APPAREILS DE CHAUFFAGE

Dans certaines installations, Fair chaud était conduit aux étages supérieurs au moyen de tuyaux spéciaux. Pline, dans la description de sa maison de campagne, parle d'un appareil de chauffage qui fournissait de Tair chaud par une étroite ouverture qu'on pouvait ouvrir ou fermer à volonté comme nos bouches de chaleur actuelles.

Pendant longtemps, Tâtre au milieu de la pièce et le foyer portatif furent à peu près les seuls appareils de chauffage. Ce n'est qu'au moyen âge qu'on parait avoir repris l'idée d'évacuer la fumée au moyen de conduits montants, placés dans les murs et c'est ce qui donna naissance aux cheminées à feu découvert (*).

Beaucoup plus tard, enfin, on imagina les poêles avec foyers clos pour mieux utiliser la chaleur.

Les autres appareils, tels que les calorifères à air chaud et surtout les systèmes à vapeur et à eau chaude, sont d'invention relativement très moderne.

Les appareils de chauffage actuellement employés peuvent se diviser en six classes :

4* Cheminées d'appartement à feu découvert ;

2" Poêles ;

3"* Calorifères à air chaud ;

4» Appareils à eau chaude ;

5** Appareils à vapeur ;

6*" Appareils mixtes à eau et à vapeur.

Dans les deux premiers modes de chauffage, le foyer est placé dans l'enceinte même à chauffer qui reçoit directement la chaleur. Dans le cas des cheminées à feu découvert, le chauffage est obtenu par le rayonnement du combustible incandescent; les poêles chauffant à la fois par le rayonnement de leurs -parois et par la convection de l'air qui remplit la pièce.

Dans ces deux modes de chauffage, la combustion se faisant

(1) Les Romains se servaient de cheminées pour se débarrasser de la fumée, ainsi que lé prouve le conduit vertical à base évasée que nous avons pu voir au-dessus de la bouche du four de la maison dite du boulanger, à Pompéi.

dans l'enceinte m£me, il n'y a pas de perte dans le transport de la chaleur.

Dans les quatre autres systèmes, le foyer est placé en dehors de l'enceinte à chauffer et la chaleur est transmise à l'aide d'un véhicule, l'air chaud pour les calorifères, l'eau pour le chauffage par circulation d'eau chaude, la vapeur pour le chauffa^^ à vapeur, enfin, la vapeur et l'eau pour le chauffage mixte.

1233. Cheminée de Conisborough. — Jusqu'au moyen âge, le chauffage des lieux habités parait s'être effectué, comme nous venons de le dire, au moyen de brasiers portatifs ou d'uo

Fig. 667. Fig. 66S.

fttre disposé, comme chez les Romains, au milieu de la pièce: les morceaux de bois étaient soutenus par des landiers, ou supports en fer, et la fumée se dégageait dans l'enceinte même pour s'échapper à l'extérieur par des ouvertures percées au plafond.

On a trouvé dans quelques constructions du xii* siècle une

disposition qui peut être considérée comme Torigine de la cheminée d'appartement. Les figures 667-668 représentent une cheminée du château de Gonisborough.

L'âtre est adossé contre la paroi du mur extérieur ; il est surmonté d'un manteau en pierres de taille reposant sur des jambages ornés de colonnettes. La fumée se dégage par un conduit percé obliquement dans le mur. On n'avait évidemment qu'une vague idée du tirage produit par l'action d'une colonne verticale de gaz chauds et on se préoccupait seulement de se débarrasser de la fumée.

Plus tard, on a fait monter les conduits jusqu'au-dessus des toits pour utiliser la force ascensionnelle du courant de gaz chauds. Ces conduits avaient de grandes dimensions et étaient isolés pour chaque cheminée; comme ils faisaient beaucoup de saillie sur les murs, on avait soin de ne pas placer les unes au-dessus des autres les cheminées des divers étages.

Plus tard enfin, on fit ces conduits en forme de rectangles très aplatis afin de pouvoir les adosser les uns contre les autres pour les cheminées superposées comme le montre la figure 668.

Dans les cheminées construites au moyen âge, l'âtre adossé au mur était surmonté d'un large manteau en. maçonnerie ou en charpente sous lequel plusieurs personnes pouvaient trouver place ; des sièges étaient môme disposés pour les recevoir. Ces vastes cheminées au manteau richement décoré contribuaient à l'ornementation des grandes salles monumentales de cette époque.

Les dimensions des tuyaux de fumée étaient en rapport avec celles de la cheminée ; on leur donnait, comme nous l'avons dit, une forme rectangulaire, aplatie; cette forme est mauvaise parce que le courant de gaz chauds n'occupe le plus souvent qu'une partie de la section et qu'il se produit dans Tautre partie un courant en sens inverse qui ramène de la fumée dans la pièce. Cette grande section avait, en outre, l'inconvénient de déterminer l'appel d'un énorme volume d'air qui entrait par les joints des portes et des fenêtres mal closes et se dirigeait vers la cheminée en donnant naissance à des courants

d'air fort incommodes, dont on était obligé de se préserver

plus ou moins bien au moyen de paravents.

La réduction de la hauteur des pièces conduisit naturellement à une réduction dans les dimensions des cheminées d'appartement. On abaissa peu k peu le manteau, on réduisit les sections des conduils de fumée.

