent la nuit versent dans l'air d'énormes quantités d'acide carbonique sans nous incommoder d'une manière bien sensible. Déplus, les pièces à chauffer sont en général grandes, élevées; leur fermeture est incomplète, et le climat étant peu rigoureux, le chauff'age est en général très-léger. Les accidents sont donc à peu près inconnus, à moins que le brasero ne soit chargé de charbons noirs. Il est vrai d'ajouter, toutefois, (|uc les personnes qui ne sont pas habituées à ce mode de chauffage très-économique en éprouvent souvent des maux de tête assez intenses. Dans nos climats plus rigoureux , dans nos appartements bien clos, ce système deviendrait extrêmement dangereux. Il est indispensable d'y faire usage d'appareils qui emportent la fumée et les gaz provenant de la combustion.

Chauffage PAn cheminées. — La France et l'Angleterre sont presque entièrement chauffées par des foyers ouverts, logés d:ins l'intérieur de cheminées et chargés d'un combustible qui n'échauffe la salle quo par son rayonnement. Ce système est éminemment agréable et hygiénique. La vue du feu récrée ; l'air se renouvelle rapidement et conserve une température modérée. De- Viint une cheminée bien construite, nous pouvons donc

avoir les pieds chauds et le reste du corps à une temperature moindre, condition nécessaire d'un bon travail et d'une bonne santé, et en même temps respirer uu air frais et pur, ce qui est non moins indispensable ; mais aussi ce système est de tous le moins économique. La chaleur rayonnante est seule utilisée dans une cheminée ordinaire; or, la chaleur rayonnante n'est, pour le bois, que les 25 p. 100 de la chaleur totale fournie par ce combustible, et pour le coke elle ne dépasse pas ,Sii p. 100. De plus, le quart seulement de la chaleur rayonnante pénètre dans l'appartement ; le reste est absorbé par les paro's du foyer et perdu. Il en résulte donc que les cheminées ordinaires n'utilisent, en ré.alité, que de (i à Vi p. 100 de la chaleur totale fournie par le combustible brûlé. Un autre inconvénient très-grave vient s'.ijoutcr à cette faiblesse du résultat utile obtenu. Les cheminées les mieux construites absorbent, au minimum, 60 mètres cubes d'air par kilog. de combustible brûlé ; il faut rendre cet air à l'appartement, soit par des ventouses, soit par les joints des portes et des fenêtres. Il en résulte qu'il s'établit dans la pièce un courant d'air froid rayonnant de tous les points accessibles de la circonférence veiï le foyer, et cet air emporte encore avec lui une proportion très-notable de la petite quantité de chaleur rayonnante utilisée. Les constructeurs habiles sont heureusement parvenus à supprimer une grande partie des défauts reprochés aux cheminées ordinaires, tout en leur conservant leurs avantages, et cela au moyen de dispositions d'un établissement, en général facile et peu dispendieux.

L'objet qu'on doit se proposer dans la construction d'une cheminée est quadruple. Il faut :

I" Disposer le foyer de manière qu'il envoie dans la pièce la plus forte proportion possible de chaleur rayonnante;

2" Réduire le volume de gaz absorbé par la cheminée à la quantité strictement nécessaire au renouvellement de l'air, pour que la respiration se fasse dans de bonnes conditions;

■i" Remplacer cet air non plus par de l'air froid, mais par de l'air préalablement chauffé;

4" Utiliser, pour chauffer l'air introduit dans la pièce, la chaleur perdue dans la combustion.

C'est à Rumford que sont dues les premières recherches importantes sur la meilleure forme à doimer aux cheminées. Avant lui , elles étaient d'une dimension considérable et dévoraient d'énormes quantités d'air; il les réduisit à des proportions plus raisonnables. Depuis cette époque, des essais de tout genre ont été tentés, et presque toujours on a été obligé de revenir aux principes qu'il avait posés. Des résultats importants sont toutefois sortis de toutes ces tentatives.

La figure 5i0, nous donnera une idée nette du système généralement adopté d'après Rumford. Lhoinond lés a encore améliorées en y adaptant un cadre en cuivre, à coulisse, dans lequel monte et descend un tablier ou rideau [fi'j. 611) ayant pour effet, soit de c.nceutrer l'action

Fig. 510. — Cheminée de Rumford.

