PUISSANCE CALORIFIQUE

INCONVÉNIENTS AU POINT DE VUE DE l'hygiène.

Bois

2500 à 3000 calories.

Charbon de bois. . .

Houilles maigres.. .

Houilles grasses

Dégagement considérable de CO.

Dégagement trop intense de fumée (sauf pour les houilles 1/2 grasses).

Coke

Tourbe

Pétrole

Gaz d'éclairage,

Odeur désagréable.

Avant d'étudier au point de vue hygiénique les différents appareils de chauffage, disons quelques mots du gaz d'éclairage, considéré comme combustible, ainsi que du pétrole et de Talcool.

Le gaz ne fournit ni cendres, ni suie, ni fumée, à la condition que la combustion s'opère convenablement. Ce combustible n'exige aucune manipulation, ni aucune surveillance pendant qu'il reste allumé. La mise en train des appareils de chauffage par le gaz est immédiate, la combustion est instantanément portée à son maximum; l'extinclion des feux ne demande que le temps de fermer un robinet. A côté de ces avantages très appréciables, le gaz présente certains inconvénients. Il forme avec l'air un mélange explosible dangereux et est toxique par suite de la forte proportion d'oxyde de carbone qu'il renferme; il faut donc surveiller et prévenir toute fuite de gaz. Sa combustion donne naissance à des gaz dangereux, d'où la nécessité de munir tous les appareils de chauffage à gaz d'un tuyau de fumée, dont le tirage soit suffisamment actif. Enfin le prix élevé du gaz (0 fr. 20 à 0 fr. 40 par mètre cube) ne rend pas pratique l'utilisation de ce combustible d'une façon prolongée. Son usage est surtout indiqué dans les pièces où il est nécessaire d'élever la température rapidement et pour peu de temps (cabinets de toilette, chambre à bains). Il rend enfin des services précieux dans les cuisines où il évite, dans bien des cas, des perles inutiles de combustible et de temps.

Le gaz acétylène n'a guère été employé comme combustible qu'à titre exceptionnel et seulement pour l'usage de la cuisine.

Le pétrole à cause de son odeur, l'alcool à cause de sa faible puissance calorifiques (5800 calories) sont rarement utilisés pour le chauffage.

Suivant que l'appareil où s'opère la combustion est situé ou non dans la pièce à chauffer, le chauffage est dit local ou central.

Chauffage local. — Les cheminées ordinaires se composent d'un foyer ouvert, formé d'une cavité, où se place le combustible, adossée aux murs ou creusée dans leur épaisseur et au-dessus de laquelle s'élève un tuyau qui monte verticalement, autant que possible, pour déboucher à l'extérieur. Le foyer émet surtout de la chaleur rayonnante, qui traverse l'air sans élever beaucoup sa température et échauffe les corps solides et les parois qui interceptent les rayons calorifiques. Cette chaleur rayonnante exerce sur l'organisme une action stimulante et agréable. Ce mode de chauffage est donc très hygiénique, d'autant plus même que les cheminées sont un agent actif de ventilation; les gaz qui résultent de la combustion, plus légers que l'air en raison de leur température, s'élèvent rapidement et pro-

CHAUFFAGE 873 voqiient un appel d air pur qui pénètre par tous les mal-joints des portes, des fenêtres, etc.

Le plus grave inconvénient des cheminées provient de la perle de calorique qui résulte de ce mode de chauffage. Avec un foyer ouvert il ne pénètre dans la pièce que le quart environ de la chaleur rayonnée fournie par le combustible. Or le rendement en chaleur rayonnée ne représente lui-même que la moitié de la chaleur totale dégagée par la houille ou le coke et le quart seulement de celle donnée par le bois. On voit donc en somme qu'une cheminée n'utilise pour réchauffement du local que 1/8" de la chaleur totale, lorsqu'elle brûle de la houille ou du coke, et seulement 1/16^ lorsqu'elle brûle du bois.

Pour augmenter le rayonnement on place autour du foyer des pans inclinés de faïence blanche qui réiléchissent vers l'appartement le calorique qui vient les frapper.