Bes ordonnances royales de 171a et de 1713 fixèrent la section minima des conduits de cheminée à 3 pieds (0,975) ['} sur 10 pouces (0,37) afin de laisser au ramoneur un passage suffisant.

Ces ordonnances sont aujourd'hui complètement caduques et les tuyaux des cheminées modernes d'appartement ont des sections bien inférieures à celles qu'elles prescrivaient, ce qui n'a pas d'inconvénients avec les procédés actuels de ramonage.

1834. — A diverses époques, des architectes, des physiciens, préoccupés des nombreux inconvénients des chemioëes sous le rapport des courants d'air, de la faible utilisation du combustible et surtout de la fumée qui se répandait daos les pièces, cherchèrent k yremédier. Rumford surtout lit de la cheminée une étude très ng. 66g. approfondie, et, après de nombreux essais,

en vint à formuler des règles pour la construction des nouvelles cheminées ou la modification des anciennes. Ces règles ont servi de base à la construction des cheminées modernes.

Rumford prescrit d'abord de réduire la profondeur et la lai^ geur de l'âtre et il indique le tracé suivant :

(') Ueiures françaiBeo.

CBEHINËES D'APPARTEMENT. -,6~,

L'âtre ordinaire étant représenté par le rectangle ABCD

(fig. 670}, on mène par les points A et D deux lignes inclinées

à 45" sur les côtés AB, CD, et on les recoupe par une droite

parallèle à AD et égale au tiers de cette

longueur. La ligne brisée ainsi tracée

est la forme du nouvel âtre. On monte

verticalement suivant cette ligne le

contre-cœur et les murs latéraux, puis

on construit en avant le manteau de la

cheminée, de manière à laisser une largeur de 4 pouces (' ) (o, 1 0) à la gorge E

de la cheminée. La partie rétrécic QE

doit avoir 6 pouces (o, i5) au moins de

hauteur et, à son entrée Q est ménagé un évasement. La distance GQ

de la grille au-dessous du manteau est

de i4 à 20 pouces (0,375 & o,5o) suivant

la hauteur du tuyau de fumée. La

grille doit avoir de 6 à 8 pouces (0,1 5

il 0,30) de profondeur et la face GF

ne doit jamais fitre en saillie sur la

face SP du manteau ; si celui-ci avait

une épaisseur insuffisante, il faudrait

construire le contre-cœur en surplomb,

en laissant toujours 4 pouces pour la

largeur de la goi^e de la cheminée. En

ce point, on met une tuile qu'on enlève

pour le ramonage mais qu'il faut toujours replacer avec soin. Rumford recommande de ne pas remplir l'espace

situé derrière cette tuile, ce qui permet,

dit-il, de s'opposer à l'effet des vents.

Les dispositions imaginées par Rumford produisirent une amélioration sensible dans le fonctionnement des cheminées d'appartement.

(M Mesnrea aDglaises.

768 VENTIUTION ET CBAUFFAGE DES LIEUX BABITËS.

1S35. — Lhoraond les compléta par l'addition d'un rideau mobile devant l'ouverture du foyer. En baissant cette sorte de trappe, on force l'air à passer sur le combustible et on augmente l'intensité du tirage de sorte que l'allumage est activé et facilité. Enfin l'emploi, pour les parois latérales, de la faïence plus propre, plus facile à entretenir et en même temps réfléchissant mieux les rayons calorifiques, a con^ titué un dernier perfeclîonnemont.

Les figures 6y i et 672 représentent une cheminée d'appartement telle qu'on Fig. 671. les construit ordinairement

à Paris.

L'âtre est établi en matériaux incombustibles et isolé avec soin, au moyen d'un chevétre, des solives du plancher, quand celles-ci sont en bois. On monte à la lat^eur de la cheminée deux jambages formant saillie sur le mur auquel est adossé le

Fig. 671.

foyer ; ces jambages supportent des linteaux en fer sur lesquels repose un manteau en plâtre qui complète l'ossature de la cheminée. A l'intérieur de cet encadrement on" construit l'âtre proprement dit, en disposant deux petits murs sensiblement parallèles aux jambages pour réduire les dimensions du foyer, et sur l'avant desquels on fixe un cadre en laiton qui porte les plaques du rideau mobile ainsi que leurs contre-poids. Ce cadre

porte aussi des raioures dans lesquelles viennent s'emboiter des panneaux de faïence raccordant obliquement l'ouverture du foyer avec les jambages et le manteau. Au fond du foyer, on scelle une plaque de fonte pour préserver la maçonnerie et on recouvre les jambages, l'avant et le dessus du manteau de plaques de marbre plus ou moins ornées.

Une plaque de marbre est également disposée en avant del'âtre pour isoler le foyer des frises du parquet. Le rideau mobile est ordinairement formé de trois feuilles rectangulaires en tdle glissant l'une devant l'autre et équilibrées par un ou deux contre -poids

(lig. 673). "■ ^ ■

Pour éviter que les cheminées ne fument, au moment de l'allumage, et aussi pour supprimer autant que possible les rentrées gênantes d'air froid par les fissures des portes et des fenêtres, il est indispensable que l'air puisse pénétrer dans les appartements par des conduits débouchant à l'extérieur par des orifices connus sous le nom de ventouses.

