Foyers ouverts, fermés, combustion, convection, rayonnement... Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les cheminées

Connaissez-vous vraiment le fonctionnement d'une cheminée ? La cheminée est un élément très courant dans de nombreuses maisons et habitations. Une cheminée permet la diffusion de chaleur et le chauffage d'une pièce ou d'une maison grâce à un combustible, le plus souvent, le bois. Elle se différencie du poêle à bois ou de la chaudière en étant intégrée aux murs et sols de l'habitation.

Foyer et conduit : anatomie de la cheminée

Une cheminée se compose de deux grandes parties :

• Le foyer : c'est la zone où a lieu la combustion du bois de chauffage et où la température est la plus haute. C'est d'elle que provient la diffusion de chaleur. La zone du foyer dans laquelle vous disposez le bois s'appelle l'âtre.
• Le conduit : il s'agit de la partie verticale qui amène la fumée du bois de chauffage en combustion à l'extérieur.

Fonctionnement d'une cheminée et diffusion de la chaleur

Le principe de fonctionnement d'une cheminée est simple. Vous n'avez jamais fait de feu ? Commencez par disposer dans le foyer de cheminée des combustibles facilement inflammables : journaux, petits morceaux de bois. Allumez à l'aide d'allumettes ou d'un allume-gaz. Une fois la combustion entamée, alimentez-la en ajoutant progressivement des bûches. Ajoutez-y vos granulés bois ou vos pellets si le type de cheminée le permet.
La diffusion de chaleur peut s'opérer de deux façons :

• Par convection : c'est le phénomène classique. Pendant la combustion du bois de chauffage, l'air froid, au contact du foyer, se réchauffe et augmente la température de l'air ambiant. Le type de matériau de l'appareil influe aussi sur la diffusion de chaleur.
• Par rayonnement : dans le cas d'un insert, la vitre de ce dernier laisse rayonner la chaleur du foyer à travers elle.

Des fonctionnements différents selon les types de cheminées

Suivant le type de cheminée choisi, le fonctionnement, la puissance et la diffusion de la chaleur pourront varier.

La cheminée classique : un bel aspect esthétique mais un rendement faible

La cheminée classique, dite à foyer ouvert, est le type traditionnel de cheminée. On l'appelle à foyer ouvert car le bois de chauffage est directement accessible, sans nécessité d'ouvrir une vitre ou une trappe. Toutefois, son rendement, c'est-à-dire la capacité qu'elle a de restituer l'énergie consommée, est faible : de l'ordre de 10 %. En effet, l'essentiel de la diffusion de chaleur pendant la combustion des bûches s'effectue par le conduit, d'où une perte de chaleur pour la pièce à vivre et la maison.

L'insert : un foyer fermé pour un bon rendement et une forte diffusion de chaleur

L'un des types de cheminée les plus répandus est l'insert, dit aussi foyer fermé. Beaucoup de Français optent pour l'installation d'un insert en raison de sa puissance et de son très bon rendement. Les inserts sont un type de cheminée avec un foyer fermé à l'aide d'une vitre. L'insert nécessite des bûches de bois pour son fonctionnement, ou bien parfois des granulés de bois (pellets).
Les avantages de l'installation d'un insert sont nombreux. D'abord, le rendement d'un foyer fermé est meilleur que celui d'une cheminée classique. Il est de l'ordre de 60 à 80 % contre 10 % pour un foyer ouvert. Outre le rendement, les cheminées à foyer fermé évitent que fumées et pollution n'envahissent la pièce et la maison.
Le fonctionnement de l'insert est sensiblement le même que celui d'une cheminée à foyer ouvert. Vous devez simplement ouvrir la vitre pour faire brûler le bois de chauffage, ou les granulés. Il faut ensuite la refermer lorsque l'insert est en fonctionnement, et rouvrir lorsque vous ajoutez des bûches dans la cheminée. La chaleur sera mieux restituée grâce au type de matériaux qui entourent le foyer et à la vitre qui assurera le rayonnement.

Le tirage de cheminée : un autre paramètre à prendre en compte

Dans le fonctionnement d'une cheminée, on appelle tirage ou tirage thermique la différence de pression entre les hautes températures engendrées par la combustion et l'air extérieur, plus froid, vers lequel s'échappe l'air chaud. Le type de conduit peut notamment influer sur le tirage.
Plus ce différentiel est important, plus la puissance du tirage sera grande. Une cheminée dotée d'un tirage trop faible entraînera le risque de voir l'air et les fumées retomber vers l'intérieur de l'habitation. De plus, l'intérieur du conduit s'encrassera rapidement et la diffusion de chaleur sera trop faible. Au contraire, un tirage trop important peut entraîner le raccourcissement de la durée de vie de l'appareil ainsi qu'une trop grande consommation d'énergie. Un tirage stable et adapté assurera un fonctionnement correct de la cheminée. La combustion du bois de chauffage dans le foyer permettra une diffusion de chaleur idéale et un rendement optimal.