La cheminée

Composition des gaz de combustion

Le foyer du générateur de chaleur permet de brûler un mélange de combustible et d'air de combustion de manière quasiment parfaite. De ce fait, on retrouve les produits suivants dans les gaz de combustion :

1 litre mazout + 2,625 m³ O2 et 9,7 m³ N2 donnent
1,35 m³ CO2 + 1,23 m³ H2O + 7,56 m³ N2 + 0,00115 m³ SO2

Débouché et conception

Une cheminée unique et standard pour toutes les chaudières n'existe pas. Chaque chaudière a son propre diamètre. Ce diamètre dépend notamment de la puissance de la chaudière et de la hauteur de la cheminée. Pour les dimensions (diamètre ou surface), il est préférable d'utiliser des graphiques de sélection (voir schéma). Les fabricants fournissent en général des graphiques de sélection adaptés en fonction de la température d'évacuation, le taux de CO2, etc.

Placement de la cheminée

Si la cheminée est installée contre un mur extérieur, les pertes de température peuvent être plus importantes que pour une cheminée située au centre du bâtiment. Faites attention aux nuisances sonores lorsque la cheminée traverse la chambre à coucher ou les salles de séjour. La cheminée doit dépasser la faîte du toit.

Pour éviter des adaptations ultérieures, il s'agit donc, pour une nouvelle construction, de déterminer, en commun accord avec l'architecte et l'installateur de chauffage, la cheminée adéquate.

La cheminée classique

La température des gaz de combustion évacués de la chaudière, varie entre 120 et 180°C. Un gaz chauffé se dilate et devient donc plus léger. L'air se trouvant en haut de la cheminée ainsi que l'air extérieur ont une température plus basse et sont donc plus lourds. Les gaz légers ont tendance à monter quand ils se trouvent en dessous des gaz plus lourds. Plus la différence de température est grande plus les gaz de combustion monteront.

Le tirage

Une des caractéristiques d'une cheminée est son tirage ou la dépression. Plus la différence de température entre les gaz de combustion et l'air extérieur est élevée, meilleur sera le tirage et l'évacuation des gaz de combustion. En été, une cheminée aura donc moins de tirage qu'en hiver.
Le tirage ne dépend pas uniquement de la température, mais aussi de la hauteur du canal d'évacuation. Plus la cheminée sera haute, plus son tirage sera élevé. Mais la hauteur est bien sûr limitée parce que plus la cheminée est haute, plus les gaz de combustion y resteront, ce qui leur donne plus de chances de se refroidir et de provoquer de la condensation dans la cheminée.

La condensation

Au plus haute sera la cheminée, au plus longtemps les gaz de combustion resteront dans celle-ci. Ceci augmente les chances de refroidissement des gaz et donc de condensation dans la cheminée. La température à laquelle la vapeur d'eau des gaz de combustion se transforme effectivement en eau, est le point de rosée de l'eau. Le point de rosée pour le mazout se trouve aux environs de 45°C.  

Fonctionnement d'une chaudière sans cheminée

La plupart des gens pensent qu'il faut toujours une cheminée pour faire fonctionner une chaudière au mazout. Il s'agit là d'une idée fausse. En effet, il existe actuellement des chaudières, tant des modèles au sol que des modèles muraux, qui n'ont pas besoin de cheminée pour assurer un fonctionnement correct.
Le fonctionnement de ces chaudières diffère peu de celui d'une chaudière traditionnelle.
La chaudière n'est pas raccordée à une cheminée mais les gaz de combustion sont évacués par un conduit en surpression (contrairement à la cheminée qui travaille par dépression).

L'air de combustion peut être amené de deux manières :

  • Soit l'air nécessaire à la combustion est aspiré via un conduit concentrique (conduit extérieur), tandis que le conduit intérieur est utilisé pour l'évacuation des gaz de combustion. Cet air extérieur est réchauffé par les gaz de combustion plus chauds qui sont évacués via le conduit intérieur.

  • Soit l'air nécessaire à la combustion est directement aspiré dans le local (où la chaudière est placée) et les gaz de combustion sont évacués par un conduit simple paroi. 

Matériaux d'une cheminée

Une cheminée traditionnelle est en général construite en briques. Cette forme de canal d'évacuation répond de moins en moins aux exigences des nouvelles chaudières qu'on installe actuellement.