Ces conduits sont logés dans l'épaisseur des planchers, entre les lambourdes ; ils sont formés de deux languettes en plâtre recouvertes d'une tuile. Leur section qui devrait être à peu près égale & celle de la cheminée est en général beaucoup trop faible.

Les dimensions de la cheminée et du cadre du foyer varient avec la capacité des pièces chauffées. Pour les très petites pièces, on fait les cheminées de ©"iSo de lai^e et le cadre du rideau est réduit à o°',4o de côté, Le plus souvent on donne aux cheminées de i mètre à i",io de largeur avec cadre de o",5o à o'So ; mais, pour les grandes pièces, on leur donne des dimensions bien supérieures, la laideur du cadre pouvant alors atteindre o",75 et celle de la cheminée 1 ",5o ou même davantage.

On emploie de préférence le bois comme combustible dans les cheminées d'appartement; on place les bûches, sciées

de longueur, sur des chenets en fonte ou en fer, qui supportent le combustible et permettent Faccès plus facile de Fair et Taccumulation des cendres. Le bois produit une flamme vive et claire qui donne, dans un appartement, de la gaité et de la vie. Quand il est arrivé à l'incandescence, son rayonnement est agréable et modéré. Avec nos habitudes et nos goûts, le feu de bois est particulièrement apprécié et ce n'est le plus souvent que par raison d'économie qu'on emploie la houille ou le coke dans les cheminées d'appartement.

La combustion de la houille donne naissance à une flamme rouge sombre, souvent fumeuse, presque toujours accompagnée d'odeurs sulfureuses fort désagréables qui se répandent dans les appartements ; elle donne également lieu à des poussières fuligineuses qui ternissent les meubles et les tentures. Enfin, le rayonnement de la houille incandescente est brutal et souvent même insupportable.

Le coke brûle à peu près sans flamme ; il est, par suite, difficile à allumer et s'éteint facilement. Son rayonnement est encore plus gênant que celui de la houille. Malgré cela, il est préféré par beaucoup de personnes parce qu'il donne peu de fumée.

Pour brûler la houille ou le coke, il faut se servir de grilles que l'on se contente quelquefois de placer dans la cheminée, au milieu de l'âtre, en remplissant les vides latéraux qui peuvent exister par des briques ou simplement par des cendres.

Le plus ordinairement, on emploie des foyers spéciaux qui ?e composent d'une coquille en fonte avec un encadrement qui vient s'adapter exactement dans le cadre de la cheminée. Pour mieux utiliser le rayonnement, la grille en corbeille fait saillie sur ce cadre. La fumée se dégage par une tubulure prise dans le fond de la coquille. Le tout s'enlève pour le ramonage.

Il n'est plus possible, en raison de la saillie de la grille, de se servir pour l'allumage du rideau ordinaire à 3 feuilles généralement employé ; on a recours à un sovf fleur, espèce de coquille en tôle, qu'on accroche à l'avant, de manière à bien emboîter le cadre du foyer et à forcer l'air à passer sur le combustible ; on retire le souffleur quand le tirage est établi.

1236. Ciheminée Amott. — La cheminée du docteur Arnott (fig. 1 65-1 66) comprend une capacité à fond mobile ou boîte à feu pouvant contenir une forte provision de houille. Un piston, mû par un levier, qu'on peut fixer dans diverses positions au moyen d'arrêts successifs, permet de relever le fond de la caisse et d'amener du combustible frais devant la grille verticale de la cheminée au fur et à mesure que la combustion s'avance. Cette cheminée est sensiblement fumivore, mais son mécanisme doit être sujet à dérangement. Cet appareil n'a guère été employé qu'en Angleterre.

1237. Cheminées prussiennes. — On emploie assez fréquemment des cheminées dites prussiennes, constituées par une sorte de caisse en tôle renfermant un foyer dont la partie antérieure est ouverte et munie d'un rideau semblable à celui des cheminées ordinaires. Le tuyau de fumée s'élève verticalement dans la pièce, fait un coude d'équeri'e et se raccorde avec un conduit de fumée réservé dans la construction. Ces appareils, placés à l'intérieur des pièces, ont l'avantage de chaulTer par leur surface extérieure, en même temps que par le rayonnement du foyer, ils sont de plus très faciles à installer ; mais ils ont l'inconvénient de pouvoir occasionner des incendies, attendu qu'ils sont le plus souvent établis directement sur les planchers dont ils sont isolés par une simple feuille de tôle.

1238. Mesure de la chaleur rayonnée par un foyer. — Soit M la chaleur rayonnée par heure dans un appartement

Fig. 674.

par un foyer découvert ; la formule générale relative au rayonnement est (n** 79)

r coefficient de rayonnement ;

S surface de rayonnement ;

t température de cette surface ;

0 température de Tenceinte.

Exposons au rayonnement du foyer, à une distance D, une

sphère en cuivre, pleine d'eau, de diamètre rf, dont la surface

est recouverte de noir de fumée. Elle recevra par heure une

quantité de chaleur m qui sera très sensiblement à M dans le

TtcP rapport du grand cercle -j- à la demi-sphère de diamètre D,

soit — . On a

Pour avoir M, il suffit de connaître m.

Lorsque la température t de Teau de la sphère se maintient constante, il y a égalité entre la chaleur reçue par le rayonnement du foyer sur une demi-sphère et la chaleur perdue par la sphère tout entière dans Tenceinte

Q étant le coefficient de transmission.

