CHAPITRE IV

CONSTRUCTION DES CHEMINÉES MODERNES. — COMPOSITION DU TUYAU. — FORME DU FOYER. — CONDUITS DE LA FUMÉE. — CHEMIWEE DITE DE RUMFOBD. — TABLIER MOBILE DE LHOMOND. — CHEMINÉE A LA FRANKLIN. — FOYER MOBILE DE BRONZAC. — CHEMINÉES AN- GLAISES POUR BRULER LA BOUILLE. — FOYERS A FLAMME RENVERSÉE.

Après cette histoire des perfectionnements successifs de Fart du chauffage au moyen des cheminées, nous aborderons la description des cheminées, en général, et nous ferons connaître les dispositions particulières de leurs parties essentielles, à savoir, le tuyau et le foyer.

Èn 1712 et 1713, le gouvernement français crut nécessaire défaire paraître des ordonnances pour fixer les dimensions à donner aux cheminées d'habitations. C'était pousser loin la fureur de réglementation administrative. Il est heureux, d'ailleurs, que ces ordonnances soient tombées en désuétude. D'après ce règlement, les gorges des cheminées d'appartement devaient avoir 4 à 5 pieds de largeur sur 10 pouces de profondeur (lm,30 à lm,60 sur 0W,27), et les cheminées des cuisines des grandes maisons 4 pieds et demi à 5 pieds de largeur sur 10 pouces de profondeur. (lm,46 à lm,60 sur 0ra,27). Ces proportions exagérées données au tuyau de la cheminée faisaient naître des courants en sens différents, qui rabattaient la fumée dans les pièces. En outre les conduits occupaient une grande place dans les bâtiments.

Depuis cette époque, on a remédié en partie à ces défauts, en rétrécissant le conduit à la gorge, d'après les préceptes de Rumford,ou bien au sommet, ce qui donne à peu près le même résultat. On trouve encore à la campagne et dans les vieilles maisons de villes, bon nombre de cheminées de cette espèce, e'est- à-dire pourvues de gigantesques tuyaux, d'après les us et coutumes du dernier siècle.

Les mêmes ordonnances portaient que les conduits de la fumée devaient être bâtis en

briques, soutenus, de distance en distance, par des tiges de fer. Cette dernière règle n'est pas plus appliquée aujourd'hui que la précédente.

Pendant longtemps les tuyaux furent faits exclusivement en plâtre, soit parce que leur prix de revient était peu élevé, soit parce que les changements de direction s'établissent plus facilement qu'en briques, et sans qu'il soit nécessaire de les maintenir avec des armatures métalliques. Le plâtre est peut-être pourtant, de tous les matériaux, celui qui présente les inconvénients les plus graves pour la construction des tuyaux de cheminées : la chaleur le calcine et le fend, les variations de température le disloquent, et l'eau provenant de la condensation de la vapeur du foyer, aussi bien que l'eau de la pluie, le désagrège et le détruit lentement.

Les tuyaux de fonte, quoique plus résistants, ne sont pas d'un meilleur service. Ils se dilatent, par la chaleur, plus que la maçonnerie dans laquelle ils sonten gagés, et compromettent ainsi la solidité de l'édifice.

On préfère aujourd'hui, pour construire les tuyaux de cheminée, les conduites en terre cuite, soit qu'on emploie les briques creuses et moulées, dites wagons, dont on trouve dans le commerce cinq modèles de grandeurs différentes; soit qu'on se serve de boisseaux, sorte d'anneaux qui s'emboîtent pour former les conduits, et dont six numéros correspondent à six dimensions diverses de cheminées ; soit, enfin, qu'on choisisse les briques cintrées, appelées briques Gourlier^ du nom de leur inventeur. Ce dernier système fut, pour la première fois, mis en usage dans la construction du palais de la Bourse de Paris. Ces briques sont moulées de manière à former un canal en se juxtaposant.

Les briques Gourlier n'augmentent pas l'épaisseur de la muraille, et ne diminuent point sa solidité. Diverses formes et diverses grandeurs répondent à tous les cas de la

pratique. Ce mode de construction des tuyaux de cheminées est celui qu'on adopte le plus fréquemment dans les nouvelles malsons de Paris.