Lorsque les joints des portes et des fenêtres laissent passer trop d'air, ce qui pourrait incommoder les habitants, ou au contraire lorsque l'occlusion des baies est trop parfaite, on peut alimenter le foyer d'air extérieur au moyen d'une conduite spéciale qui le déverse à la base de la cheminée au moyen d'une ventouse. De cette façon le tirage du foyer est assuré, sans faire appel à la ventilation permanente spontanée.

Rumford a conseillé de rétrécir le passage de l'âtre à la cheminée de façon à ne lui donner que 12 à lo centimètres, ce qui ralentit l'appel d'air provoqué par le tirage et utihse mieux pour la combustion l'air qui passe à travers le combustible. De plus en diminuant la largeur de la face postérieure de façon à ce qu'elle ne mesure que le tiers de l'ouverture de la cheminée et en inchnant les faces latérales de façon à ce qu'elles fassent un angle de 45° avec le tablier qui ferme l'orifice du foyer, on réfléchit vers l'intérieur de la pièce une plus grande somme de chaleur. Les cheminées du type Rumford sont les plus répandues.

Les cheminées du genre dit « à la prussienne » fournissent encore un meilleur rendement calorique du combustible brûlé, car au lieu d'être en partie comprises dans la muraille, comme les autres cheminées, elles font entièrement saillie dans la pièce et donnent de la chaleur à la fois par le rayonnement lumineux et par le rayonnement sombre de leurs parois ainsi que d'une partie de la hauteur du tuyau de fumée.

Dans les cheminées venlilalrices on utihse, outre la chaleur radiante du foyer, celle qui est fournie par le rayonnement sombre des parois de l'âtre et généralement d'une étendue plus ou moins grande du tuyau de fumée. Pour cela l'air extérieur est amené par une conduite dans une gaine qui forme manchon autour du foyer et du tuyau de fumée. De cette chambre de chauffage il s'écoule dans la pièce au moyen de bouches de chaleur ouvertes soit près du plafond (cheminée Douglas- Galton), soit sous la tablette de la cheminée (appareil Joly, fig. 13o), soit des deux côtés de la cheminée (appareil P'ondet). Si on obtient ainsi plus de chaleur qu'avec les cheminées ordinaires, on établit un mode de ventilation dont nous avons déjà indiqué les inconvénients: on introduit en effet dans la pièce un air très chaud qui s'élève d'abord au plafond, ne redescend vers le bas qu'après s'être refroidi et est évacué par des orifices ouverts près du plancher. La ventilation est donc renversée et les habitants du local ne respirent qu'un air surchauffé, altéré par la combustion des poussières de l'air au contact des surfaces de chauffe.

l'habitation

Avec les cheminées à gaz (fig. 136), la chaleur esl fournie à la fois par le rayonnement du foyer et par une colonne d'air qui s'est échauffé au contact des tuyaux par lesquels sont évacués les gaz de combustion. Dans ces cheminées la flamme d'une rampe de becs Bunsen est réfléchie vers le plancher par une surface métalHque concave, ou bien ces becs portent à l'incandescence, soit des houppes d'amiante, soit de petits blocs formés d'amiante, de phosphate de chaux et de terre réfractaire et placés dans une grille. On emploie avec avantage des becs à récupération, dont la combustion est entretenue par un courant d'air déjà porlé à une assez haute température

Fig. 135. — Cheminée Ch. Jolly. — A, âtre , B, coquille en fonte; G, chambre de chaleur; D, cadre en fonte; E, trappe; F, tambours ou tuyaux en tôle; G, trappe ou chicanée, J, rideau mobile.

par la chaleur même des gaz de la combustion. La flamme des becs à récupération, plus vive et plus chaude, fournit un rayonnement plus intense. En outre les gaz surchauffés de la combustion, avant d'atteindre le tuyau de fumée, passent au travers de tuyaux métalliques ou d'une boîte de chaleur. Les cheminées à gaz sont disposées de façon qu'il se fasse dans leur intérieur une circulation d'air dont la température est élevée au contact de ces surfaces de chauffe et qui se répand ensuite dans la pièce par les orifices ménagés à la partie supérieure de ces appareils. Les cheminées à gaz utilisent de 60 à 80 p. 100 de la chaleur dégagée.