Pour connaître m et par suite M, il suffit de déterminer U. Pour cela, mettons un écran devant le foyer et exposons la sphère au refroidissement dans Tenceinte à la température 6.

Soient : P le poids de Teau et du cuivre et c la chaleur spécifique moyenne de ces deux corps. Pc est la chaleur nécessaire pour élever de i** la température de toute la masse. Dans le temps infiniment petit dz la température s'abaisse de dt el on a :

-Pcdt—r.d^Q{t-H)dz

d'où on déduit

et en intégrant pour un temps quelconque z^ les températures limites étant ti et fj, on a :

Pclog. nep. -î — '-='::d*Qz,

En observant le refroidissement de la sphère pendant quelques minutes, on note les températures successives t^^ t^, t^, et on a pour ces différentes températures les valeurs de Q correspondantes dont on prend la moyenne. On en déduit m et ensuite M.

La chaleur rayonnée n'étant, d'après Péclet, que la moitié au plus de la chaleur totale que peuvent fournir la houille ou le coke bien enflammés et les rayons calorifiques étant pour la moitié au moins envoyés sur les parois et le fond de l'âtre, on voit que la chaleur rayonnée dans l'appartement n'est environ que le quart de celle qui est produite par la combustion.

Comme, dans la période d'allumage, une partie de la surface du combustible n'est pas incandescente, le rayonnement diminue en conséquence et on ne saurait compter en moyenne sur plus de i5 p. loo. Avec le bois qui rayonne moins que la houille et le coke, l'utilisation est encore plus faible.

1239. Conduits de famée, mitres. — Il importe que chaque cheminée d'appartement soit munie d'un tuyau de fumée spécial et distinct montant jusqu'au-dessus des toits. Pour les maisons à plusieurs étages, ces tuyaux se juxtaposent soit contre les murs, soit dans leur épaisseur et, dans ce cas, leur section ne peut être inférieure à 4**"*- H n'est pas toujours possible de monter les tuyaux de fumée suivant une verticale. A Paris (Arrêté du i5 janvier i88i), ils ne doivent jamais former, avec la verticale, un angle de plus de 3o*. Les tuyaux de fumée se terminent à leur partie supérieure par une souche de cheminée, construction évidée, terminée souvent par un couronnement en pierre qui ne peut s'élever à plus de o",6o au-

dessus du faitage. G^est sur ce couronnement que se fixent les mitres au-dessus de chaque tuyau. Ces mitres constituent une espèce d'ajutage conique qui réduit aux deux tiers la section de sortie. Le débit de la cheminée diminue, par suite aussi les pertes de charge résultant de l'écoulement ; la pression motrice totale restant constante, la puissance vive des gaz à la sortie est augmentée, ce qui rend le tirage plus stable.

Les dimensions d'une cheminée et du tuyau de fumée correspondant doivent être en rapport avec celles du local à chauffer.

Voici, d'après le général Morin, les proportions à adopter, d'après la capacité des salles :

Cube des locaux

Section du tuyau

Côté du tuyau

en MX.

de fumée en D.Q.

carré.

Ces dimensions correspondent à une section de tuyau de fumée de 5 à 6 décimètres carrés environ par 100 mètres cubes de capacité.

Les petites cheminées pouvant déterminer Tappel d'un volume d'air de 4oo à 5oo mètres cubes, les grandes de i 000 à iDoo mètres cubes, ces appareils effectuent un renouvellement de 8 à 10 fois par heure le cube de l'enceinte.

Le poids de combustible brûlé par décimètre carré de cheminée varie suivant l'activité de la combustion, pour le bois de o^»,45 à i^»,5o, pour la houille et le coke de o^'^iS à o^,5o.

D'après cela, on peut brûler dans les cheminées d'appartement, suivant leurs dimensions et l'activité de la combustion, do I à 1 0 kilog. de bois et environ le tiers de houille ou de coke.

Dans les maisons de cinq à six étages, comme on les construit à Paris, les tuyaux juxtaposés prennent beaucoup de place et affaiblissent les murs. Quand ils sont logés dans leur épaisseur, ils gênent pour la pose des solives. Il en est de mèmequanJ ils sont adossés et, de plus, ils sont alors encombrants.

CHEMINÉES D^âPPARTEMENT. 775

On a essayé de faire évacuer la fumée des cheminées des divers étages superposés dans un tuyau unique de grande sec* tion et régnant sur toute la hauteur du bâtiment. A chaque étage, la fumée se déverse dans le tuyau où elle se mélange à celle des étages inférieurs. La construction est ainsi simplifiée et l'espace occupé par le tuyau de fumée est notablement moindre que lorsqu'on établit un conduit par cheminée. Cette disposition est contraire aux règlements de police, elle peut donner lieu à des accidents graves d'empoisonnement par l'oxyde de carbone surtout lorsque, parmi les appareils branchés sur le tuyau unitaire, il se trouve des poêles à combustion lente.

Les ordonnances de police de 1875, concernant les incendies,

défendent l'établissement des conduits unitaires de fumée :

* Akt. 8. — Tout conduit de fumée doit, à moins d'autorisation

spéciale, desservir un seul foyer et monter dans toute la hauteur du

bâtiment sans ouverture d'aucune sorte dans tout son parcours.