La dimension du tuyau et la forme de sa section ne sont pas indifférentes pour son bon fonctionnement. M. le général Morin, dont nous aurons plusieurs fois à citer les travaux, dans le courant de cette Notice, a établi, par de nombreuses expériences, faites au Conservatoire des arts et métiers de Paris, que l'air provenant de la combustion, dans une cheminée, doit parcourir le tuyau avec une vitesse de ini,40 à 2 mètres par seconde, et s'écouler avec une vitesse de 3 mètres par son sommet rétréci. De ces proportions dépendent l'activité du tirage, le renouvellement convenable de l'air dans la chambre, et l'expulsion complète de la fumée. Or, pour que les gaz qui traversent le foyer, atteignent cette vitesse, il est nécessaire qu'ils ne se refroidissent pas inutilement dans leur ascension. Il convient donc de donner à la section du tuyau une forme telle que le plus grand volume gazeux soit enfermé par la moindre surface possible. La géométrie résout ce problème en indiquant la section circulaire, c'est-à-dire celle des briques Gourlier. Et comme dans un tuyau partout cylindrique, l'air brûlé se refroidissant et diminuant de volume à mesure de son ascension, perdrait continuellement de sa \itesse, on donne au conduit une forme légèrement conique. Le tuyau se rétrécit graduellement jusqu'en haut; puisa l'orifice extérieur, il se resserre brusquement, afin que le même volume gazeux, passant par une section plus étroite, soit alors forcé d'augmenter sa vitesse.

La surface de la section moyenne d'un tuyau de cheminée, doit être calculée d'après le volume moyen de gaz qui, pendant une combustion bien conduite, traverse l'ouverture de la cheminée. Les architectes donnent toujours au tuyau des dimensions trop

larges. Il en résulte une perte de chaleur, à cause de la grande quantité d'air qui est inutilement chauffée, et une diminution du tirage, parce que le foyer ne communique pas à ce grand volume d'air une température aussi élevée qu'à un volume plus restreint.

Ce qui prouve qu'un tuyau beaucoup plus étroit que ceux que l'on adopte aujourd'hui, suffirait à un bon tirage, c'est que les poêles, dans lesquels on brûle beaucoup plus de bois ou de charbon que dans les cheminées ordinaires, n'ont pourtant qu'un conduit six ou sept fois plus étroite M. le général Morin, dans son Manuel pratique du chauffage et de la ventilation, a donné des tables dans lesquelles les dimensions des conduits de fumée et toutes les autres proportions des foyers, sont calculées d'après la capacité des pièces à chauffer. Les architectes feront bien de consulter ces tables.

Après cette description du mode de construction des tuyaux de cheminées, nous parlerons des principales formes que Ton donne aujourd'hui au foyer, en d'autres termes, nous ferons connaître les différents systèmes de cheminées d'appartement.

On nomme généralement cheminée de Rumford, la cheminée telle qu'elle est construite dans l'immense majorité de nos appartements. La cheminée dite de Rumford n'a plus grande ressemblance avec le vieux modèle laissé par ce physicien. La fumée, au lieu de monter verticalement, comme le voulait Rumford, s'engage dans une gorge oblique, avant d'arriver au tuyau proprement dit. Ce tuyau est arrondi, ou se rapproche de cette forme, tandis qu'au temps de Rumford, tous les conduits de fumée affectaient la forme quadrangulaire.

La figure 160 représente la cheminée ordinaire, ou de Rumford.

Cette cheminée,quoiquetrès-simple, donne d'assez bons résultats, et sa construction est

peu coûteuse. Seulement on y regrette l'absence de toute bouche de chaleur

, Fig. 160. — Cheminée dite de Rumford.

La plupart de nos cheminées d'appartements sont pourvues d'un tablier de tôle, mobile dans une coulisse. On abaisse ce tablier pour activer le tirage. On attribue l'ingénieuse idée de cet appareil, si commode, à Lhomond, physicien de Paris du dernier* siècle, dont nous avons déjà cité le nom dans cet ouvrage, à propos des premiers essais de la télégraphie électrique (4).

