CHAPITRE V

Chauffage et assainissement des églises.

2742. Les églises sont malsaines par l'humidité qui y règne habituellement, et par l'absence d'une température convenable ; rarement elles le sont par défaut de ventilation (1), parce que les nefs, en général très-élevées renferment un volume d'air très-supérieur à celui qui est nécessaire pendant la durée des cérémonies, et qu'il y a presque toujours un renouvellement d'air assez considérable par les portes et les fissures des vitraux. L'humidité des églises est d'ailleurs une des causes les plus influentes de la détérioration des objets d'art qu'on y remarque. Ainsi, sous tous les rapports, il est important de chauffer et d'assainir les églises. 'En Angleterre, un grand nombre de chapelles sont chauffées et ventilées. En France, à Paris du moins, beaucoup d'égUses sont chauffées et ventilées, mais seulement depuis quelques années. Je rapporterai d'abord les documents que j'ai pu recueilHr sur le chauffage de quelques égUses.

Église de la Madeleine.

2743. L'égHse de la Madeleine est chauffée et ventilée par un appareil à eau chaude construit par M. Duvoir-Leblanc. Voici la des-

(1) Je dis rarement et non jamais, car, dans les grandes solennités qui attirent un "rand concours de monde, et pendant lesquelles les lumières sont nombreuses, la ventilation naturelle peut être insuffisante; j'en citerai un exemple. Lors de la cérémonie funèbre du duc d'Orléans, à. l'église Notre-Dame, plus de 6000 personnes y étaient réunies, l'église y était éclairée par un grand nombre de cierges et de bougies, les fenêtres étaient fermées par des décorations, et la ventilation n'avait lieu que par de doubles courants d'air qui traversaient la porte centrale d'entrée qui est peu élevée; aussi, la chaleur dégagée par la respiration et la combustion fut telle, qu'en peu d'instants la température devint insupportable, les cierges qui entouraient le catafalque se courbaient de manière h faire craindre qu'ils ne missent le feu aux draperies, et dans le chœur où la température était le plus élevée, plusieurs personnes perdirent connaissance; si la cérémonie s'était prolongée, on pouvait craindre les plus graves accidents. On ne comprend pas comment cette conséquence inévitable de la réunion d'un si grand nombre de personnes et d'appareils d'éclairage n'avait pas été prévue par les architectes chargés de la décoration de l'église.

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criplmn qu'il iiren a doniu'e liii-inême sur los lioux. La cliaudirio ost phu'i'c à l'cxlréiuité d'uu grand caveau qui ivync dans toute la longueur du hàliinent. Un canal rampant d'une grande section, comrnuni(jue avec l'église par des espèces de ])uits cyliudri([ues, fermés au niveau du sol par des plaques de l'onlc à jour. Des poêles en fonte à double enveloppe sont logés dans ces puits ; le dernier sert de vase d'expansion. Les tuyaux d'ascension et de retour d'eau sont placés dans le canal rampant. Ce dernier est divisé en plusieurs parties égales; chacune contient un poêle et communique avec l'extérieur. Deux canaux parallèles à celui dans lequel s'effectue la circulation de l'eau, et sur lesquels sont percées des bouches d'asj)iration distribuées sur deux rangées près des murailles, conduisent l'air refroidi dans le cendrier du foyer de la chaudière. Le chauffage a lieu sous une pression limitée à 2 atmosphères par une soupape de sûreté. M. Duvoir- Leblanc s'est engagé à maintenir une température de 12°, o dans l'église et de 18° dans quelques pièces souterraines, moyennant une somme de 15 francs par jour de chauffage y compris le salaire du chauffeur. Sous le rapport de la température à maintenir dans l'église, les conditions du marché paraissent être remplies : je m'en suis assuré lors de la visite que j'y ai faite, et j'ai constaté ce fait important que la température était sensiblement la même dans toutes les parties de l'église, et que dans les tribunes élevées la température dépasse à peine de 1 degré celle du niveau du sol.