En conséquence, il est formellement interdit de pratiquer des

ouvertures dans un conduit de fumée traversant un étage, pour y

faire arriver de la fumée, des vapeurs où des gaz, où même de Taîr.

1240. Cheminées perfectionnées. — Quel que soit le combustible employé dans une cheminée, bois, houille, coke, le rendement calorifique est toujours très faible. On n'utilise au chauffage qu'une minime fraction de la chaleur dégagée par le combustible; la plus grande partie est emportée dans le tuyau de fumée par les gaz de la combustion et se perd dans l'atmosphère. La cheminée ordinaire est donc, au point de vue de l'effet utile, un très mauvais appareil de chauffage et son faible rendement calorifique est encore diminué parce qu'elle produit un appel exagéré de l'air extérieur, qui pénètre par les fissures des portes et des fenêtres en occasionnant des courants froids souvent insupportables.

On a cherché de bien des manières à augmenter l'effet utile des cheminées tout en conservant la vue si agréable du feu. JNous allons passer en revue quelques-unes des principales dispositions imaginées dans ce but.

1241. — Pour mieux utiliser le rayonnement, Bronzac a.

TJS VENTILATION ET CHAUrFAGE DES LIEUX HABITÉS.

placé le foyer sur un chariot mobile en fonte, roulant sur des galets (fig. 6^5). Pour l'allumage, on pousse le foyer au fond de Fàtre, afin de pouvoir baisser le rideau ; puis, quand le tirage est établi, on ie ramène dans la pièce.

Cet appareil aeu une certaine vogue.

Il avait évidemment l'inconvénient de laisser dégager, dans le local où il était placé, une partie des gaz de la combustion.

On a également construit des foyers

mobiles munis de tuyaux à joints té-

lescopiques, permettant de tes tirer

Yig ^.j en avant ; mais cette disposition est

abandonnée.

Les recherches des constructeurs ont eu surtout pour but

Tutitisation de la chaleur emportée par la fumée.

1S42. — Dès 1620, l'architecle Savot fit établir dans une cheminée du cabinet des Livres, au L<iuvre.

un appareil construit dans ce but.

Il se composait (fig, 676) d'une caisse en tdie, recourbée à angle droil.

formant le dessous et le fond de l'âtre. Le foyer chauffait les parois de la caisse par rayonnement et par le contact des gaz de la combustion.

L'air pris dans la pièce pt^oétniil à l'avant d<> la caisse, passait sous le foyer, et s'élevait derrière la paroi du fond. Il s'échappait enfin dans la pièce par deux conduits latéraux et deux bouches de chaleur placées près des angles supérieurs de la façade de la cheminée. Cette disposition a servi de point de départ pour la construction de nombreux appareils employés de nos jours.

1S43. — Dans un traité qu'il publia sur les cheminées {La meehanique du feu), Gauger indique une disposition analogue à celle imaginée par Savot. Dans la caisse du fond, il établit des cloisons verticales ou horizontales, afin d'augmenter la durée du contact de l'air avec les parois.

En vue de diminuer l'afflux de l'air par les portes et les fenêtres, il imagina de le faire arriver par un orifice placé en avant du foyer et dont on pouvait régler la section au moyen d'une plaque mobile inclinée. C'était comme une sorte de soufflet qui projetait sur le foyer l'air arrivant de l'extérieur. Ce soufflet permettait, dans une certaine mesure, de faciliter l'allumage et d'empêcher les cheminées de fumer.

1344. Cheminâes de PéOlet. — Péclet a indiqué de-

Fig. 6;:. Fig. 6-,*.

puis bien longtemps un moyen d'utiliser la chaleur des gaz de la combustion.

Dans une première disposition, on place, dans le conduit de

fumée, sur ta hauteur de l'étage, un tuyau métallique communiquant par le bas avec l'atmosphère, et s' ouvrant en haut dans la pièce où se trouve la cheminée. L'air extérieur ^ chauffe dans ce tuyau au contact des parois entourées par les gaz de la combustion, s'élève en produisant un appel et \-ieDl se déverser par la bouche placée près du plafond. Ce tuvau intérieur gène pour le ramonage de la cheminée.

La disposition de la figure 6y6 est analogue à celle qui précède, seulement les gaz de la combustion passent dans le tuyau intérieur et l'air, pris à l'extérieur, circule tout autour pour s'échapper de même dans l'appartement par une bouche placée près du plafond. Avec cette disposition, le ramonage peut se faire comme dans les cheminées ordinaires.

1246. Cheminée Joly. — Dans la cheminée Joly, on dispose, autour du foyer, une coquille en fonte portant des nervures à reslérieur et dont la section intérieure est -un trapèze à angles arrondis. La coquille c<^l installée sur une plaque d'âtre en fonte; SCS trois faces se rapprochent el se raccordent à la partie supérieure en

Rg. fi;»-

formant une sorte de niche dans la paroi de laquelle se trouve réservé un orifice rectangulaire pour le passage de la fumée. Cet orifice peut être fermé au moyen d'un registre qui empêche les refoulements d'air dans la chambre par le tuyau de fumée, lorsque la cheminée n'est pas en service.

Pour augmenter la puissance de l'appareil, on peut placer au-dessus de la coquille un coffre ou tambour métallique.

garni de chicanes intérieures, et formant une surface de chauffe complémentaire (fig. 679). L'appareil est muni d'un registre qui permet de régler le tirage. Les chicanes disposées dans le coffre sont mobiles afin de permettre le ramonage.