Fig. J6Î. — Tablier mobile de Lhomond.

Le tablier mobile inventé par Lhomond est représenté en élévation dans la figure 161.

(1) Tome II, p. 9% Le Télégraphe électrique.

Le tablier est composé de deux plaques métalliques, supportées chacune par un contre-poids, au moyen d'une chaîne de fer, et pouvant glisser dans des coulisses, qui sont ménagées sur les côtés de l'ouverture de la cheminée. La figure 162 montre le mécanisme qui permet de lever et d'abaisser les plaques de tôle composant le tablier. La plaque inférieure A porte un arrêt a, qui vient butter, quand on l'abaisse, contre un arrêt semblable, fixé à la partie inférieure de

Fig. 162. — Tablier mobile (mécanisme).

l'autre plaque B. Cette seconde plaque est ainsi entraînée à son tour. Un jeu semblable sert dans le mouvement inverse.

Le tablier a pour utilité de fermer, quand on le veut, presque entièrement l'ouverture de la cheminée, en ne laissant à la partie inférieure qu'un petit espace j par lequel l'air est attiré avec force. L'air, passant ainsi forcément à travers le combustible tout entier, augmente rapidement l'activité de la combustion. Tout l'air ainsi appelé est mis à profit pour le tirage, et cet énergique appel fait l'office d'une excellente machine soufflante. Aussi l'invention du tablier mobile a-t-elle supprimé l'antique soufflet. Les fabricants de soufflets furent ruinés par la découverte de Lhomond !

Il serait superflu d'insister sur les avantages du tablier mobile. Tout le monde sait qu'il est très-utile, au moment où Ton allume le feu, ou lorsqu'il languit, comme étouflé

par une nouvelle charge de combustible.

Le tablier est appliqué aujourd'hui à presque tous les systèmes de cheminées.

La cheminée dite à la Franklin est une petite cheminée, non plus encastrée dans la muraille, mais détachée de celle-ci, recouverte d'une enveloppe métallique, et portant un tuyau en tôle ou en cuivre, que l'on fait aboutir dans le conduit d'une autre cheminée. C'est la même invention qui a été reproduite de nos jours sous le nom de cheminée à la prussienne et sur laquelle nous reviendrons en parlant, dans un autre chapitre, des cheminées-poêles.

Vers 1830, M. Bronzac imagina, pour mieux utiliser la chaleur rayonnante du combustible, d'adapter à la cheminée de Franklin un foyer mobile. Cette disposition fut ensuite appliquée à toutes les espèces de cheminées. La figure 1 63 montre la disposition de cet appareil.

Fig. 163. — Cheminée Bronzac.

Un chariot, porté sur quatre galets g, g et muni d'une sorte de dos de fauteuil en tôle épaisse, reçoit les chenets et le bois, ou

la grille et le charbon. Pour allumer le feu, on repousse le chariot au fond de la cheminée, et on abaisse le tablier. Quand le tirage a acquis l'activité suffisante, on relève le tablier et on avance peu à peu le chariot dans la chambre, sans toutefois dépasser la limite à laquelle la fumée ne se dirige plus dans le tuyau.

La quantité de chaleur rayonnante utilisée est souvent presque doublée par celte ingénieuse méthode.

A l'expiration du brevet de M. Bronzac, la construction de ces appareils tomba dans le domaine public, et leur vogue cessa presque aussitôt. C'est que Jes divers constructeurs qui les entreprirent, voulurent les livrer à trop bas prix, en raison de la concurrence. Dès lors ces appareils devinrent si mauvais qu'ils ne conservèrent plus la confiance publique.

A l'Exposition universelle de 1855 , on voyait un appareil basé sur le même principe, mais qui l'exagérait outre mesure. Le foyer pouvait, s'il était bien allumé, être avancé de plusieurs mètres dans la chambre. Une série de tuyaux s'emboîtant les uns dans les autres, comme les tubes d'une lunette, servait à relier le foyer au conduit de la cheminée. Cette invention n'eut aucun succès.

Depuis longtemps, en Angleterre, on emploie des cheminées à houille d'une forme particulière qui n'exclut point l'élégance.