2744. Le constructeur a prétendu et quelques personnes ont paru admettre que la ventilation était de 4000 mètres cubes par heure de jour et de moitié par heure de nuit, soit de 72,000 mètres cubes par vingt-quatre heures. Il est difficile d'accepter ces chiffres ; car en supposant que le foyer appelle 20 mètres cubes d'air par kilogramme de houille, pour appeler 72000 mètres cubes d'air par jour, il faudrait brûler dans le môme temps 3600 kilogrammes de houille qui à 5 francs les 100 kilogrammes valent 180 francs, et on donne seulement 15 francs pour le chauffage et la ventilation. Le volume d'air appelé ne peut pas être beaucoup plus grand, car il faut que le foyer ait une température suffisante pour la combustion ; mais, quel que soit ce volume, il faut que le chauffage de l'eau ait lieu; en supposant l'eau à 100% l'air devrait s'échapper à une température supérieure ; en la supposant seulement la même, le poids de l'air appelé étant de 72000.1,3 = 93600^ la chaleur qu'il emporterait serait de 93000.100.0,21 = 224G400etla quantité de houille correspondante serait de 2240 iOO : 8000 =. 280 kilogrammes qui à a francs

les 100 kilogrammes fonUi francs. Il ne resterait que 1 franc pour lechauffage de l'eau et le salaire du chauffeur. 11 est prohahle que le chauffage a lieu par la circulation du môme air autour des poêles à eau chaude, et que la ventiialion est celle qui se fait naturellement par les portes et les fissures des fenêtres, excepté à peu près 3 à 4000 mètres cuhes par jour qui sont appelés par le foyer.

K^lîse ^aîiit-Roeli.

2745. Les appareils de chauffage de l'église Saint-Roch ont été construits par M. Grouvelle pendant l'hiver de 1845 à 184G. Par suite de causes que nous verrons plus loin, l'appareil ne produisit qu'un effet insuffisant pendant les deux hivers suivants. En 1848 , MM. Léonce Thomas et Gentilhomme, ingénieurs, furent nommés experts avec M. Gaulthier de Clauhry pour examiner l'état des choses, et M. Pottier, ingénieur, fut chargé de suivre les expériences qui ont duré soixante-quatre jours consécutifs.

Les détails que je vais donner ont été extraits d'un mémoire publié par M. Pottier dans les Comptes rendus des travaux de la Société des ingénieurs civils. J'y ajouterai quelques calculs.

2746. Disposition et dimensions du bâtiment. — L'église Saint- Roch est un bâtiment de 110 à 115 mètres de longueur sur 28 mètres de largeur, et de 15 à 18 mètres de hauteur moyenne ; sa superficie est d'environ 3100 à 3200 mètres carrés. Les murailles exposées au refroidissement extérieur ont une surface de 3500 mètres et une épaisseur moyenne de 0™,50. La surface des vitraux est de 860 mètres carrés. Les murs et piliers intérieurs présentent un volume de 1800 mètres cubes. L'église contient environ 3500 places assises, et réunit, les dimanches ordinaires, de 2000 à 4000 personnes, les fêtes ordinaires, de 4000 à 6000, et les grandes fêtes, de 6000 à 8000.

L'ensemble du vaisseau se divise en trois parties distinctes. La première et la plus grande a 28 mètres de largeur et 68 mètres de longueur; elle comprend la nef principale, les bas côtés, le chœur et les chapelles latérales ; la hauteur de la voûte est de 17 à 18 mètres. La seconde partie est formée de la chapelle de la Vierge, chapelle circulaire d'environ 30 mètres de diamètre, y compris les bas côtés, et surmontée d'un dôme d'environ 25 mètres d'élévation. Enfin, dans la partie la plus reculée de l'église, se trouve le calvaire, partie basse, froide, humide, dont les voûtes principales nont que

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5 inèires d'élévation, et dont les vitraux étaient, à cette époque, dans lo plus déplorable clat. Celte partie de rédifice a depuis été l'objet d'une réparaliou ((Uisidérahle.