L'air neuf affluent est amené par un conduit G de lai^e section établi dans le plancher et débouchant derrière la coquille B.

L'air se chauffe modérément au contact de la surface nervée et du tambour, puis sort par deux bouches latérales I de grande section. Cette disposition parait la plus simple et la plus efficace de toutes celles qui ont pour but de chauffer l'air de ventilation au moyen de cheminées d'appartement.

1246. Cheminée Fondet. — Cette cheminée (fig. 68t) est très répandue à Paris. Elle comprend une caisse B dans

Flg. 68..

laquelle arrive l'air extérieur et qui communique avec une seconde caisse C par une série de petits tubes prismatiques o, 0, disposés en quinconce. On place dans la cheminée l'ensemble du système, en l'inclinant légèrement vers l'avant, de manière à ne laisser entre le cadre du rideau el le tuyau E qu'un passage de 0,07 à 0,08 de largeur pour la fumée.

Les gaz de la combustion se divisent : une partie passe dans

les intervalles des tubes prismatiques et le reste traverse Vespace libre entre le rideau et le tuyau E.

L'air est appelé du dehors dans le conduit AB, s'échauffe en passant dans Tappareil, et, en suivant les tuyaux CD, se rend dans la pièce où il est émis par deux bouches de chaleur DD situées sur les parois latérales de la cheminée. La suie tend à s'accumuler entre les tubes en quinconce et derrière Tappareil, le nettoyage s'effectue au moyen d'une raclette que Ton passe dans les intervalles qui existent entre les tubes.

Certains appareils Fondet présentent à leur base une ouverture maintenue fermée, pendant que la cheminée est en service, par un tampon mastiqué qu'on enlève lorsqu'on veut extraire la suie accumulée derrière l'appareil.

Dans cette cheminée l'utilisation est assez faible ainsi qu'il résulte d'expériences faites par le général Morin et qui ont donné les résultats suivants :

Température de l'air extérieur 22*

— de la pièce chauffée. .*..., 24

— de l'air fourni par la bouche

de chaleur i32*

— de la fumée dans la cheminée. 1 27* Volume d'air écoulé par la cheminée. . . . 835

— introduit par la bouche de

chaleur 19

— par K® de bois 94'

Calories absorbées par la fumée 24387

— apportées l'air chaud 435

me

Avant la pose de l'appareil Fondet, le volume de fumée évacué était de 1 3oo"', la résistance produite par l'appareil a donc

réduit le volume dans le rapport -5 — = 0,642, c'est-à-dire environ aux -5 et déjà de ce fait il résulte une économie.

CBEHINÉES D'APPARTEMENT. -i81

Le volume d'air introduit par la bouche de chaleur est environ o,oaa du volume évacué par la cheminée.

La différence entre l'air évacué et l'air affluent 835 — 20 :^8i5"' est fournie par les fissures des portes et des fenêtres,

La chaleur apportée par l'air affluent & l'Si' est4>^Scal.,

soite:

! de celle emportée par la fumée. Si on

admet que celle-ci était dans les conditions de l'expérience, les o,85 de la chaleur totale dégagée par le combustible, Taccroissement de rendement produit par l'adjonction de l'appa-

reil Fondet aurait été de ■

Divers constructeurs ont apporté quelques modifications à l'appareil Fondet, dans le but d'augmenter les sections de passage de l'air neuf et de faciliter le ramonage de la cheminée.

1247.ChemlnéeDouglas-GkiltOii. — Cette cheminée, dont

le principe fondamental et les proportions générales sont à très peu près ceux indiqués en i833 par Bclmas, capitaine du génie, a été établie dans un grand nombre de casernes et d'hôpitaux militaires d'Angleterre par le capitaine Douglas-

Galton. Elle se compose d'une caisse en fonte avec un foyer à grille pour brûler de la houille ou du coke. Les barreaux n'occupent que i/3 environ du fond du foyer; le reste est plein afin de diminuer l'accès de l'air et la consommation du combustible.

Le foyer estgarni de pièces réfractaires destinées à préserver la fonte et à fournir de la chaleur par rayonnement. Les pièce; du fond du foyer sont isolées de la fooU par un intervalle dans lequel l'air venaal du cendrier circule pour venir déboucher au-dessus du combustible à l'arrière du feu par une fente horizontale. Celle disposition aurait pour but de rendi-e l'appareil fumivore.

La caisse en fonte est munie de nervures qui font saillie dans une chambre disposée à l'arrière et dans laquelle l'air extérieur pénètre pour s'échauffer et se rendre ensuite par un conduit ménagé dans le mur à une bouche de chaleur percée près du plafond. La fumée s'échappe par une lubulure cintrée qui vient s'emboiter dan; le tuyau de cheminée.

La prise d'air passe ordinairement sous le plancher et. d'après M. Douglas-Galton, la section doit être calculée h raison de i pouce carré pour loo pieds cubes, ce qui correspond à o,'"*oi pour 43"',87 de capacité à chauffer. Si le conduit est long, il faut augmenter un peu cette section; s'il esl court on peut la réduire un peu ; le conduit amenant l'air chaud jusqu'à la bouche de chaleur doit avoir !a mCme section.

