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Documents techniques

Descriptif sur le corps d'état : le poêle de masse

Il n'existe pas qu'un seul type de poêle de masse. Ceux qui vous sont présentés et font l'objet de discussions sur les différents forums du web sont de facture pour le moins élémentaire.
Ce type d'ouvrage est traditionnellement réservé aux vrais professionnels avec une longue expérience de construction. Vu qu'il s'agit d'une construction qui vise à maîtriser le feu, le danger provoqué par des « bricoleurs » (incendies, dysfonctionnement,...) est, pour l'auteur, inacceptable. Les poêles de masse bâtis ont toujours été réalisés par des maîtres constructeurs.
Il faut savoir que dans les différents pays nordiques, ce type d'ouvrage ne peut être confié qu'à des « maîtres-artisans » qualifiés dans le domaine. L'équivalent de ces formations n'existe pas en France. Nous vous conseillons de vous assurer de toutes les garanties d'expérience et de qualification de l'artisan qui interviendra chez vous (pensez à demander la garantie décennale).
Ce constat explique la fâcheuse tendance à réinventer la matière déjà éprouvée depuis des millénaires. Le manque de pouvoir d'achat risque d'aggraver cette tendance et de favoriser la multiplication d’ouvrages bricolés.
Car il ne s'agit pas ici d'une construction anodine. Pour cela l'auteur estime nécessaire de donner un peu d'éclairage, basé sur 30 ans d'expériences dans ce domaine.
Tout d'abord, le mot lui-même: « poêle de masse » signifie en fait un foyer qui garantit:
  1. un stockage maximum de la chaleur contenue dans le bois (3,2 KWh/Kg - En effet, il s'agit de récupérer la force du soleil; les arbres transforment, en autres, le CO 2 en matière combustible par le biais de la photosynthèse) : cette chaleur est stockée dans une masse thermique dense. La brique réfractaire (bien que d'un coût élevé) représente le moyen idéal, mais non pas unique, pour la réalisation en tant que telle. La construction en terre cuite est déconseillée car sa densité et son homogénéité ne sont pas assurées.
  2. une combustion proche de la perfection (rendement supérieur à 90%)
  3. une diffusion douce et progressive de l'énergie stockée.
Malheureusement la langue française n'a pas prévu de décrire avec assez de précision les différents systèmes existants décrits ci-dessous. Alors que, techniquement, chaque modèle porte un nom bien spécifique.

Autre remarque :

La description de la puissance des différents poêles en France en KW n'a rien à voir avec sa détermination ailleurs, sachant qu'il existe plusieurs méthodes de calcul de la puissance d'une machine. On peut parler de KW nominaux et de KW « en pic » ou maxima, l'écart pouvant atteindre jusqu'à 400 % . En outre, la détermination dépend bien sûr aussi de la qualité du bois et de son taux d'humidité restante. L'auteur a remarqué que, sur certains modèles vendus en France, les installations techniques pour garantir la double combustion sont introuvables. Que signifie l'expression « feu continu »? L'auteur soupçonne qu'il s'agit là essentiellement d'un argument de vente.

poeles de masse

Constructeur poele de masse

Le poêle de masse aime bien :
- être centralisé;
- des maisons plutôt carrées;
- particulièrement des maisons sur plusieurs étages;
- plutôt des toitures bien isolées;
- de vieilles maisons en pierre autant que des maisons modernes;
- être alimenté en bois bien sec (minimum 3 ans) et fendu;
- accepte dans les mêmes conditions du bois de toutes essences
- des habitants fantaisistes et audacieux.

Le poêle de masse n'aime pas, entre autres, le remplacement de son foyer par un foyer non prévu (arrivées d'air de combustion non contrôlées) car la combustion n'y sera jamais parfaite.

Le mot « double combustion » signifie une arrivée d'air supplémentaire bien contrôlée, même préchauffée, après la zone de gazéification du bois pour réallumer ce gaz énergétiquement intéressant. Pour preuve: la contenance de cendres à vider dans un poêle de masse bien conçu s'élève à un seau de 10 litres par 3 semaines en pleine saison de chauffe.