Fig. 511. — Rideau.

de l'air sur le foyer pour allumer ou aviver le feu, soit do fermer complètement la cheminée quand le feu est éteint, et conserver ainsi plus longtemps la chaleur de la pièce. Ces cheminées sont très-bonnes et très-répandues, surtout à Paris, mais elles consomment beaucoup.

Les cheminées à foyer mobile de Rronz.ac ont pour objet de ramener le feu en avant dès qu'il est bien allumé, et d'augmenter ainsi retendue de son cliaiiip dr rayoïmement; mais les gairts sur li'M|nels roule le foyi r diuiucnt lieu à des irparaticins firquiiites, et la rendre qui tombe du foyer et qui doit y être conservée dans une certaine proportion gêne ses mouvements.

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La cheminée de Millet a pour but de régler à volonté l'ouverture du passage de la fumée dans le tuyau par où elle s'échappe. L'extrémité inférieuie du coffre où est établi le foyer est en fonte et fermée à sa partie supérieure ; mais ce coffre est percé à sa paroi postérieure de deux ouvertures, l'une supérieure, large et d'une petite hauteur, l'autre inférieure et située à une très petite distance au-dessus du combustible. La première est toujours ouverte et ne peut suffire qu'au minimum d'échappement de la fumée pour de petits feux. La seconde peut être fermée à volonté au moyen d'une trappe que l'on manœuvre avec un levier. Ce système présente des avantages réels. Dans les conditions ordinaires de la combustion, l'air qui l'entretient traverse le combustible de bas en haut ; c'est donc i. la face inférieure du foyer que la combustion est le plus vive, que le rayonnement est le plus intense ; or, le rayonnement de cette face est à peu près entièrement perdu pour l'appar'ement. En obligeant l'air à raser la surface supérieure du combustible pour gagner l'ouverture inférieure par laquelle il s'échappe en grande pariie, on rend cette surface incaudi scente ellemême, et on augmente ainsi sa puissance de rayonnement. Aussi la cheminée de Millet réalise-t-elle une économie notable de combustible.

Pour satisfaire à la troisième condition, on a souvent recours dans les habitations aisées à de* calorifères pla-

Tf tlt - Chemméa de PécIcL

ces dans dos pièces centrales, telles que vestibules, salles à manger... dans lesquelles on établit ensuite les prises d'air qui doivent servir à l'alimentation des cheminées; l'air entraîné par celles-ci est donc remplacé par de l'air rliaud. La température de chaque pièce devient, par cela mi-mi.', plus uniforme ii plus f:iri|p ii mainlenir a un degré convenable, et on n .ilr e in ne me temps une économie notable sur laquaiiiii- ei i., i|ii;iliii'. du combuutiblc consommé. 11 est loniilin lie ne nM|i jilus avantageux, soit sous le rapport de l'écoiioinic, soit .sous le rapport de la pureté de l'nir offert h la respiration, de fournir & chaque pièce de l'air direclement puisé au dehor» et chauffé par la chaleur perdue du foyer. Il est d'autant plus regruiiabic que r<ltc amélioration ne se généralise pas davantage, que, surtout dans les maisons DOuvellemenl constiiiites, elle ne donnerait lieu qu'à une dépense do premier rialilissenicnl tout il fait iiisigiiifliinie. Imaginons qu'un conduit établi dans l'épaisscuir des planchers ou des nnirs contre lesquels sont adossées les cheminées, aille puiser l'air an dehors et l'anu'Mie dans l'un des compartiments disposés do chaque cOié

du foyer dans les cheminées ordinaires; que dans ce compartiment vienne aboutir l'extrémité d'un simple tuyau d e poêle disposé horizontalement dans la cheminée, en arrière du tablier supérieur, et s'ouvrant dans l'appartement par le côté de la cheminée. Il est facile de comprendre la nature des effets qui vont se produire. Le tuyau sera traversé par un courant d'air venant du dehors et appelé par le tirage de la cheminée. Ce tuyau, d'un autre coté, sera fortement chauffé par la flamme ou les produits gazeux de la combustion ainsi que par le rayonnement du foyer. Il échauffera donc l'air avant de le verser dans la pièce, et on n'aura plus les vents coulis si désagréables dans une chambre chauffée par une cheminée sans ventouse. Ce système très-rationnel a reçu divers perfectioimements que l'on trouvera décrits dans les traités spéciaux. Nous donnons ici la figure de la cheminée de Péclet (fig. .SU'), l'une des mieux conçues; c'est tme caisse à air froid, placée derrière le foyer, communiquant par des tubes en quinconce T avec la caisse supérieure B à air chaud.