Pour augmenter la surface de chauffe et l'efiet utile, le général Marin a ménagé tout autour du tuyau de fumée (fig. SSi]. sur la hauteur de l'étage un espace libre pour la circulation

Kig. 683.

de l'air qui, après s'être échauffé derrière le foyer, absorbe encore de la chaleur au contact du tuyau et vient sortir dans la pièce par une bouche de chaleur ouverte près du plafond.

1248. Cheminées à gaz. — On fait aussi des cheminées chauffées au moyen du gaz. Malgré le prix élevé de ce combustible, son usage est si commode dans certains cas que le nombre de ces appareils augmente tous les jours.

On faisait d'abord arriver le gaz par de petits orifices au con-

Fig. 684.

tact de corps incombustibles, tels que l'amiante, placés sur des bûches en fonte disposées dans l'âtre d'une cheminée ordinaire de manière à figurer à peu près le feu du bois. L'amiante et la fonte fortement chauffés envoient dans la pièce de la chaleur rayonnante que la flamme seule du gaz ne saurait produire. Une autre disposition (fig. 684) imaginée récemment par M. Jacquet consiste à établir dans une cheminée ordinaire un réflecteur en cuivre poli et très brillant. Le gaz arrive par un tuyau horizontal, percé d'un grand nombre de petits orifices dis-

posés latéralement, et brûle sous forme de petits jets horizontaux, en chauffant des plaques de tôles placées au-dessus. Le réflecteur renvoie dans la pièce une assez grande quantité de chaleur.

Une consommation de 5ooà 700 litres de gaz par heure suffit pour chauffer une pièce de 60 mètres cubes environ.

Observations sur les cheminées a feu découvert.

1S49. — Les cheminées à feu découvert constituent pour nos appartements le mode de chauffage le plus employé. Avec nos usages, nos habitudes, nos goûts, une pièce sans cheminée est fort dépréciée.

Pour beaucoup de personnes, la vue du feu est une nécessité. Il n'est pas douteux, du reste, qu^indépendamment de Tanimation et de la vie que donne la vue d'un foyer flambant, les rayons lumineux qu'il envoie produisent sur le corps une action physiologique bien différente de celle des rayons obscurs des poêles. C'est comme, à un moindre degré, le même effet que celui des rayons solaires. Un grand avantage du chauffage par radiation, c'est qu'on n'est pas obligé de porter l'air à une température élevée et que la respiration reste facile. Nous avons vu que souvent on dispose dans les cheminées des appareils permettant de chauffer l'air avant son introduction dans les appartements.

Cet air est émis par des bouches d'air chaud, généralement placées sur les côtés de la cheminée. Ces bouches doivent pouvoir être fermées pour empêcher l'accès de l'air froid dans la pièce quand la cheminée n'est pas allumée.

A côté de ses avantages, la cheminée présente de nombreux inconvénients :

Tout d'abord, elle produit un appel d'air excessif, qui se manifeste par des courants insupportables pénétrant par les fissures des portes et des fenêtres.

Son fonctionnement manque de stabilité et de régularité. Lorsqu'on charge le feu le rayonnement et par suite la chaleur

transmise sont presque nuls. Ce n'est que peu à peu, que Tincandescence se produit à la surface et que le rayonnement augmente.

Quand le combustible est bien enflammé, le rayonnement peut être si ardent qu'il faut s'en préserver au moyen d'écrans. Les différentes parties de la pièce sont très irrégulièrement chauffées suivant leur distance au foyer. Il est vrai que ce dernier inconvénient ne serait grave que si les occupants étaient obligés de rester à leur place comme dans une salle d'école, par exemple, mais bien souvent chacun peut, au contraire, se déplacer à son gré et choisir la distance du foyer qui lui convient le mieux.

1250. Dangers d'incendie. — Les feux de cheminée sont assez fréquents ; ils résultent de l'inflammation de la suie qui tapisse les parois des tuyaux de fumée mal ramonés ; cette suie prend feu au contact des flammes du foyer et la combustion s'étend de proche en proche sur toute la hauteur de la cheminée. Il se produit au sommet une gerbe de flammes et d'étincelles. Les tuyaux de fumée en tôle sont plus particulièrement exposés à cet accident, parce qu'il s'y dépose une couche mince et polie de matière combustible, qu'on n'enlève pas par un ramonage ordinaire, et qui, sous l'action de la chaleur, s'exfolie et prend feu. Les feux de cheminées ne sont généralement pas dangereux quand les tuyaux sont solidement construits, mais, s'il y a des crevasses, la flamme peut se communiquer dans l'intérieur des appartements traversés par le tuyau et déterminer un incendie.

A Paris, une ordonnance du préfet de police du i5 septembre 1875 impose de laisser entre le parement intérieur des tuyaux de fumée et tout bois de charpente, un espace de 0.16 au moins.

Pour éteindre les feux de cheminée, il suffit ordinairement de fermer le plus hermétiquement possible l'ouverture du foyer, pour empêcher l'accès de l'air. Pour cela, on baisse le rideau, et on tamponne, avec des linges mouillés les Assures qui existent entre ce rideau et le cadre de la cheminée.

Une autre cause d'incendie résulte de ce que le combustible Sek. II. — 50

placé dans le foyer peut rouler sur le parquet, ou de ce que des étincelles peuvent tomber sur les meubles voisins ; les gardefeux, les pare- étincelles ne suffisent pas toujours pour préserver des accidents.

