Cheminée

Une cheminée est un conduit vertical aménagé dans un bâtiment, , pour évacuer les gaz et fumées toxiques d'un feu brûlant dans son intérieur.



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Définitions :

  • Ensemble constitué par l'habillage d'un foyer de combustion pour combustibles solides (bois, charbon... ) et par une évacuation vers un conduit de fumée. Une cheminée d'appartement peut être à foyer ouvert ou fermé. (source : habitatdurable.e-monsite)
Cheminée avec couronnement évitant une noue (Graz, Autriche)
cheminée ornementale d'appartement avec insert
Cheminées dépassant le faîtage des bâtiments à Newcastle-upon-Tyne


Une cheminée (lat. caminus) est un conduit vertical aménagé dans un bâtiment, (un véhicule), pour évacuer les gaz et fumées toxiques d'un feu brûlant dans son intérieur. Ce terme ne sert à désigner fréquemment que la souche, la partie du conduit à fumée dépassant du toit du bâtiment. Ce terme sert à désigner aussi parfois un édifice scindé du reste des constructions, un corps de construction totalement autonome.
On nomme aussi cheminée, l'âtre, la cheminée ornementale d'appartement, c'est-à-dire l'espace aménagé autour du foyer ouvert comportant sur son dessus une hotte et dont le fond porte une plaque de cheminée, nommée aussi "taque" ou "contrecœur".

(Les navires, les locomobiles, les locomotives à vapeur ont des cheminées : la combustion est faite hors du moteur avec du combustible. Pour les véhicules à moteur à combustion interne de carburant, on parle plutôt de tuyau d'échappement, de tuyères. )

Généralités sur les cheminées dans un bâtiment

Les aménagements sont conçus pour utiliser un feu dans un édifice, sans risque majeur d'incendie, pour assurer le chauffage, la cuisine, et d'autres activités (fréquemment professionnelles).

Le combustible brûle dans un foyer ouvert, un insert (foyer fermé), un poêle, une cuisinière, un chauffe-eau, un four, ou une chaudière, en ce qui concerne les habitations et locaux artisanaux.

La nature des matériaux utilisés pour la cheminée dépend du combustible. Dans les immeubles anciens les cheminées sont montées en brique réfractaire. Les conduits à fumées des appareils à gaz actuels requièrent pour résister à l'agressivité des rejets un chemisage, un tubage, si la cheminée n'est pas une structure métallique. Dans les immeubles modernes ces conduits spécifiques se connectent sur des extracteurs en toiture.

Pour les usines, les chaufferies urbaines, les cheminées sont utilisées pour les rejets soumis à réglementation des fumées et gaz produits par les processus industriels. Le niveau de pollution constaté dans les environs les oblige par périodes à utiliser des combustibles différents de ceux en usage généralement.

L'évacuation des fumées et gaz repose sur la différence de densité des gaz chauds comparé à l'air : elle nécessite une ventilation de la pièce et doit au besoin être soutenue par des systèmes techniques (les dimensions de l'ensemble des éléments sont principales et en fait complexes). La cheminée d'appartement pour fonctionner naturellement ne doit pas être positionnée dans un immeuble qui dispose de la V. M. C.

La dépression qui fait l'aspiration dans une cheminée est aussi obtenue, même sans combustion, par le vent entraînant par une sorte d'engrènement un courant d'air dans le tube dont l'orifice est correctement situé. De plus, la toiture suivant sa forme soumise au vent peut faire déflecteur ou réflecteur selon la direction du flux. Il peut se produire alors une détente ou une compression sur le conduit à fumées selon les positions relatives toit et souche de cheminée, ce qui se traduit en aspiration supplémentaire ou en refoulement. En conséquence, les règles D. T. U imposent que l'orifice de la cheminée soit à la hauteur du faîtage pour toit à fortes pentes, le dépasse de 0, 40 m pour toit à faibles pentes, dépasse de 1 m l'acrotère d'un toit terrasse et qu'il n'y ait pas d'obstacle par un corps de bâtiment ou autre qui dépasse la souche dans une distance de 8 m. Une dépression inopportune due à un vent fort peut être maîtrisée avec fentes horizontales ou parfois verticales de la lanterne disposée au sommet qui facilitent un flux plus régulier. Mais l'aspiration peut être aussi augmentée par l'effet Venturi donné par l'embout posé sur la souche.