Depuis quelques années, l'emploi de la houille on du coke comme combustible dans les cheminées prend une assez grande extension en France. Il convient dès lors d'y appliquer le système de construction adopté en Angleterre et en Amérique, où ce mode de chauffuge est presque universel. Le combustible est placé dans une grille en forme de coquille entièrement libre et ouverte devant, dessous et sur les eûtes. De chaque côté sont deux tablettes en fonte, situées au niveau du sommet de la grille et servant à recevoir les vases i chauffer ; en arrière et un peu au-dessus, est une ouverture de la largeur de la grille sur 0™,25 au plus de hauteur, formant l'extrémité inférieure de la cheminée de dégagement des gaz. Enfin, une feuille de fonte ou de tôle, peut être, à volonté, appliquée sur la grille, afin de forcer l'air à traverser celle-ci quand on veut allumer le feu ou ♦'aviver. Si on voulait adapter à cette cheminée le système de ventouses à air chaud indiqué pins haut, il suffirait de faire l'extrémité inférieure du tablier de la cheminée en fonte creuse, et de la faire traverser par l'air affinant du dehors. Dans tous les cas, les ventouses doivent être largement ouvertes de manière à fournir aisément le volume d'air absorbé par la cheminée. Il convient également d'ouvrir ces ventouses d'air chaud, le plus bas possible et non près du plafond, l'air chaud ayant toujours assez de tendance à monter.

Il est rare qu'une cheminée fume à Paris, où l'air est presque toujours assez calme. Il n'en est pas ainsi partout, et il est quelquefois très-difficile de corriger ce défaut. On peut être assuré cependant qu'il provient ou d'un obstacle qui s'oppose à la sortie de la fumée par l'extrémité supérieure du tuyau de la cheminée et la force .'i refluer ]iar le bas dans la salle, ou bien, au conti nire, d'une action par en bas supérieure à la force ascensionnelle de la fumée, et qui, aspirant l'air de la chambre, force la fumée ;\ rebrousser chemin dans la cheminée.

Dans les cheminées d'usine, il ne passe guère p.^rkiIoû:. de combustible brûlé que 8 à 10 mètres cubes (i':iir porté par la comliustlon à 'ilKi" ou 300°, et (IhiI 1;i imee as- C(,'n'-iomielle est par conséquent cousiilei ehli ; iLm, nos cheminées d'appartement, pour la niime i|iiîinliié de conibuslibli', il en passe liO mèlres cubes au moins dont la tenqiéialure n'est dès lors guère supérieure à iO ou 50°, et doiii la vitesse ascendante est par conséquent très-faible. On conçoit donc qu'il suffise do circonstances extérieures peu puissantes pour arrêter ou changer le cours naturel de la fumée. La principale cause qui agisse par en haut pour faire fumer, est l'aciion des vents qui (|uelc|uel'oissniii animés <i'uue grande vitesse horizontale, ut (|iie la eoloniH' d'air chaud n'a pas la forci' de refouler l)our s'échapper au dehors ; A plus forte raisoj], en est-il ainsi (piand le vent tombe sur la cheminée avec une vitesse: oblique de haut en bas, qu'il doit aux obstacles (lu'il rencontre à la siu'face du sol. Pour écarter ou combattre cette influence, il faut rétrécir le sommet do la cheminée et la terminer par une Imsc conique, de manière à doimer au courant de fumée la plus grande vitesse possible i\ la sortie; disposer au-dessus des plaques de tôle qui garantissent de la pression du vent; ouvrir lo tuyau latéralement; surélever celui-ci pour porter son l'Mii'Miiii' :iii .liMius ili s II iMoiisqui gêiiein la sortie de la

riiiiiie, I II . Il \eiit I ;ili nient de réirél'irla cheminée

|iiii le ii,i I iiiiiii . |i,,r II liiiii, ;illn lie (liiiiuer il la fumée à son eniiee une messe assez, gianile pour lutter contre la cause déprimante dans le cas où le ri'tréi issement supérieur n'aurait pas donné un résultat complet.