Enfin, les foyers de cheminées sont trop souvent la cause de brûlures graves pour les femmes et les enfants, lorsqu'ils viennent à s'approcher imprudemment avec des vêtements légers el inflammables.

La manipulation du combustible, les ramonages répandent dans Tappartement des poussières noires, qui ternissent les meubles et les tentures. C'est une conséquence forcée de la combustion à feu découvert.

1251. Cheminées qui fument. — Les cheminées à feu découvert ont le grave inconvénient de donner souvent lieu à des dégagements de fumée dans les appartements, surtout au moment de Tallumage. Les cheminées peuvent fumer pour plusieurs raisons.

La principale et presque la seule, c'est lïnsuffisance des orifices d'admission de Tair extérieur. Trop souvent, on ne ménage aucune ouverture spéciale pour l'amenée de Tair, qui ne peut alors s'introduire que par les fissures des portes et des fenêtres. Quand les joints sont bien ajustés ou munis de bourrelets, Tair extérieur ne peut s'introduire qu'avec difficulté et en quantité insuffisante pour alimenter la combustion.

Dans ces conditions, si le tuyau de fumée est de forme aplatie et d'une section trop considérable, il s'y établira un double courant, ascendant d'un côté pour les gaz de la combustion, descendant de l'autre pour l'air extérieur qui vient alimenter le foyer. Au contact de ces deux courants, il se produit nécessairement des remous et des tourbillons, qui ont pour effet de faire refluer la fumée dans lu nièce.

Si le tuyau est trop étroit pour que ces doubles courants puissent s'établir, il donnera issue à un volume de gaz correspondant au volume d'air qui a pu s'introduire par les fissures des portes et des fenêtres. Le reste des gaz dégagés par la combustion se répandra nécessairement dans la pièce.

Cet effet se constate surtout au moment de l'allumage ; tant que le tuyau de fumée n'est pas chaud, le tirage ne peut s'établir, et il n'y a pas, dans la salle à chauffer, une dépression suffisante pour y appeler, par les fissures, la quantité d'air nécessaire à la combustion. La fumée se répand donc dans cette salle en proportion plus ou moins grande. En entr'ouvrant une fenêtre, l'air peut pénétrer librement dans la pièce, le dégagement de fumée cesse et le tirage s'établit beaucoup plus facilement ; quand le feu est bien allumé, on peut généralement refermer la fenêtre sans que la fumée se dégage de nouveau. Mais l'ouverture d'une fenêtre, surtout dans les temps froids, n'est pas sans inconvénients.

La première condition pour qu'une cheminée fonctionne régulièrement, c'est qu'elle soit convenablement alimentée d'air, et il faut, pour cela, établir avec l'extérieur des communications de section suffisante. Dans les conditions ordinaires, on peut prendre pour la section des conduits d'air neuf de 5 à 6 décimètres carrés pour loo mètres cubes de capacité. Mais ces larges conduits sont, le plus souvent, assez difficiles à loger dans les planchers, et on se contente presque toujours d'une section beaucoup moindre.

Si l'air est renouvelé à raison de n fois par heure dans un local de capacité A, on a la relation

nk

36oo

V = vitesse de l'air par seconde, o) r= section du conduit.

Si on prend, comme cela a lieu trop souvent

U):=zO,0002A.

c'est-à-dire si on donne aux conduits d'amenée d'air une section de 2 décimètres carrés par loo mètres cubes de capacité, on

aura

Comme Tappel par la cheminée permet de renouveler, par heure, 5 fois au moins le cube de la pièce, on voit que si tout Tair passait par le conduit ménagé dans ce but, il faudrait qu il fût animé d'une vitesse de 7 mètres environ, ce qui est irréalisable. Aussi, dans la plupart des cas, les ventouses ne suffisent pas pour alimenter les cheminées qu'elles desservent ; le complément est fourni par les fissures des portes et des fenêtres.

1252. Insuffisance de tirage. — La fumée se produit avec d'autant plus de facilité que le tirage est plus faible. Celui-ci peut alors être facilement influencé, et même arrêté par l'ouverture ou la fermeture des portes, ou par d'autres circonstances analogues.

L'énergie du tirage croît, comme on le sait : i* avec Texcès de la température des gaz chauds circulant dans la cheminée, sur celle de l'air extérieur ; 2* avec la hauteur de la cheminée. Les résistances dues aux frottements, aux changements de direction diminuent le tirage de la cheminée.

Pour accroître autant que possible la température dans le tuyau de fumée, il faut éviter une ventilation exagérée. Ainsi que nous l'avons dit précédemment, on réduit la section d'entrée du foyer en baissant le registre de la cheminée.

Le tirage augmentant avec la hauteur des tuyaux de fumée, les cheminées des étages supérieurs tirent moins bien que celles des étages inférieurs, et sont plus facilement influencées par les actions atmosphériques. Assez souvent, on prolonge les conduits de fumée au-dessus des toits par un tuyau en tôle. On augmente ainsi la hauteur de la colonne chaude et, par suite, l'activité du tirage.

Si on compare deux cheminées de même section (0,20 x 0,20), l'une de aS mètres de hauteur, l'autre de 10 mètres, on trouve que, pour produire la même vitesse dans chacune d'elles, lesexcès de température (T--6), (T'— 6), doivent être tels que l'on ait l'égalité suivante :