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L’histoire d’un chauffage moderne, performant, économique et écologique :

Le poêle de masse thermique, appelé aussi poêle à inertie ou foyer radiant, fonctionne selon le même principe que la chaleur du soleil. Tout comme le soleil, le foyer de masse émet des rayonnements pour diffuser la chaleur.

Sans feu, l’homme n’aurait jamais survécu aux climats rigoureux.
Sans la chaleur par rayonnement du feu, personne ne serait allé vivre dans les pays froids comme la Finlande ou le grand nord canadien.
Il y a une soixantaine d’années, un foyer se trouvait réduit à un chauffage d’appoint dans la plupart des logements, au bénéfice des moyens de chauffage à air chaud, consommateur d’énergie et fournisseur d’une chaleur dite sèche.

Pour bien des gens, la chaleur par rayonnement n’est plus utilisée, ni même connue, à part en Finlande où elle a toujours été utilisée, à plus ou moins grande échelle. Pourtant l’homme utilise cette chaleur par rayonnement depuis la découverte du feu, depuis plus d’un million d’années. L’homme des cavernes chauffait les murs de sa grotte pour profiter des rayonnements des murs pendant la nuit.

Le poêle de masse thermique est issu d’une longue tradition à travers les pays scandinaves, certains pays d’Asie et d’Europe centrale, où il a fait ses preuves depuis plus d’un million d’années.
Partout, de tout temps, il s’agit de la même recherche : chauffer mieux en consommant moins d’énergie.
Les premières traces du foyer radiant :

BARDEN Albert et Heikki Hyytiäinen (1993). Finnish fireplaces,heart of the home, The finnish building centre, Helsinki

L’un des ancêtres de la conception de foyers radiants est sûrement l’hypocauste des romains, chauffant leur piscine olympique ou bien les conceptions chinoises avec des murs en porcelaine à double courant. Par la suite, les russes incorporent leur lit sur le poêle, prouvant la conception sécuritaire des foyers de masse themique.



Le chauffage par hypocauste dans des thermes romaines. Schéma extrait du guide Néos, Michelin.Le chauffage par hypocauste dans des thermes romaines. Schéma extrait du guide Néos, Michelin.



Le foyer de masse et les temps modernes :

Ainsi, chaque pays a développé une variante de ce système de chauffage efficace et confortable, avec les poêles autrichiens, suédois, finlandais, alsaciens, … répondant ainsi aux exigences de disponibilité des ressources ainsi que de l’architecture traditionnelle de chaque région.

Au début du 18e siècle, l’Europe de l’est et la scandinavie connaissent une pénurie de bois. Les foyers firent alors définitivement leur apparition dans ces pays.
Sous le règne du roi Gustave III,la Suède connaissait une pénurie de bois sous la pression de l’industrie de la production de verre qui exigeait une grande quantité de combustible, à laquelle s’ajoutaient les besoins en chauffage domestique. Afin de faire face à cette crise de l’énergie alors que la moitié de la forêt du pays était épuisée, le roi a confié à deux concepteurs de talent, F. Wrede, un général, et C.J. Cronstedt, un architecte, la tâche de redessiner le vieux foyer en tuile de céramique d’Europe centrale appelé « Kachelofen » afin de le rendre plus efficace. Après quelques années de travail, soit de 1767 à 1775, les deux constructeurs sont parvenus à réduire de 20 % la consommation de bois des foyers de l’époque.

BARDEN Albert et Heikki Hyytiäinen (1993). Finnish fireplaces,heart of the home, The finnish building centre, Helsinki


La plupart des pays nord européens développèrent des foyers de masse relativement efficaces. Mais ce sont les suédois qui découvrirent le principe du système de courant d’air à contre sens, « contraflow » (voir fonctionnement), repris par le système finlandais plus performant.

Aujourd’hui, le poêle à inertie :

Depuis quelques décennies, ce système de chauffage trouve de plus en plus d’adeptes sur le continent américain et européen chez ceux qui désirent lier efficacité, confort et écologie. Depuis les années 1980, plusieurs modèles sont développés en Finlande, sous l’égide du finlandais Heikki Hyytiainen, ainsi qu’au Canada où des organisations de constructeurs artisanaux ont réalisé des tests afin d’améliorer l’efficacité du système du poêle à inertie et offrent ainsi aujourd’hui une technologique de pointe irremplaçable en la matière. De plus, jusqu’à nos jours, il faut mentionner que les foyers de masse nord européens sont d’abord et avant tout uniquement fonctionnels, pour la plupart. Les considérations d’ordre esthétique demeurent secondaires. Les Foyers Radiants DEBRIEL, concepteur canadien, vous offre une réalisation au service du goût et de l’esthétisme de l’habitat (voir nos réalisations), renforcée par un savoir-faire reconnu qui vous accompagnera toute votre vie.