Une précaution d'indépendance du conduit non tubé qui doit être jointif mais non dépendant de la structure doit être prise avec la liaison au bâti par des viroles pour éviter les effets de fissuration de l'immeuble par la dilatation différentielle verticale au cours du chauffage de la chaufferie. Les conduits à fumée sont fabriqués pour les constructions basses avec des boisseaux, portions empilable de tube rectangulaire en céramique ou en béton.

La fumée dépose de la suie dans le conduit. Le conduit doit par conséquent avoir pour l'éviter une surface intérieure la plus lisse envisageable et la plus verticale envisageable. Le dévoiement du conduit se fait par conséquent avec un angle dont la valeur maximum dépend de la hauteur totale du conduit à fumée. Une cheminée doit être ramonée aussi fréquemment que indispensable pour éviter une diminution du tirage ou les feux de cheminée. Les attestations annuelles de ramonage peuvent être exigées par les compagnies d'assurance en cas de sinistre.

En matière d'efficacité énergétique[1], les cheminées domestiques peuvent être équipées de divers dispositifs de récupération de chaleur chauffant de l'air ou de l'eau qui est ensuite répartie dans les pièces par des gaines puis des bouches d'air ou par des radiateurs.

La mitoyenneté des bâtiments de hauteur différente aboutit à des règles de propriété et d'accès concernant les conduits de cheminée qui s'appuient de droit sur le mur voisin qui dépassent le faîte du toit de l'édifice ayant une cheminée.

Les artisans dont la compétence est la construction et restauration des cheminées sont nommés les âtriers ou maîtres-âtriers.

Histoire

Depuis que les hommes ont maîtrisé le feu, ils se sont naturellement réunis autour de petits foyers, en plein air ou dans des grottes.

Puis leurs habitations furent construites avec une disposition des cheminées qui tient compte de la structure du bâtiment. Elles sont fréquemment sur les pignons ou les murs de refend préservant la bâtisse du feu, avec une souche dépassant du toit, une disposition tenant compte des vents dominants pour ne pas refouler la fumée. Suivant le dispositif constructif lié au pays il est fait une mise en dispositif des conduits à fumée depuis le foyer : les conduits sont scindés ou se rejoignent avec une sorte de siphon à un conduit commun. Les cheminées sont positionnées dans une organisation étudiée des pièces comme le montre le logis seigneurial.

Image d'Épinal représentant Cendrillon privée des réjouissances de ses sœurs.

La cheminée était au cœur de la vie respectant les traditions un lieu de convivialité : cuisine à l'âtre, chauffage. La cheminée est la base du fumoir qui permit de conserver les aliments. La salle de la maison rurale était dite «chambre à feu», les notaires y commençaient leurs inventaires. Les premiers recensements de population sont effectués dans les paroisses par le clergé qui dénombre les feux (les demeures) qui sont les foyers familiaux et un feu correspond à une moyenne de dix personnes. On dénombra ainsi par exemple 1500 feux à Troyes au XIIIe siècle.

Dans les régions tempérées, la brièveté des jours et les rigueurs de l'hiver faisaient se réunir les communautés villageoises à l'occasion de "veillées", soirées autour d'un feu de bois chez certains des habitants. Ces moments de la sociabilité ont été retranscrits par la littérature traditionaliste car ces moments forts permettaient l'échange de nouvelles, l'évocation de contes pendant s'effectuaient des travaux de bricolage ou des travaux d'aiguille, avec une poêlée de châtaignes grillées mangées dans certaines régions. Et en ce qui concerne la légende du Père Noël descendant dans la cheminée, un aspect économique et fortement commercial s'est ajouté à l'aspect social pour sa résurrection au XXe siècle.

En France, les premières cheminées attestées archéologiquement apparaissent à la période gallo-romaine (domus des Bouquets à Périgueux (24- visibles actuellement dans le musée de site), atelier de potier à la Boissière-École (78), Chartres (28) ) et non à la période médiévale comme on l'a longtemps cru.