Contrairement à une légende stupide mais tenace, toutes les maisons, même les mieux isolées, genre « maisons passives » ou « maisons bioclimatiques », ont besoin d'un chauffage... particulièrement en hiver !! Il convient que le moyen de chauffage soit bien adapté à la maison et aux habitudes de ses habitants.
L'argument souvent entendu selon lequel un poêle de masse surchauffe automatiquement une maison témoigne une fois de plus du manque criant d'information. Mais, si tel était le cas, la surchauffe ne peut provenir que: soit d'une mauvaise maîtrise de la « machine »; soit d'un modèle mal conçu.


Revenons à une description plus précise qui permet de distinguer trois grands groupes :
I – Poêle de masse bâti dit « à inertie »
II – Poêle de masse à air chaud et inertie
III – Poêle de masse à eau chaude

poeles de masse

I- Poêle de masse bâti ou à inertie

Il s'agit d'un foyer entièrement bâti avec son récupérateur lui aussi bâti en briques réfractaires. Le stockage de l'énergie se fait uniquement dans la masse et la récupération par rayonnement. La combustion doit se faire de préférence par deux flambées vives par jour et si, d'une part les arrivées d'air de la combustion et d'autre part le serpentin de la fumée sont faits selon les règles, l'ensemble doit être capable de garder chaude une petite maison.
Avantages:
Peu coûteux en matériaux, conçu pour des habitants travaillant dans la journée, le feu peut être entretenu deux fois par jour.
Maison préférée: de plain-pied, plutôt petite.
Désavantages:
Des températures extrêmement élevées feront à coup sûr dilater puis contracter le bâtiment. Des fissures sont inévitables, surtout en construction non rigide.
L'utilisation d'un mortier glaise/sable réfractaire est conseillée. Pas de système à air chaud possible. Design et aspect limités. Ce modèle est déjà très complexe et doit être bâti par un spécialiste.

 

II – Poêle de masse à air chaud et inertie

Schéma de fonctionnement
poeles de masse
Il s'agit d'une construction double paroi et multifonction. La technique consiste en un foyer en fonte ou acier équipé de briques réfractaires et ses systèmes de récupérateur
a) entièrement bâti
b ) système d'anneau tout autour du tuyau de fumée poeles de masse
c) modèle « kit » en matière réfractaire (à rassembler) poeles de masse
d) en fonte et briques réfractaires poeles de masse
e) en fonte, compact.
poeles de masse

 

Il existe deux types d'ouvrage:
  1. Classique: caractéristiques de la combustion comme les poêles de masse bâti ou à inertie ; arrivée d'air de combustion par la porte.
  2. poeles de masse
  3. Sophistiqué: ce type est plutôt conçu pour être alimenté en bois plusieurs fois par jour, même en petites quantités, suivant la température de la maison. Son arrivée d'air de combustion est habituellement branchée en dessous du foyer à l'aide d'une gaine à son conduit de fumée haute
    gamme, qui évite la diminution de l'oxygène de la maison pour l'alimentation du feu.

poeles de masse

Cette technique augmente par ailleurs le rendement car l'air de combustion se préchauffe en descendant par le conduit de fumée double paroi. L'oxygène passe ainsi sous les dallages du fond pour alimenter le feu du lit en gazéification du bois par une entrée descendante au dos du foyer. Le même canal alimente ensuite le gaz carbonique non brûlé au-dessus du feu principal avec de
l'oxygène. Ce gaz s'allume juste avant d'être dévié par une chicane en dégageant des températures très élevées. La couleur de la flamme change passant du orange au bleu voire au blanc.
Toute oeuvre technique sera ensuite « habillée » (en maçonnerie) de briques isolantes et réfractaires en fonction des endroits. L'espace entre la machine et le bâti varie entre 5 et 12 cm selon les besoins d'air chaud à distribuer dans les pièces à l'aide des gaines flex ou des briques creuses pour un chauffage mural.
Par rapport à la situation, on a encore la possibilité d'utiliser plus de briques isolantes que de briques réfractaires ou l'inverse.
Voici un exemple : dans une maison à deux étages et bien isolée, imaginons un poêle de masse situé dans une petite pièce (par exemple dans la cuisine) à côté de la chambre à coucher; le poêle de masse va pratiquement être isolé complètement car la vitre, suivant sa taille, dégagera en façade plus de 10 % de l'énergie totale produite (jusqu'à 4KW).