2747. Causes de refroidissement. — Indépendamment des causes ordinaires de ivlroidisseuiont par les nuu'ailles et les vitres, il y en a une anormale provenant de la lermcture incomplète ou nulle d'un très-grand nombre d'orifices. L'église renferme soixante-quatre fenêtres présentant une surface totale de 860 mètres carrés ; toutes ces fenêtres sont en mauvais état, et les plaques de verre, réunies par des lamelles de plomb, laissent à cbaque joint un intervalle dont la largeur varie de i à 4 millimètres ; en outre, chaque fenêtre porte deux panneaux mobiles à chainières, qui offrent par fenêtre un périmètre de u à 6 mètres, présentant une ouverture permanente qui, en certains points, a S à 6 centimètres de largeur. Enfin, la voûte est percée de quatre-vingt-sept trous destinés à livrer passage aux cordes qui supportent les lustres, ayant en moyenne 0'",07 de diamètre, et placés à la hauteur de 18 mètres; l'air qui s'en échappe a une vitesse suffisante pour éteindre une bougie. Le relevé minutieux de toutes ces ouvertures a donné pour résultat total une surface de 14°"', lo à une hauteur moyenne de 11"", 20.

Il y a, en outre, six portes donnant à l'extérieur, et un certain nombre de petites portes s'ouvrant sur la sacristie, sur les tribunes, etc.

2748. Système de chauffafje. — Le système employé par M. Grouvelle consiste en une circulation d'eau chaude à basse pression, dans des caniveaux placés au-dessous du sol, dans lesquels l'air extérieur est appelé, et d'où il sort, après s'être chauffé, par un certain nombre d'orifices placés à la surface du sol.

Dans un caveau circulaire, qui règne sous le pourtour de la chapelle de la Vierge, est placée une chaudière ayant la forme des générateurs à vapeur à deux bouilleurs, d'une puissance de 12 chevaux environ. Un tuyau de fonte, de 0'",14 de diamètre, dont les différentes parties sont réunies par des joints à boulon, et d'un développement de 168 mètres, part du sommet de la chaudière et passe sous le bas côté droit de l'église, en s'élevant par une pente d'environ O^jOS par mètre; son point culminant est sous l'orgue; il revient par le côté gauche de l'église en suivant la même pente, et finit par aboutir à l'un des bouilleurs de la chaudière. Un petit tuyau additionnel, placé après coup, circule en sens contraire du tuyau principal, parallèlement au tuyau de retour, et finit par déboucher dans ce tuyau à son point culminant, c'est-à-dire sous l'orgue. Une Péclet. m. 24

circonstance imprévue a nécessité raddition de ce tuyau ; les plans fournis parla ville indiquaient, sous les bas côtés de l'église, une série de caveaux qui n'existent pas, et le refroidissement subi par rappareil circulant dans la terre, au lieu d'être isolé dans des carneaux, a forcé d'augmenter la surface de cbauffe.

Tous ces tuyaux sont placés dans un canal dont les parties verticales sont formées de deux murailles en briques, laissant entre elles un certain espace libre, afin de diminuer la perte de cbaleur; il est fermé inférieurement par des plancbes et communique avec les ouvertures pratiquées dans le sol de l'église, par lesquelles l'air cbaud doit s'écouler ; après chacune de ces ouvertures i! est fermé par une cloison en bois transversale, et immédiatement après se trouve une ouverture, dans la surface inférieure, pour admettre l'air extérieur qui, par cette disposition, estchaulfé par toute la longueur du tuyau comprise entre deux orifices voisins de dégagement d'air

chaud.

Un système analogue, mais de plus petite dimension, part de l'autre extrémité de la chaudière et circule au-dessous de la chapelle de la Yierge et du calvaire; le tuyau n'a que 0™,12 de diamètre et 86 mètres de longueur.