En France au XVIIIe siècle, la cheminée se généralise comme un élément de luxe (le Château de Chambord en possède 365). En 1783, des subdélégués font remarquer lors d'enquêtes sur la consommation du bois que les habitants aisés des villes ne se contentent plus d'une cheminée unique dans leur logement mais en utilisent dans plusieurs appartements (partie d'étage ou étages complets attribués à une personne, à un type de séjour dans un immeuble), augmentant d'autant les besoins en bois de chauffage, ce qui contribuait à la déforestation, suscitant le problème dans la construction de se procurer des pièces massives de charpente.

Puis au XIXe siècle s'étendit (depuis l'Angleterre) l'usage du charbon de terre, la houille, à la place du bois comme combustible. Cela fit passer l'équipement de la maison de l'âtre ouvert au poêle fermé brûlant du charbon avec évacuation des gaz et vapeurs nocives vers la cheminée refermée par un tuyau.

Le dispositif de récupération de la chaleur ponctuelle du foyer et de sa répartition dans les pièces des immeubles a commencé à être développé couramment au début du XXe siècle et il est l'ancêtre du chauffage central qui a énormément bénéficié de la mise au point des chaudières dans la période du fioul économique.

Dans les régions tempérées ou froides, le "feu de bois" est un élément de confort mais également d'agrément. Le charme des toits à cheminées dont le couronnement est éclectique a été véhiculé dans l'art populaire façon Mimi Pinson à la Belle époque et ensuite. Dans l'habitat la cheminée d'appartement disparue après la seconde guerre mondiale reste un signe de qualité de vie, quand il ne s'agit pas de chauffage collectif au fioul et hors de son image due aux crématoriums installés dans les cimetières et hôpitaux depuis le XIXe siècle, et des fours crématoires nazi du milieu du XXe siècle. Son image positive à la fin du XXe siècle a généré par exemple les éléments de décor architectural que sont les cheminées électriques sans aucun combustible. Une demande de cheminée a été rétablie par la clientèle du pavillonnaire sur la fin du XXe siècle. La promotion immobilière en place a parfois, en argument commercial, aménagé au dernier étage, étage de luxe des immeubles de ville, des cheminées d'agrément, dont la technique est approximative. [2]. La réhabilitation commune des valeurs de la Nature en ce début du XXIe siècle, la "politique du développement durable", avec une incitation due à un crédit fiscal en France facilite l'implantation cheminées à bois labellisées Flamme Verte[3]. L'esthétique du feu visible est apportée autant pour des inserts mis dans des murs aménagés que pour les foyers disposés au centre de la pièce, mais plus dans les dispositifs à haut rendement[4].

Le paysage industriel a pour figure principale la cheminée industrielle qui est particulièrement haute et domine les sites. Les cheminées ont est membre de la révolution industrielle, signe de puissance et organe publicitaire (le nom de l'entreprise était quelquefois rédigé dans le corps de cheminée avec des briques de couleur, la cheminée a aussi servi de signal -sorte de clocher- des premières cités ouvrières humanistes où la cheminée d'usine mais aussi le portail se trouvaient dans l'arrangement dans leur urbanisation), avec le développement de la mécanisation dans la fabrication nécessitant de l'énergie qui ne pouvait plus provenir des moulins à eau ou à vent par la localisation des usines. Quand le coke a remplacé le charbon de bois, la capacité en production du fer par la sidérurgie a été multipliée. Cette puissance avait pour contrepartie une pollution aérienne non maîtrisée particulièrement nuisible à la santé de la population[5] et qui enlaidissait les villes par la noirceur des suies collées sur les façades d'immeubles par l'humidité. Cet aspect négatif a génèré l'essor jugé moderne du chauffage tout électrique des 30 dernières années du XXe siècle. Les villes furent nettoyées en France dans la décennie 1960 et le smog des cheminées disparut par l'abandon généralisé de la filière houille (et les souches furent le support des antennes de télévision dont elles se hérissèrent).

À partir du début du XXe siècle, la réglementation des rejets dus à l'activité professionnelle a été de plus en plus contraignante de manière à préserver la santé de la population en ce qui concerne les rejets des fumées et gaz produits par les processus industriels

On sert à désigner aussi par cheminée désormais les æroréfrigérants qui servent dans des centrales nucléaires fin du XXe siècle remplaçant les centrales à charbon à évacuer la vapeur d'eau de refroidissement des circuits secondaires de chaudière.