Un chauffage pour l’avenir :
« Vouloir être de son temps, c’est être déjà dépassé. » Eugène Ionesco

L’Homme à tout intérêt à choisir un système de chauffage écologique, économique (face aux coûts des énergies fossiles ou électriques), et favorisant un confort sain pour toute la famille grâce à un foyer radiant qui offre le principe du rayonnement solaire, pour une planète en bonne santé, en harmonie avec l’écosystème… pour donner du temps à notre terre.
De la Corée du nord en passant par le nord de la Chine, la Sibérie, les pays slaves, scandinaves et alpins jusqu’en Allemagne, chaque pays a développé une variante de ce système de chauffage : plate-forme chauffée en Extrême-Orient, poêle et lit chauffés surélevés en Europe de l’Est, puis véritable sculpture en Europe centrale, de la Scandinavie à l’Autriche. Malgré cette diversité, l’on peut aujourd’hui regrouper les techniques en quatre grands types, soit le « Kakelugn » suédois, le « grundofen » présent en Allemagne, en Autriche et dans certaines régions de Suisse et de France (Alsace), les foyers russes puis le « contraflow » finlandais.

Le « contraflow » finlandais est aujourd’hui le plus répandu des foyers de masse thermique, du moins en Amérique du nord (voir figure 5). Il a été l’objet d’un important effort de perfectionnement technique au cours du XXième siècle afin d’optimaliser sa performance, notamment dans les universités de la Finlande, avec un appui des gouvernements qui ont encouragé la recherche mais aussi sa diffusion au moyen, entre autres, d’aides fiscales aux propriétaires de résidences.

Il a fait son entrée sur le continent américain, il y a plus de vingt cinq ans.


Adapté de BARDEN Albert et Heikki Hyytiäinen (1993). Finnish fireplaces, heart of the home, The finnish building centre, Helsinki.



Comment fonctionne un foyer de masse thermique ?

Contrairement aux poêles à combustion lente et ses dérivés, le fonctionnement des foyers de masse repose sur la production de feux intenses sur une période relativement courte, c’est-à-dire environ une heure à une heure et demie. L’apport d’une quantité d’air suffisante dans une première chambre de combustion crée les conditions favorables à l’élévation des températures. Puis, l’expulsion des gaz vers l’extérieur est retardée grâce à la présence d’une seconde chambre et de longs conduits en maçonnerie, ce qui provoque une hausse de la température à plus de 1000°C, température à laquelle, comme il a été dit plus haut, la combustion des gaz est complète et la pollution pratiquement nulle.
Les émissions de matières toxiques des foyers de masse se situent (selon les études) entre trois grammes et moins d’un gramme à l’heure (une cigarette produit environ un gramme de fumée) alors que les vieux poêles et foyers non certifiés produisent de 40 à 80 grammes de fumée à l’heure. Les nouveaux modèles certifiés par l’EPA n’en produisent que de deux à cinq grammes (ne pas oublier de mettre en perspective que la combustion dans un foyer de masse ne dure qu’une heure à une heure et demie alors qu’un poêle, même très performant, « fonctionne » de six à douze heures, parfois plus).

La figure ci-contre schématise les deux chambres de combustion à l’intérieur d’un foyer de masse de type finlandais (contraflow). La coupe latérale du foyer montre bien la présence de la seconde chambre de combustion située au-dessus de la première (appelée communément « boîte à feu »). Le lecteur se demande peut-être pourquoi ce principe de combustion à température élevée n’a pas été appliqué aux autres types de poêles et de foyers. Autrement dit, pourquoi la « recette » serait-elle valable seulement aux foyers de masse thermique?

Dans un contexte résidentiel, l’atteinte d’une grande chaleur de combustion est un problème. Ce que l’on recherche, évidemment, ce n’est pas un système de chauffage qui provoque une surchauffe de la maison pour ensuite laisser chuter les températures dramatiquement. Si les foyers de masse thermique peuvent hausser les températures dans leur cœur, c’est grâce à leur importante quantité de maçonnerie composée d’un matériau réfractaire (brique à feu) qui joue le rôle d’un capteur thermique. En absorbant la chaleur produite pendant la combustion du bois, la masse thermique évite l’émission rapide de chaleur intense à sa surface tout en contribuant à l’atteinte et au maintien des températures élevées au sein des chambres de combustion. D’ailleurs, la quantité de chaleur dégagée par la cheminée est relativement basse.

Par la suite, la chaleur absorbée par la masse thermique est émise lentement, soit sur une période de 12 à 24 heures. La masse thermique procure donc une grande stabilité de la température ambiante. L’effet de régulation thermique est effectif aussi pendant l’été, alors que le foyer absorbe la fraîcheur de la nuit pour jouer le rôle de climatiseur durant le jour.
Pour contourner leur très faible masse thermique, les récents poêles à combustion évolués sont dotés de systèmes destinés à rediriger les gaz imbrûlés sur la flamme afin de compléter leur combustion. Celle-ci est dorénavant beaucoup plus efficace.
Schéma d'une chambre de combustion de foyer de masse.
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