Des matériaux modernes pour des techniques modernes

Les chaudières modernes ont un rendement plus élevé et donc une température plus basse des gaz fumigènes, ce qui peut mener à de la condensation dans le canal d'évacuation. Les matériaux plus adaptés, qu'on utilise actuellement pour les mitrons de souche de cheminée sont la céramique et le béton léger. L'acier inoxydable, le verre et les matières synthétiques sont plutôt utilisés comme doublure pour une cheminée en briques déjà existante. 

Caractéristiques d'une bonne cheminée

Le trajet

Le trajet du canal d'évacuation doit être le plus droit possible. Chaque coude ou inclinaison signifie un obstacle supplémentaire. Les changements de section et/ou de forme, tels que d'une forme carrée à une forme circulaire, doivent être proscrits si possible pour éviter les pertes de pression localisées. Néanmoins, si un coude doit être installé, un angle de 45° est conseillé.

La forme

La forme la plus souvent appliquée est une section carrée ou cylindrique. La forme idéale est cylindrique étant donné que la surface de contact ou d'échange de chaleur est inférieure pour des sections de même grandeur. Il est préférable de conserver une forme constante sur toute la longueur de la cheminée.

Le revêtement intérieur

La surface intérieure doit être la plus lisse possible. Plus la surface sera rugueuse, plus la résistance de celle-ci sera importante. Il n'est donc pas conseillé d'utiliser des matériaux plus rugueux comme c'est le cas des cheminées maçonnées traditionnelles. Il existe dans le commerce des mitrons de souche de cheminée spéciaux dont la surface interne est émaillée. Les gaines en acier inoxydable constituent également une bonne solution.

L'inertie thermique

L'une des principales caractéristiques est l'inertie. Une cheminée ne produira un tirage maximum qu'une fois à température. C'est à ce moment que les gaz se refroidissent le moins. Plus l’inertie est faible, plus vite la cheminée arrive à température et mieux ce sera. Une cheminée maçonnée (ou en béton préfabriqué) possède une inertie élevée. Une cheminée en acier inoxydable par contre possède une faible inertie. Les mitrons de souche de cheminée léger constituent une alternative à part entière.

L'isolation

Prendre très vite la température est important, mais garder cette température l'est tout autant. Lorsque les gaz de combustion se refroidissent trop fortement et que leur température descend sous le point de rosée la condensation apparaît. Prévoyez donc une isolation thermique! L'isolation est installée sur toute la longueur de la cheminée et doit pouvoir résister à des températures élevées (env. 350°C).

Ci-dessous vous trouverez un aperçu des défauts les plus répandus d'une cheminée:

1. Évacuation difficile des fumées : le passage est perturbé par une coiffe ou une dalle
2. Cheminée trop basse provoquant des refoulements.
3. Paroi trop mince, donc refroidissement des gaz de combustion.
4. Conduit obstrué par un dépôt de suie.
5. Canal obstrué.
6. Conduit fortement incliné et coudé, freinant l'évacuation des gaz de combustion.
7. Fissures : passage de gaz de combustion ou d'air.
8. La buse pénètre trop dans le conduit et contrarie le tirage.
9. Fissure contrariant le tirage (faux tirage).
10. Variation des sections de la cheminée créant des remous de gaz de combustion.
11. Plusieurs chaudières par conduit.
12. Raccordement à contre-pente.
13. Mauvais raccordement (faux tirage).
14. Vide sous la buse réduisant le tirage.
15. Trappe de ramonage insuffisamment étanche (faux tirage)

Entretien de la cheminée

Suivant l'A.R. du 6/1/78, une cheminée doit être nettoyée annuellement. L'entretien d'une cheminée se fait en général en même temps que l'entretien de la chaudière et du brûleur.

A quoi bon l'entretien annuel?

Un bon entretien de la cheminée est nécessaire pour enlever les dépôts de suie et, dans des cas extrêmes, combattre la formation de goudron. Le nettoyage de la cheminée doit éviter des obstructions, qui pourraient influencer le fonctionnement de la cheminée. La cheminée doit être nettoyée sur tout son trajet.

L'entretien d'une cheminée peut être fait par un technicien brûleurs ou par un ramoneur. Faites attention : le métier de ramoneur n'est pas une profession enregistrée.