Des valves, placées sur les tuyaux de départ et d'arrivée, permettent de modifier ou même de supprimer complètement la circulation dans chacune des grandes artères. Sous le pourtour de l'artère principale, quatre renflements de 3 mètres de longueur et de 0'",35 de diamètre augmentent encore la surface de chaufl'e. Quatre autres renflements, en forme de poêles de difi'érents diamètres, sont placés à l'orifice des bouches principales, et de petits embranchements sans retour favorisent le tirage des bouches qui ne sont pas placées directement sur le parcours.

Pour augmenter l'effet utile du combustible, le tuyau à fumée en tôle, de 0'",35 de diamètre, sert à chauffer l'air sur un parcours de 7 mètres. Cet air alimente une bouche isolée de la chapelle de la

Yierge.

Yoici maintenant les principales dimensions de l'appareil. Surface de chauffe dç la chaudière, y compris les bouilleurs, t5'"',40; surface de la grille, O^SSO ; surface de refroidissement de la circulation, 164"'%8o; volume de l'eau qui s'échauffe, 3'^%008 ; volume deau qui se refroidit, 4"'^,2i8 ; volume total de l'eau de l'appareil, 7"%226 ; température de l'eau dans la chaudière, 120 degrés; à l'extrémité du tuyau de retour, 102 degrés; température moyenne de l'eau en

CIIAPITUt: V. — CIIMKFAliE ET ASSAIN'ISSEML.NT IiES ÉGLISES. 371

circiilalioli. III (k'giv> ; diirértMice iii;i\iiiHiiii du niveau, ."i à ï mètres. L'air eiiaïul est versé dans l'église par vingt-deux bouclies lerniées par des i^iilies; vingt et une ont une surface lihicde ()""', llio, et la dernière, celle qui est placée au-dessous de l'orgue, G""", 400 : la sonnne de ces surfaces est de 3"'',23o.

2749. Méthode d'expérimentation suivie par MM. les experts. — Chaque matin la houille destinée à la consommation du jour était pesée et mise par tas de 200 kilogi'ainmes. Le cliaulléur marquait l'heure de la mise en feu, l'heure de l'extinction et l'heure où il entamait chaque nouveau tas; le reste du dernier tas était pesé avec soin.

Cinq fois par jour ou observait la température de l'intérieur et de l'extérieur. Dans ce but, dix thermomètres préalablement comparés étaient suspendus sous les lustres à 2 mètres au-dessus du sol, la moyenne de ces dix thermomètres donnait la température intéiieure. Deux thermomètres placés, l'un dans une petite cour attenante au fourneau, l'autre sous le portail, indiquaient la lempéi'alure exlérieiue. Deux autres thermomètres étaient suspendus à 2 mètres audessus des bouches de chaleur. Six thermomètres appliqués contre la paroi intérieure des murs latéraux et la face tournée contre Ces nmrs, indiquaient la température de ces parois. Enfin deux thermomètres suspendus sous Lorgne à 8 ou 9 mètres d'élévation, et un troisième suspendu à la naissance de la coupole de la chapelle de la Vierge à t8 ou 20 mètres, servaient à étudier la l'éparlilion de la chaleur à difiérentes hauteurs.

Les résultats de même nature ont été représentés grapliiquement par des courbés.

2750. Résultat des expériences. — Par suite dune économie mal entendue, ou plutôt des conditions du service et de la nature des engagements du constructeur, l'église n'avait été chaufTée jusqu'alors que par intervalles irréguliers, et jamais d'une manière continue. La température intérieure n'avait pu dépasser 0 à 10 degrés et descendait notablement pendant les gelées.

Le 10 novembre, jour où commença l'expertise, la leuipérature extéiieure était de 3 à 4 degrés, et la température intérieure de 9 degrés.

Du 17 au 27 novembre, par un cliautTage non interrompu de jour et de nuit, la température intérieure fut amenée successivement à 18 degi'és.

