kachelofe du
Musee alsacien
de
Strasbourg
.
Albert Anker
. Sonntagnachmittag. 1861.
Musee d'art et d'histoire de Neuchatel
Un
Kachelofe
ou
Kochlofa
ou
Kachelowe
- terme de l'
alsacien
ou du
francique rhenan
; litteralement
four
ou
poele
ou
poele de masse
en
carreaux
de
ceramique
(terre cuite vernissee ou faience) - est un
poele de masse
typique d'
Alsace
, de
Moselle germanophone
et des pays germaniques (Kachelofen en
allemand
) et d'
Europe centrale
. Il est caracterise par son foyer ferme. Le terme
Kachelofe
designe trois categories distinctes d'appareils. Le premier est une construction massive, immobile et adossee a un mur, dont le foyer est alimente en combustible depuis une autre piece a travers une ouverture pratiquee dans le mur. Le second est un poele mobile, alimente directement en combustible depuis la meme piece. Enfin, la
Kunscht
est un appareil le plus souvent a banquettes, adosse a un mur. La fumee chaude de la cuisiniere adossee a l'autre face du mur, est captee pour circuler a l'interieur des banquettes. Ce recuperateur de chaleur a ete invente simultanement a
Constance
et a
Strasbourg
au milieu du
XVI
e
siecle
et est reste en usage dans les secteurs ruraux du sud de la
Foret-Noire
et de l'Alsace, et en
Suisse
jusqu'au milieu du
XX
e
siecle
.
Les premieres sources relatant de l'existence de poeles de masse semblable aux kachelofen datent du
XIV
e
siecle
. Ceux-ci apparaissent dans un contexte de rarefaction du bois de chauffage. Ce developpement se fait principalement dans l'ouest des Alpes, autour du
lac de Constance
et le long du
Danube
. Peu a peu, l'utilisation du kachelofe s'est repandue en
Suisse alemanique
, en Alsace, en
Autriche
, mais aussi en
Roumanie
et en
Russie
. Neanmoins, l'invention peut aussi avoir eclos de maniere autonome suivant les besoins et les modifications de mode de vie locaux.
- Quelques Kachelofe alsaciens
-
-
-
-
-
-
Il existe actuellement plusieurs versions du Kachelofen :
- l'authentique
grundkachelofen
(de)
entierement maconne et chauffant par rayonnement
- une version dite
a air chaud
, chauffant par convection
- une version combinant les deux premieres
Chateau du Haut-Koenigsbourg
Le Kachelofen, qui traduit litteralement signifie ≪ poele recouvert de carreaux ≫, est originaire de l'espace frontalier du
Rhin Superieur
(
Alsace
,
Bade-Wurtemberg
et nord de la Suisse). Cette region se demarque par l'utilisation d'un habillage de carreaux en ceramiques refractaires les ≪ Kacheln ≫. Les plus anciens carreaux trouves dans cette region datent des
VIII
e
siecle
et
IX
e
siecle
[
1
]
.
Le poele de masse, appele aussi poele a inertie, est un appareil de chauffage a accumulation. Il se caracterise par sa capacite a absorber rapidement l'energie provenant de la combustion du bois puis a la restituer durant une longue periode.
Il se compose de 3 elements principaux? :
- Le foyer, c'est l'espace ou a lieu de chargement et la combustion du bois.
- Le recuperateur de chaleur, un systeme de chicanes par lequel les fumees sortant du foyer transitent et transmettent leur energie a l'habillage du poele. Le recuperateur a une fonction d'echangeur de chaleur entre le foyer et l'habillage.
- L'habillage, ou le manteau exterieur du poele, qui absorbe la chaleur emise par le foyer et le recuperateur de chaleur, pour la stocker, puis la diffuser par rayonnement dans la maison.
Musee historique de Mulhouse
Le foyer peut etre entierement maconne (Ce type de poele de masse est appele ≪ Grundofen ≫, qui traduit litteralement signifie poele d'origine) ou en fonte avec un cœur recouvert de brique refractaires.
L'utilisation d'un foyer en fonte par rapport a un foyer maconne permet une meilleure reactivite (le poele se rechauffe plus vite que des foyers tout maconnes), tout en gardant une bonne inertie (un foyer avec ses pierres pesant entre 290 et 300
kg
). De plus, ils ne sont pas sujets au phenomene de saturation. En effet, la brique refractaire ne peut pas absorber de la chaleur indefiniment. Elle doit au bout d'un moment d’abord evacuer la chaleur accumulee avant de pouvoir en absorber de nouveau. Par consequent, quand le poele de masse entierement maconne est chaud, si les besoins en chauffage de la maison de ne sont pas satisfaits, il ne sert a rien d’ajouter du bois, le poele ne chauffera pas plus.