Une grille très en saillie s'abouche à une longue gorge, étroite et cylindrique, laquelle va obliquement aboutir à la cheminée proprement dite. Sur les côtés de la grille sont deux petits autels, pour y placer des vases pleins d'eau. L'intérieur dé la gorge et les autels sont recouverts de fonte, et de cette manière sont très-facilement maintenus propres. Le ramonage se fait au fagot.

Une grande quantité de la chaleur rayonnante est ainsi utilisée. Ces chemiuées chauffent beaucoup, à cause de cette disposition, et parce que la houille et le coke rayonnent

I/ART DU CHAUFFAGE

deux fois plus de chaleur qu'un poids égal de bois. Elles commencent à se répandre en France.

Dans les pays où le coke est à bon marché, il serait commode de modifier les cheminées ordinaires en leur donnant la forme anglaise.

On a proposé, de nos jours, quelques foyers à houille, à foyer découvert et à flamme renversée, qui, à cause de la saillie qu'on peut leur donner, utilisent plus de chaleur rayonnante que les foyers ordinaires.

L'ouverture de la cheminée ne présente que deux passages à Fair. Les passages sont séparés l'un de l'autre par une plaque de fonte horizontale. Sur la plaque et par l'ouverture supérieure, on introduit du menu combustible facilement inflammable, pour commencer le tirage, puis on ferme les registres. L'air est alors attiré par l'ouverture inférieure , qui n'est autre chose que la grille, et pousse dans la cheminée les gaz du charbon. Une fois le feu pris, et la colonne d'air du tuyau chauffée, le tirage marche bien et continue dans le même sens. Comme il n'entre dans la cheminée que de l'air traversant la grille, la combustion marche avec une grande vitesse, trop grande même à certains moments, mais que l'on peut régler avec le registre, en donnant un passage supplémentaire plus ou moins grand, par l'ouverture supérieure.

Avec ce système, le feu est difficile à allumer, et tant que le tirage n'a pas atteint l'activité suffisante, de la fumée peut se répandre dans la chambre. Ce sont deux défauts irremédiableSj qui nous dispensent de donner ici la figure de ces appareils.

M. Millet a imaginé plusieurs cheminées d'un mécanisme très-compliqué, qui n'ont obtenu qu'un succès d'estime. Le mieux combiné de ces appareils a pour principe de régler en même temps, et par un seul mou vement imprimé à un levier, l'arrivée de l'air sur le foyer, et ia grandeur de l'orifice d'entrée de la fumée dans le tuyau. Lorsqu'on allume le

T. IV

feu et que le tirage est plus actif, il convient de diminuer ces deux ouvertures pour que Fair acquière une certaine vitesse ; quand le feu est bien pris, on les ouvre toutes grandes ; et on peut les refermer dans une certaine mesure vers la fin de la combustion. Le foyer est à flamme renversée.

M. Péclet a proposé un système très-simple de cheminée à flamme renversée, qui répond aux mêmes indications que la cheminée Millet. Une cloison verticale sépare le foyer du tond de la cheminée, son sommet s'élève jusqu'à la gorge, et la coupe en deux parties à peu près égales. Une ouverture qui peut être tenue fermée par une soupape, fait communiquer le foyer avec l'arrière-fond de la cheminée, et ouvre, par conséquent, une autre voie à la fumée. Quand on allume le feu, on ferme la soupape, et l'air brûlé n'a pour s'échapper que la moitié antérieure de la gorge, ce qui correspond à l'ouverture rétrécie de l'appareil de M. Millet ; et quand le feu est bien pris, on ouvre la communication, une partie de la flamme se renverse, passe dans Farrière-fond, et toute la gorge sert au passage de la fumée.

Dans les foyers à flamme renversée, la combustion est plus complète que dans les foyers ordinaires ; mais ce principe, appliqué aux cheminées, ne donne pas de bons résultats, parce qu'une grande partie de la flamme est cachée, et que sa chaleur rayonnante n'est point utilisée. Vu le peu de succès qu'ont obtenu les appareils de cette espèce, nous nous dispenserons d'en donner les figures.