Du 27 novembre au 6 décembre, la température de l'église a été

maintenue entre 13 et 16 degrés par un cliaufîage intermittent ; et du 6 décembre au 20 janvier à une température de 12 à J3 degrés en faisant varier la durée des chautTages et des intervalles qui les séparaient. Dans ce dernier laps de temps, la température extérieure est restée comprise entre + 5 et + 0 degrés.

2751 . Effet produit par la continuité du chauffage. — M. Léonce Thomas, en examinant la puissance et la disposition de l'appareil, avait pensé dès l'abord (pie les faibles résultats obtenus les années précédentes provenaient uniquement de ce que les murailles n'avaient point été amenées au régime, qu'on parviendrait à les y amener par un chauffage continu jour et nuit pendant un certain temps, et qu'alors une plus haute température serait obtenue d'une manière permanente avec une moindre dépense de combustible. Ces prévisions ont été parfaitement confnmées par l'expérience. Par un chauffage continu de huit jours la température intérieure, comme nous l'avons dit, s'est élevée progressivement jusqu'à 16 degrés; elle dépassa même 18° pendant les offices les plus suivis du dimanche; cette température est insupportable dans un lieu où Ion arrive bien vêtu ; aussi beaucoup de personnes furent obligées de sortir. En outre, comme nous le verrons plus loin, ces résultats ont été obtenus avec une notable économie de combustible ; on en conçoit facilement la raison : quand la grande masse de l'air, les murailles intérieures et extérieures, possèdent la température qui correspond à celle qui doit être maintenue dans l'édifice, il n'y a de pertes de chaleur que par les transmissions régulières, tandis que quand cette condition n'est pas remplie, il y a beaucoup de chaleur absorbée par les murailles et qui se disperse sans utilité.

2752. Chauffage intermittent .— kwi^iioi que le régime est étabh, il n'est plus utile de chauffer d'une manière continue, il suffit de faire fonctionner le foyer quelques heures tous les jours, ou d'attendre que la température intérieure se soit abaissée de 2 ou 3 degrés, et de chaulTer le temps suffisant pour remonter la température au point de départ. Or, il résulte des expériences faites dans les mêmes circonstances de température extérieure, que cette dernière méthode est plus économique, car dans le premier cas, la consommation moyenne par heure de trois expériences a été 41", 02, et dans le second cas seulement de 38^33. Cette différence provient de ce qu'il y a toujours une grande perte de chaleur au commencement de chaque chauffage pour amener le fourneau, les canaux, etc., à leur température maximum. La courbe des températures des bouches de

r.llAl'ITItK V. — C.MAl'Fl'AdK IIT ASSAl.MSSI' MKM IHiS [-(iLISES. M'A

cliaI«Mir le dcmonlii' avec la (leniière évidence ; dans les cliaiidji^'es coiilinus, l'air chaud n'atteint son maximum (pTaprès trois jours. Ainsi le mode de chaulîage le plus économique, indépendamment de quelques dilTicullés de service, consisterait à laisser le vaisseau st^ refroidir de I ou 2 degrés, au-dessous de la moyenne (|u"il convient alors de prendre au-dessous de 15° et à le cliaulTer d'une manière continue de queUpies degrés au-dessus, une variation de quelques degrés dans une église n'odrant pas d'inconvénient.

27o3. Maximum de puissance de l'appareil. — Lorsque la température intérieure restant constante, la température extérieure s'abaisse, la vitesse du refroidissement augmente ; il faut alors un cliautTage plus vif et plus soutenu pour maintenir la température intérieure, et on conçoit facilement que quand l'appareil par un cliaulfage continu sera amené à produire son maximum d'etlet, la tcmpératiu'e intérieure s'abaissera de manière que sa dillerence avec la température extérieure reste constante.