L'utilisation des foyers en fonte a permis aussi de generaliser la mise en place du systeme a double combustion. La double combustion est l’alimentation, en air chaud, des gaz emanants de la combustion du bois dans la partie superieure du foyer qui declenche ainsi la combustion de ceux-ci.
Chateau de Chambord
Raccorde entre la sortie du foyer et le conduit de fumee, il permet d'extraire l'energie encore restante dans la fumee et de la transmettre a l'habillage du poele qui va la diffuser par rayonnement. Il peut etre construit en fonte avec a l'interieur des elements refractaires, ou entierement realise a partir de materiaux refractaires.
Les recuperateurs en fonte permettent un montage du poele plus rapide mais, de par leurs dimensions fixes ne peuvent pas etre utilises dans toutes les situations. Tandis que les recuperateurs entierement maconnes permettent une plus grande liberte dans le design du poele et occupe moins de place mais necessite un certain savoir faire.
Le dimensionnement du recuperateur s'obtient par le calcul. La section du conduit et le nombre d'angles doivent etre pris en compte en fonction de la puissance du foyer et des accessoires installes : four a pain, bouilloire, banc chauffant.
Germanisches Nationalmuseum
Generalement, une flambee d'une a deux heures permet de chauffer pendant vingt-deux heures environ, ce qui permet a son utilisateur de ne faire qu'une flambee par jour.
Selon la masse du poele, les flambees sont plus nombreuses et reparties en deux ou trois fois par jour. Plus la masse est faible, plus le nombre de flambees sera important.
Pour accroitre l'efficacite de la flambee, le poele de masse utilise le principe de la
post combustion
.
Ce principe vise a obtenir dans une seule (ou deux) chambre de combustion une temperature suffisamment elevee des gaz emis par la flambee afin de bruler lesdits gaz. La temperature alors obtenue dans le foyer est de l'ordre de 700 a
850
°C
. Il ne faut surtout pas chercher a faire monter les temperatures a plus de
850
°C
sinon on provoque la production de NOx qui sont de forts polluants.
Pour pouvoir enflammer la
creosote
produite par la premiere
combustion
incomplete, il est necessaire d'obtenir dans la premiere chambre une temperature de l'ordre de
600
°C
qui ne peut etre obtenue que dans un foyer ferme. Il est aussi necessaire d'apporter un complement d'oxygene qui sera fourni soit par un excedent d'air primaire (air arrivant dans la premiere chambre de combustion), soit par une arrivee d'air dite secondaire (injecte au-dessus du bois).
Le combustible a son importance aussi pour arriver a une combustion complete. Non pas par sa qualite mais par sa teneur en eau qui ne devra pas exceder 20 % de son poids. L'essence du bois importe peu, c'est l'humidite qui doit etre la plus faible possible.
Une fois que des temperatures elevees sont obtenues, il serait dommage de perdre toute cette energie en rejetant directement les fumees dans le conduit de cheminee. Aussi le poele de masse est-il construit de maniere a faire descendre ce flux de part et d'autre des deux chambres de combustion sur environ 2 metres. Cette distance permet de diffuser la chaleur dans la masse par
conductivite
et ainsi de faire passer les gaz de
850
°C
a
120
°C
avant de les laisser s'echapper dans la cheminee.
Villa Grumbtsche de
Dresde
en
Allemagne
Pour l'habillage (parois construites autour du cœur de chauffe), les materiaux sont le plus souvent choisis sur l'alliance de criteres physiques (resistance a la chaleur, conductivite, etc.) et de criteres esthetiques.
Le combustible a son importance aussi pour arriver a une combustion complete. Non pas par sa qualite mais par sa teneur en eau qui ne devra pas exceder 20 % de son poids. L'essence du bois importe peu, c'est l'humidite qui doit etre la plus faible possible.
Une fois que des temperatures elevees sont obtenues, il serait dommage de perdre toute cette energie en rejetant directement les fumees dans le conduit de cheminee. Aussi le poele de masse est-il construit de maniere a faire descendre ce flux de part et d'autre des deux chambres de combustion sur environ 2 metres. Cette distance permet de diffuser la chaleur dans la masse par
conductivite
et ainsi de faire passer les gaz de
850
°C
a
120
°C
avant de les laisser s'echapper dans la cheminee.