 

III – Poêle de masse à « eau chaude »

poeles de masse
Son fonctionnement permet de réaliser un ouvrage là où d'autres applications sont impossibles.
Voici un exemple: dans une grande maison de plain-pied avec une cuisine américaine assez vaste, on installe un poêle de masse/chaudière comme système.
L'existence d'un ballon de stockage est indispensable (de 700 à 1500 l). Le couplage à un chauffage solaire s'avèrera idéal (avec minimum 4 capteurs).
Selon le modèle choisi, entre 60 % et 80 % de l'énergie totale est récupérée dans l'eau. Cette dernière sera ensuite stockée dans le ballon. S'il s'agit d'un ballon« combi », on disposera en plus pendant environ 350 jours / an (dans le Sud de la France) d'eau chaude sanitaire. Un système de récupération de la chaleur de la fumée devra obligatoirement être installé (voir II ; a, b, c, d). Le technicien décidera ensuite de la répartition entre le système à inertie et celui à air chaud.
Pour être absolument « à la pointe » des dernières techniques en matière de protection de l'environnement, un petit système insulaire photovoltaïque garantira l'alimentation en électricité pour les trois pompes nécessaires (environ 150 Wh) et une base d'éclairage indépendante.

poeles de masse

Cependant, diverses autres possibilités existent pour produire de l'eau chaude supplémentaire. Notamment le récupérateur peut être remplacé par un registre à eau ou bouilleur, ou encore un serpentin en cuivre installé dans la partie air chaud de l'ensemble. Ces applications peuvent aussi être mises en place dans le poêle de masse du groupe II.

poeles de masse

Ces possibilités décrites ci-dessus permettent au constructeur de renvoyer un pourcentage déterminé (entre 10 % et 40 %) de l'énergie totale dans un ballon chauffe-eau solaire ou un grand ballon chauffage. On pourra même basculer entre registre à eau et système à inertie. Ainsi se multiplient les combinaisons possibles.

poeles de masse

De nombreux producteurs existent, particulièrement dans les pays nordiques européens comme l'Allemagne, la Suisse, l'Autriche, ... Presque tous disposent d'un large choix d'articles, mais avec d'autres caractéristiques. Vous
comprendrez que le nombre de combinaisons s'approche alors presque de l'infini.
Afin de ne pas s'égarer au milieu d'un tel éventail de possibilités, notre établissement se contente de 3 à 4 fournisseurs.

 

IV – Autres types divers

Parlons à présent des réalisations « extraordinaires » ou remarquables.
Le poêle de masse à bûches est sans doute le plus écologique (peu de transport, pas de transformation). Pour les clients qui préfèrent l'automatisme, on a inventé les poêles de masse à « pellets » ou granulés de bois. Même l'utilisation bois/pellets est envisageable, ainsi que bois/charbon.

poeles de masse

Il existe même des applications électroniques pour régler, à l'aide d'une sonde Lambda, l'arrivée d'air de combustion (vous remplissez le foyer de bois, vous allumez et l'automate fait le reste !).

A ce stade, l'auteur souhaite évoquer deux sous-groupes intéressants:
  1. Poêles inserts éventuellement « masse » contemporains ou d'avant-garde.
    Certes le rendement est moins important; en revanche, ils représentent un véritable centre « glamour » dans la maison.
  2. poeles de masse

  3. Poêle de masse cuisinière. Particulièrement beau et tellement pratique.
    On y fait la cuisine tout en chauffant la maison ou l'inverse, à condition bien sûr qu'elle ne soit pas trop grande et qu'elle soit bien isolée. On peut également utiliser la cuisinière comme appoint, soit en combinaison avec un poêle de masse classique pour une grande maison, ou encore avec un registre à eau pour alimenter un chauffe-eau solaire individuel ou un chauffage solaire.

 

Pour compléter :
Il existe encore bien d'autres solutions techniques:
1) Insert de chauffe (classe I); système qui se rapproche le plus des modèles les plus courants en France (mais contrairement à ceux-ci, l'arrivée de l'air de combustion se fait par une seule entrée réglable et nulle part ailleurs; le feu s'éteint si l'on ferme cette arrivée d'air). Il est possible d'y appliquer trois modèles de récupérateurs différents.
2) Insert poêle de masse compact/inertie pour les endroits étroits avec deux modèles de récupérateur et deux modèles hydrauliques.
3) Insert poêle de masse à inertie.
4) Poêle à inertie avec un habillage en réfractaire, faïence, schamotte ou pierre naturelle (en stéatite par exemple), même comme supplément hydraulique.