Les poêles sont des appareils de chauffage dans lesquels la combustion se produit dans un foyer clos. La fumée s'échappe par un tuyau qu'on engage dans une cheminée ou qui traverse l'appartement. Leur disposition intérieure varie suivant que les poêles sont à combustion vive ou à combustion lente.

Dans les poêles à combustion vive le combustible est placé sur une grille que traverse l'air nécessaire à la combustion et qui laisse tomber les cendres. Une porte à coulisse établit la communication avec l'air extérieur et permet de régler le tirage et par suite l'intensité de la combustion. Il faut toujours supprimer la clef qui obture plus ou moins complètement le tuyau de fumée, sous prétexte de modérer la combustion, dans certains appareils défectueux.

Ces poêles fournissent économiquement un rendement de chaleur bien supérieur

à celui des cheminées, puisqu'ils utilisent de 70 à 75 p.. 100 de la chaleur dégagée. Par contre ils constituent un appel d'air beaucoup plus faible et favorisent beaucoup moins la ventilation; ils chauffent seulement par rayonnement obscur et ne donnent pas l'impression agréable des feux visibles.

Les poêles à parois métalliques donnent beaucoup de chaleur*(1500 à 3000 calo-

Fig. 136. — Cheminée à gaz.

ries par mètre carré et par heure), mais se refroidissent très vite dès qu'ils sont éteints. Lorsque les parois sont portées au rouge il se fait un rayonnement lumineux très fatigant et l'air de la pièce devient insalubre, soit qu'il se fasse une combustion des poussières organiques, soit qu'il y ait diffusion d'oxyde de carbone. Sainte- Claire Deville et Troost pensent en effet que la fonte rougie est perméable à l'oxyde de carbone.

Les poêles en faïence diffèrent des poêles en métal par le peu de conductibilité de leur paroi et par la lenteur beaucoup plus grande avec laquelle réchauffement se produit. Ces appareils donnent beaucoup moins de chaleur que les poêles en fonte, mais ont l'avantage de garder le calorique plus longtemps. C'est pourquoi, dans les

pays vraiment froids, en Allemagne, en Russie, en Suède, on leur donne la préférence. Dans l'Engadine on voit au milieu de toutes les pièces d'une habitation, un meuble en bois de forme rectangulaire, qui va du haut en bas de la pièce : c'est le revêtement extérieur d'un poêle occupant toute la hauteur de la maison et servant à y maintenir une température constante. Les poêles de faïence risquent de se fissurer

Fig. 137 et 137 bis. — Poêle ventilateur de Meidinger.

SOUS l'action du feu et de laisser passer les gaz de combustion dans l'atmosphère de la pièce.

On peut combiner les avantages de l'un et l'autre modèle, en diminuant leurs inconvénients respectifs.

Dans ce but on construit des poêles à double enveloppe. L'enveloppe intérieure, comprenant le foyer et le magasin à combustible, est en métal. L'enveloppe extérieure, légèrement distante de la première, est en faïence ou en céramique. Il y aurait même avantage à garnir l'intérieur du foyer de terre réfractaire. On n'a plus à craindre ainsi de rayonnement lumineux excessif par une paroi chauffée au rouge, ni de souillure de l'air dé la pièce par l'oxyde de carbone; en même temps le dégagement de chaleur serait plus rapide que dans les poêles construits uniquement en faïence.

Les poêles ventilateurs (fîg. 137 et 137 bis) sont étabhs de façon à ce qu'une colonne d'air s'élève dans l'intérieur de l'appareil entre ses deux enveloppes, s'échauffe au contact des parois du foyer et se répande dans l'atmosphère de la pièce par des ouvertures pratiquées à la partie supérieure du poêle; ils présentent les mêmes inconvénients que les cheminées ventilatrices. Quelques-uns de ces poêles empruntent l'air destiné à être chauffé, non plus à l'extérieur, mais à l'atmosphère

CHAUFFAGE

même de la pièce ; ils ne font donc qu'augmenter l'impureté de Tair déjà vicié du local. Les poêles ventilateurs donnent en général un rendement calorique très considérable et utilisent jusqu'à 80 p. 100 de la chaleur produite.