En resume :
Une flambee vive avec un apport d'air suffisant et un combustible bien sec permet d'obtenir un maximum de chaleur qui sera emprisonnee dans le corps meme du poele. Il en resulte des degagements tres peu polluants et une production de cendres minime (de l'ordre d'un seau par mois pour une utilisation journaliere).
Avantages :
Les avantages sont multiples, allant du point de vue ecologique au point de vue sanitaire. La chaleur degagee par le poele de masse est principalement rayonnante (souvent comparee a l'action du soleil) apportant un confort rapide et homogene. Ce mode de propagation evite aussi le brassage des poussieres par une masse d'air chauffee par convection. A titre d'exemple, la consommation de bois est reduite a six
steres
de bois par saison de chauffe pour 150
m
² pour un climat tempere. Les emanations ne sont plus chargees de particules nocives et polluantes grace a une combustion plus complete, ce qui fait de ce systeme de chauffage l'un des plus propres et performants qui soit.
Inconvenients :
Le principal inconvenient pendant de nombreuses annees provenait de la force de ce type d'appareil : l'inertie. Cela est toujours valable pour certains types de poeles de masse (a parois epaisses). Le temps de chauffer l'ensemble du poele est proportionnel a sa masse. Pour ne pas endommager l'appareil, la montee en temperature doit etre faite par feux graduels. Toute absence prolongee durant la periode hivernale obligera donc a rechauffer progressivement l'appareil. Cela prend en general entre 36 et 48 heures durant lesquelles la temperature augmente graduellement.
Toutefois il existe aussi des poeles plus reactifs qui donnent leur pleine puissance au bout de 2 heures, mais qui ont une periode de restitution plus courte (8 a 12 heures).
Palais Catherine
en
Russie
Meersburg
en
Allemagne
Le support de ce genre de poele n'est pas a prendre a la legere au vu des masses considerees (de 1 a 6 tonnes suivant le modele).
Il est en general constitue d'une dalle en beton dimensionnee comme une fondation de mur. Elle pourra ensuite etre recouverte d'une couche d'isolant incompressible pour eviter un pont thermique sous le poele.
Certains poeles relativement legers peuvent etre supportes par des poutres metalliques scellees dans un mur plein, permettant ainsi d'installer un poele a l'etage sur un plancher de bois sans pour autant construire une colonne de soutien.
Le foyer primaire peut etre construit en brique refractaire mais aussi en beton de
chamotte
. Dans le cas de l'utilisation de beton de chamotte, il est a noter que les elements moules doivent etre prealablement cuits dans un four professionnel afin d'avoir un produit durable. Dans tous les cas, il faut se reporter aux consignes du fabricant pour une bonne mise en œuvre.
Les arrivees d'air peuvent etre uniquement secondaires, et meme doivent l'etre dans l'ideal. En effet, la presence dune grille dans la sole du foyer entraine des elevations des emissions de particules fines.
La taille du foyer depend de la charge de bois qu'on veut pouvoir bruler en une fois.
Musee alsacien
de Strasbourg
Contrairement a une idee repandue, il n'y a pas forcement de foyer secondaire. Certains foyers utilisent cette architecture, d'autres tels les poeles autrichiens et suisses ne l'utilisent pas.
Entre le foyer et le conduit de cheminee, la fumee circule dans des carneaux de fumee qui vont servir principalement a recuperer la chaleur des fumees.
Un four pour faire cuire les aliments peut etre ajoute. Il existe deux types de fours : le four "noir" ou le four "blanc".
Suisse
- Le four noir
- comme son nom ne l'indique pas, c'est un four propre. Le principe est de faire la flambee dans le four a la maniere d'un four a pain traditionnel ou d'un four a gueulard. Le fait de faire le feu directement dans le four permet d'obtenir des temperatures elevees qui permettent toutes les cuissons (de la pizza a
400
°C
jusqu'au tajine mijote, en passant par les pains cuits aux environs de
250
°C
. Selon la conception, le foyer peut etre utilise comme un four noir. Bien sur, on ne peut utiliser ce type de four pendant la flambee ; une flambee durant 1h30 a 5 heures, cela fait que le four est chaud et utilisable 19 a 22h30 par jour (si le poele est concu pour une autonomie de 24 heures).
- Le four blanc
- est hermetique. Les fumees en sortie de goulet passent au-dessus et en dessous via une dalle qui chauffe le four a des temperatures pouvant monter a
250
°C
en fin de flambee. La cuisson est donc possible a n'importe quel moment. Les temperatures sont inferieures a celle du foyer. On y privilegie donc les cuissons lentes pour des plats de type poissons, viande, tajine, haricots, lentilles, etc. Mais aussi le pain, les gateaux, le gratin pour des cuissons juste apres la flambee.