On a eu deux fois l'occasion de constater ainsi le maximum de puissance de l'appareil, le 21 décembre et le 2 janvier, jouis où la température a baissé subitement en une nuit de 8 à 10 degrés pour tomber à — 3 ou à — G degrés. Il fut observé alors que bien que le chauffage fût permanent, la température intérieure s'abaissa brusquement de manière que son excès sur celle de l'air extérieur se maintint à 16 degrés. Ainsi c'est cet elTet qui mesure le maximum de puissance de l'appareil.

Pour une température extérieure de — G degrés, la température intérieure atteindrait donc seulement 10 degrés. Ainsi l'appareil serait juste suffisant pour maintenir dans l'église une température de 12 à 13 degrés, quand l'air extérieur est à — 2° ou — 3". Mais il est important de remarquer qu(; la température que nous recherchons et qui nous plaît l'hiver, n'est que relative, et elle est d'autant moins élevée que l'air est plus froid. Aussi il a été constaté que la température de l'église n'avait jamais paru si élevée que dans les deux circonstances que nous venons de citer, quoiqu'en réalité elle n'eût jamais été aussi faible, parce qu'en y entrant on éprouvait une variation de température de 16 degrés, tandis que la moyenne des dillérences, pendant l'hiver, est moitié moindre.

2734. Réchauffement spontané de téglise. — A partir du 14 janvier, jour où l'on a cessé définitivement It^ feu, la température de léglise a baissé lentement jusqu'à se trouver seulement supéiieure à celle de rextérieure de 4 à 5 degrés. La température extérieure

374 LIVUE XY. — CllALirFAfîE ET VENTILATION DES LIEUX HABITÉS.

s'étant élevée lentement, celle intérieure a suivi le même mouvement; il était faible, mais bien caractérisé et soutenu depuis trois jours, au bout desquels, le temps venant à se refroidir, la température intérieure s'est abaissée de nouveau. On peut se rendre compte de ce phénomène en considérant que la différence des températures des surfaces des murailles est toujours plus petite que celle de l'air intérieur et de l'air extérieur , à cause de la chaleiu" produite à l'intérieur par les personnes qui s'y trouvent, que quand cette dernière dilférence n'est que de 5 degrés, la première est très-petite et qu'un faible récliauffonient de l'air extérieur peut changer le sens de la variation de température dans les murailles.

2755. Extrême lenteur du refroidissement. — En admettant que la température moyenne de l'hiver soit à Paris de S degrés, et que le vaisseau soit maintenu à une température de 12 degrés, la différence est de 7 degrés ; il résulte des expériences que pour cette différence de température la vitesse du refroidissement est si lente qu'il faut interrompre le chauffage pendant cinq à six jours pour obtenir un abaissement de \ degré.

27.^6. Influence de la foule et de V ouverture des portes. — Pendant les cérémonies qui appellent un grand nombre de fidèles, la température monte de 2° à 3° ; mais une demi-heure après l'écoulement de la foule, il ne reste plus de trace de cet échauffement. Cet effet, qui paraît singulier au premier abord, résulte de la quantité très-considérable de chaleur que peuvent absorber les murailles.

On n'a observé aucune influence résultant de l'ouverture des portes, quoique à plusieurs reprises cette ouverture ait été maintenue pendant trois à quatre heures.

2757. Répartition de la chaleur à différentes hauteurs. — Deux thermomètres étaient suspendus sous l'orgue à 8 ou 9 mètres du sol; un troisième était suspendu à la corniche du dôme de la chapelle de la Yierge à 18 ou 20 mètres, comme il a été déjà dit. Ces trois thermomètres consultés de trois à cinq fois par jour, pendant vingt jours, ont indiqué une température supérieure à la moyenne des dix thermomètres placés à 2 mètres du sol de 0'',25 à 0°,75 seulement et jamais [)lus.

Le fait dont il est question, et que j'avais déjà remarqué dans des circonstances analogues, provient de ce que les courants d'air chaud sortant des bouches de chaleur sont à une température peu élevée, d'une petite section, d'une petite vitesse, et qu'alors leur