Les poêles à gaz (fig. 138) sont, comme les précédents, des appareils à circulation d'air. Une ranq)e de becs Bunsen brûle dans le socle, mais contrairement à ce qui a lieu pour les poêles ventilateurs ordinaires, les gaz de combustion s'élèvent jusqu'au tuyau de fumée en passant par l'espace périphérique qui sépare les deux parois, tandis que l'air qu'il s'agit d'échauffer monte à travers le manchon central circonscrit par l'enveloppe intérieure. Ces appareils donnent un rendement calorique analogue à celui des cheminées à gaz, mais sont bien inférieurs au point de vue hygiénique, car ils créent dans la partie supérieure de la pièce une atmosphère surchauffée.

Les poêles à combustion lente sont plus connus sous le nom de poêles américains ou de poêles mobiles. Les nombreux décès qu'ils ont produits, les très grands dangers qu'ils font courir à ceux qui les emploient, n'ont pu encore décider le public à y renoncer. Ils sont en effet remarquablement économiques puisqu'ils utilisent jusqu'à 90 p. 100 de la chaleur dégagée ; ils sont d'un maniement très simple et d'une commodité très grande, puisqu'il suffit de renouveler le combustible toutes

les 12 heures et même toutes les 24 heures, et que leur fonctionnement est automatique; ils sont munis de roulettes qui permettent de les déplacer d'une cheminée à l'autre et de chauffer ainsi plusieurs pièces du même appartement.

D'une façon générale ces poêles sont constitués par une double enveloppe métallique ; la partie intérieure, Remplie de coke ou d'anthracite, se charge par une trémie. Le brasier est au-dessous de la colonne de chargement qui descend progressivement et se consume de bas en haut. Pour fermer aussi hermétiquement que possible l'orifice supérieur du poêle par lequel se fait le chargement, on adapte un couvercle mobile très lourd qui s'enfonce dans une couche de sable. On a même cherché à

Fig. 138.

Poôle

perfectionner ce mode de fermeture par une occlusion hydraulique ou des bourrelets d'amiante.

Afin d'obtenir une combustion très lente, on réduit la circulation d'air autant que possible en rétrécissant les orifices d'admission de l'air et du tuyau de fumée. On arrive ainsi à ne faire passer que 4 m^ d'air par kilogramme de coke, alors qu'il faudrait au minimum 9 m^ d'air pour transformer tout le carbone en acide carbonique (Vallin). Il en résulte une surproduction d'oxyde de carbone d'autant plus dangereuse que ces appareils n'assurent qu'un très faible tirage dans les cheminées et que le moindre coup de vent refoule les gaz vers l'habitation. Lorsqu'on déplace çes poêles et qu'on les adapte à une cheminée qui n'est pas encore échauffée, la température de l'air dans celle-ci reste pendant un certain temps inférieure à celle de la chambre où se trouve le poêle. Il s'établit donc un tirage renversé et les gaz de la combustion sont refoulés dans la pièce. Quand la maçonnerie des cheminées est fissurée, les gaz toxiques peuvent pénétrer dans des tuyaux de fumée voisins et se répandre dans des pièces plus ou moins éloignées de celle où brûle le poêle. Il se produit ainsi des asphyxies à distance, dont il est souvent impossible de déterminer l'origine.

Les poêles à combustion lente sont actuellement si répandus que, dans le but de diminuer les accidents qu'ils produisent, le Conseil d'Hygiène de la Seine et l'Académie de médecine ont publié à leur sujet des instructions dont les principales peuvent se résumer de la façon suivante :

On n'installera des poêles à combustion lente ni dans les chambres servant à Thabitation de nuit, ni dans les pièces adjacentes. Ils ne pourront être utihsés dans des locaux où des personnes se tiennent durant toute la journée, que si la ventilation y est largement assurée par des orifices constamment et directement ouverts à l'air libre. Il y aurait une grand sécurité à ne pas déplacer ces poêles d'une cheminée à l'autre.