Souches de cheminées

Les souches sont un des éléments de l'architecture des toits, par exemple celui du Château de Chambord classique et de la Casa Milà moderne. Sa fonction principale, le réglage de la régularité du tirage, est obtenue par les embouts au dessus du couronnement qui évitent aussi les nidifications : les mitres en céramique, les bonnets coniques en métal, les lanternes en béton modernes ou anciennes en céramique, les tournevents ou gueule de loup qui augmentent le tirage en orientant l'orifice comme une girouette, les tabourins -petits moulins métalliques régulant le tirage par la rotation au vent, les tés qui privilégient une direction et font quelquefois un effet Venturi.

  • Cheminée florentine -tous les conduits à fumée individuels débouchent dans un gros conduit final circulaire.
  • Cheminée alsacienne –elle comporte le support du nid de cigogne.
  • Cheminée sarrasine en Bresse

Cheminées ornementales d'appartement

La cheminée à foyer ouvert classique est aussi nommée cheminée capucine. Le foyer peut être surmonté d'une paillasse. Le manteau, ces plaques ornementales en portique encadrant de face le foyer, ou le faux-manteau, ces plaques en console, donnent le style architectural. Les matériaux qui les bâtissent résistent à cet usage spécifique, par exemple le Liais - calcaire à grain fin de Meuse et Bourgogne. Un tablier métallique à glissière ou rideau referme le foyer classique quand il n'y a pas de feu actif pour éviter saleté et courants d'air. La trappe de régulation de tirage dans le conduit, maniée avec une clef dépassant de la hotte permet aussi la fermeture du tirage. Les foyers modernes d'appartement sont à foyer fermé qui peut comporter un dispositif de radiateurs à eau ou de buses de répartition dans les pièces d'air chaud produit par le foyer. L'insert est à la base un foyer fermé ajusté dans des foyers de cheminées historiques. Le registre de réglage manuel du tirage a précédé le stabilisateur, volet automatique de réglage qui règle le tirage à combustible solide. Le fond de l'âtre (le contre-cœur), la crémaillère, les chenets, le pare-feu, et le petit matériel utile sont les éléments du décor en fonte moulée ou en ferronnerie (d'art).

  • Florentine
  • Louis XIV, XV, XVI
  • Napoléon
  • Empire
  • Cheminée contemporaine au bioéthanol
    • Il s'agit d'un appareil de chauffage intermittent et non d'une cheminée respectant les traditions. Il est constitué d'un récipient métallique contenant le combustible liquide : de l'éthanol d'origine agricole et d'une structure décorative. La combustion du bioéthanol ne produisant que de l'eau et du dioxyde de carbone, aucun dispositif d'évacuation des gaz de combustion n'est indispensable.
    • Avantages
      • Pas de conduit d'évacuation ce qui sert à déplacer le foyer et de supprimer les travaux de ramonage.
      • Pas de suies, pas de poussière, pas de cendres à nettoyer.
      • Puissance de 3000W, chauffe aisément 45m².
      • Allumage/extinction instantanés.
      • Elles peuvent être installées en appartement ou maison, propriétaire ou locataire.
      • Refroidissement rapide une fois les flammes éteintes puisque pas de braises.
    • Inconvénients

Sécurité

Embrasement d'une robe - Angleterre.

Tant au niveau de la conception et entretien du conduit que de la disposition et usage du foyer, les cheminées présentent différents risques majeurs pour les habitants et le bâtiment : asphyxie, incendie et brûlures[6] plus ou moins graves.

Bibliographie

  • Daniel Schweitz, Cuisiner et vivre autour de l'âtre rustique en Val de Loire, Touraine, Berry, Orléanais, Anjou (XIXe-début XXe siècle) , Éditions Alan Sutton, Saint-Cyr-sur-Loire, 2003, 127 p. ISBN 2 84253 913 3

Voir aussi

Liens externes

Notes

  1. Le rendement passe de 10 % pour un foyer ouvert à 85% pour un poële brûlant du bois.
  2. Le conduit fumée doit faire un minimum de 6 m pour être efficace et ne pas être dans une pièce avec V. M. C, les accélérateurs de tirage sont par conséquent toujours utilisés.
  3. Foyer fermé à combustible bois à rendement supérieur à 70%.
  4. Voir Poêle de masse.
  5. Pollution de Londres 1962 : 340 décès.
  6. C'est surtout comme cela qu'est mort le roi Stanislas Leszczyński.

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 17/05/2009.
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