Tout comme les differents types de poeles (legers ou lourds, a simple peau et a double peau), il n'y a pas de type de four meilleur qu'un autre, l'important etant de choisir un four permettant de repondre aux besoins d'utilisation : le four blanc ne sera pas adapte aux cuissons demandant de hautes temperatures, et inversement le four noir sera souvent trop chaud pour pouvoir secher des pommes au cœur de l'hiver.
Il est possible d'incorporer les deux types de fours a la meme construction.
Suisse
Le cœur et l’habillage n’ont pas les memes temperatures et ne sont pas composes des memes materiaux. Le cœur et l'habillage sont donc soumis a des variations de volume dus a la dilatation des materiaux. L'habillage est donc entierement separe du cœur pour permettre le jeu de dilatation entre cœur et habillage.
Ce joint de dilatation qui a aussi un role d'etancheite, peut se faire de differentes facons :
- soit par de la laine minerale
- soit par de la laine ceramique
De la meme facon, dans la famille des poeles dont l'habillage est constituee d'une double peau, il faut aussi amenager un joint de dilatation entre les deux peaux ; on recense plusieurs pratiques :
- en glissant un carton (-+ 5
mm
d'epaisseur) entre les deux peaux.
- en utilisant de la laine ceramique en faible epaisseur (2 a 5
mm
).(attention materiau potentiellement cancerigene par emanation de fibres)
- un vide d'air.
- soit par un mortier de terre, ce qui est la methode traditionnelle, mais qui est tres peu pratiquee aujourd'hui.
Les materiaux les plus utilises sont les briques (terre cuite ordinaire, refractaire, BTC), la steatite, le beton de chamotte, les parpaings pleins, les pierres naturelles (granit, calcaire, ardoise...).
Allemagne
Il est important de bien etre attentif au cote sanitaire du materiau choisi :
- par exemple; le granit est a bien controler, car nombre de granits degagent de la radioactivite naturelle, et l'experience semble montrer que cette radioactivite augmente avec la mise en chauffe du materiau (mesures de 1 100 Bq/m
3
d'air, mesures effectuees sur un poele habille de granit en Bretagne).
- l'emploi de tout materiau doit etre precede de precautions de bon sens, aussi il est souhaitable de demander au fabricant si l'utilisation du produit est souhaitable avec des temperatures elevees (risques d'emanation, etc).
Les briques de l'habillage peuvent etre maconnees de plusieurs facons :
- par un mortier batard
- par un mortier argileux, c'est la methode traditionnelle, visant a obtenir un mortier souple. Le mortier d'argile est reutilisable, facilement reparable (sans traces de reparation), et permet de faire evoluer le poele facilement (extension du poele, changement du foyer, etc.).
- par des coulis silicates, dans le cas d'habillage tres fin.
Suisse
- Eva Roth Heege;
Ofenkeramik und Kachelofen ? Typologie, Terminologie und Rekonstruktion im deutschsprachigen Raum (CH, D, A, FL);
Edition Schweizerischer Burgenverein, Basel.
(
ISBN
978-3-908182-23-8
)
- Unger, Ingeborg;
Kolner Ofenkacheln. Die Bestande des Museums fur Angewandte Kunst und desKolnischen Stadtmuseums.
Koln1988.
(
ISBN
3-927396-01-X
)
.
- The Finnish Fireplace Construction Manual
, de Heikki Hyytiainen et Albert Barden
- Poele a accumulation, le meilleur du chauffage au bois
, de Vital Bies et Marie Milesi, aux editions Terre Vivante,
(
ISBN
978-2-914717-80-9
)
- The Book of masonry stove, rediscovering an Old Way of Warming
, de David Lyle
- ↑
Eva Roth Heege,
Ofenkeramik und Kachelofen ? Typologie, Terminologie und Rekonstruktion im deutschsprachigen Raum (CH, D, A, FL)
, edition Schweizerischer Burgenverein, Basel
(
ISBN
978-3-908182-23-8
)
La norme NF EN 15544 est une norme issue des travaux scientifiques de l'institut technologique de Vienne en Autriche, elle garantie les performances (tirage, non pollution) des poeles.
La norme NF EN 13384 est simplement une regle de calculs qui permet de verifier qu'il y a un equilibre entre le tirage du conduit de fumee et le poele.
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