Il faut que la cheminée à laquelle on adapte un de ces poêles ait un tirage suffisant; on s'en assure en y brûlant du papier enflammé. Si l'ouverture momentanée d'une communication avec l'extérieur ne donne pas au tirage l'activité nécessaire, on fera directement un peu de feu dans la cheminée avant d'abandonner le poêle à luimême; on tiendra d'ailleurs le poêle un certain temps en grande marche. Jamais on ne fermera complètement la clef placée sur le tuyau de fumée. Pour pouvoir surveiller s'il ne se fait pas de refoulement de gaz à l'intérieur de la pièce, il est utile que les cheminées ou tuyaux qui desservent le poêle soient munis d'appareils indiquant que le tirage s'effectue dans le sens normal. Les orifices de chargement doivent être clos d'une façon hermétique et on ventilera largement le local chaque fois qu'on aura procédé à un chargement de combustible.

Ces recommandations ne suffisent pas à écarter tout danger d'intoxication. Pour satisfaire aux exigences de l'hygiène il reste à construire un appareil aussi économique et aussi maniable, mais inoffensif.

Il convient de rappeler ici que, sous peine de provoquer immanquablement des accidents aigus ou chroniques d'asphyxie, on ne doit jamais tenter de chauffer une pièce avec un petit poêle à gaz mobile, non muni de tuyau de fumée. On détermine ainsi dans le local une accumulation tout à fait nuisible d'acide carbonique et probablement aussi d'oxyde de carbone. Quelques appareils de chauffage au pétrole ou à l'alcool récemment construits (poêles. ou tables chauffantes) qui ne comportent pas

CHAUFFAGE

de conduite de dégagement pour les gaz de combustion, présentent le même vice rédhibitoire.

Le chauffage électrique, déjà assez répandu en Angleterre, en Amérique et en Allemagne, commence à être appliqué en France ^

Les surfaces de chauffe électrique sont construites d'ajjrès le principe suivant. Dans un circuit électrique

il se fait un dégagement de chaleur proportionnel à la diminution de tension que subit le courant à travers le circuit. Si dans un circuit métallique on diminue le diamètre du fil sur une certaine longueur, cette portion amincie devient incandescente. Pour empêcher ce fil incandescent de brûler, il suffit de le mettre à fabri de l'air en Fenrobant dans un émail d'une composition spéciale.

Les fils dont on se sert sont en ferro- nickel ; on les applique sur des surfaces de chauffe en fonte prenant les formes les plus varia-

Fig. 139. — Un élément de chauffage électrique (face et profil).

Fig. 140. — Poêle électrique.

bles. Lorsqu'on fait passer le courant dans le fil, celui-ci s'échauffejet transmet sa chaleur à la plaque de fonte. Pour le chauffage des appartements on construit surtout des plaques murales (fig. 139) ou des poêles électriques (fig. 140).

Ce mode de chauffage présente, au point de vue de l'hygiène, l'avantage de ne donner ni cendres, ni poussières, ni fumée, ni gaz de combustion. Les poêles électriques peuvent être transportés sans inconvénient en n'importe quel point de l'habitation.

Chauffage central. — Dans le chauffage central le foyer reste éloigné des pièces à chauffer. Le transport du calorique s'effectue par l'intermédiaire d'un gaz (air ou vapeur d'eau) ou d'un hquide (eau) dont on a considérablement élevé la température. L'air chauffé est introduit directement dans les pièces et se mêle à l'atmosphère du local. Au contraire, la vapeur d'eau ou l'eau chaude reste enfermée dans des conduites et transmet son calorique à des surfaces de chauffe rayonnantes disposées dans les pièces.

Le chauffage central entretient une température égale dans toutes les parties de Fhabitation, il réahse une notable économie de combustible et il fonctionne sans répandre dans les pièces ni fumée, ni cendres, ni poussières de combustion.

Nous étudierons successivement le chauffage central par l'air chaud, par l'eau chaude et par la vapeur d'eau.