Les fourneaux (poêles) de masse

Le principe du fourneau (poêle) de masse est de stocker dans la masse qui le constitue l'énergie d'une flambée afin de la restituer régulièrement et progressivement sur une longue durée.

Le foyer émet de la chaleur jour et nuit. Il est allumé deux fois par jour pour des périodes d'environ une heure et demie, période qui permet la combustion complète des bûches. Selon la masse du poêle, les flambées sont plus nombreuses et réparties en trois ou quatre fois par jour. Plus la masse est faible, plus le nombre de flambée sera important.

Pour accroître l'efficacité de la flambée, le poêle de masse utilise le principe de la post-combustion. Ce principe vise à obtenir dans la première chambre de combustion une température suffisamment élevée des gaz émis par la flambée pour déclencher leur combustion dans une deuxième chambre. La température alors obtenue est de l'ordre des 1000°C. Pour pouvoir enflammer la créosote* produite par la première combustion incomplète, il est nécessaire d'obtenir dans la première chambre une température de l'ordre de 600°C qui ne peut être obtenue que dans un foyer fermé. Il est aussi nécessaire d'apporter un complément d'oxygène qui sera fourni par un excédant d'air primaire (air arrivant dans la première chambre de combustion).

* Dépôt croûteux formé par la fumée montant et se déposant sur les parois d'une cheminée, pouvant s'enflammer lorsqu'il y a accumulation. La créosote est le produit d'une combustion incomplète du bois, dans la plupart des cheminées traditionnelles.

Le combustible a également son importance afin de parvenir à une combustion complète. Toutefois, sa qualité n'est pas primordiale. En effet, l'essence du bois importe peu. Il faudra toutefois veiller à ce que sa teneur en eau soit minime. L'humidité du bois ne devra donc pas excéder 15 à 20% de son poids.

Un environnement sain

Les foyers de masse chauffent par radiation et par convection passive. Une fois réchauffée, la maçonnerie du foyer émettra une chaleur constante pendant une période pouvant aller jusqu'à douze heures. La chaleur irradie vers le plancher, les murs, les plafonds et les meubles de la maison. Ainsi à l'intérieur de la maison, on trouve une grande surface chauffée mais peu d'air chaud. Cette particularité distingue les foyers de masse des systèmes conventionnels de chauffage.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Sur le shéma ci-après les pointillés montrent le chemin qu'emprunte la chaleur irradiante de l'âtre et de la cheminée. Les lignes pleines indiquent les courants de convection passive. L'air réchauffé au contact des surfaces du foyer s'élève et voyage jusqu'aux extrémités du foyer, avant de se rafraîchir, en descendant, pour finalement traverser la pièce le long du plancher pour aller rejoindre la base du foyer. Le foyer et la cheminée au centre de la maison chauffent par radiation (pointillés) et par convection passive (lignes pleines).

La chaleur radiante est émise directement des surfaces du foyer et de la cheminée, autant au rez de chaussée qu'aux étages supérieurs. Puis, la convection passive se produit lorsque l'air près de la surface du foyer devient chaud, et commence à remonter la surface du foyer. Ces courants de convection passifs remontent jusqu'au plafond, se déplacent jusqu'aux extrémités de la maison avant de se refroidir quelque peu, pour ensuite descendre le long des murs extérieurs pour finalement rejoindre le foyer en empruntant le plancher. Lorsqu'il y a des ouvertures dans la maison, comme une cage d'escalier, les courants remontent jusqu'à l'étage, et le processus y est répété.

Les foyers de masse chauffent quelque peu l'air ambiant mais ceci n'entraîne qu'une circulation de convection passive alors que l'air chaud circule lentement le long des parois de la structure du foyer. Les murs de maçonnerie ne deviennent jamais brûlants et les particules de poussières qui s'y déposent ne se dessèchent pas. Les poêles de métal traditionnels, eux, deviennent tellement chauds qu'ils brûlent la poussière et augmentent les risques d'irritations respiratoires. L'air soufflé, utilisé avec la plupart des systèmes de chauffage, transporte des moisissures et de la poussière,ceci est un vecteur supplémentaire d'irritation respiratoire. Les foyers de massse, quant à eux, chauffent par convection et par radiation ce qui évite ce genre de dèsagréments.

La chaleur par radiation ne réduit pas l'humidité de la maison et, de plus, ne cause qu'un déséquilibre minime de l'ionisation de l'air au contraire des systèmes de chauffage traditionnels qui provoquent un tel déséquilibre.

En résumé:

Avantages : Les avantages sont multiples, allant du point de vue écologique au point de vue sanitaire. La chaleur dégagée par le poêle de masse est principalement rayonnante (souvent comparée à l'action du soleil) apportant un confort rapide et homogène. Ce mode de propagation évite aussi le brassage des poussières par une masse d'air chauffé par convection. La consommation de bois est réduite. Les émanations ne sont plus chargées de particules nocives et polluantes grâce à une combustion plus complète, ce qui fait de ce système de chauffage l'un des plus performants qui soit.

Inconvénients : Le principal inconvénient provient de sa force : l'inertie. Le temps de chauffe de l'ensemble du fourneau est proportionnel à sa masse. Pour ne pas endommager l'appareil, la montée en température doit être faite par des feux graduels. Toutes absences prolongées durant la période hivernale obligera donc à réchauffer progressivement l'appareil. Ceci prend en général entre 36 et 48 heures durant lesquelles la température augmente graduellement.

Quelques exemples de réalisations :