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Le guide des poelusPoelologie / Une théorie du feu

Une théorie du feu

En résumé

Le bois ne brule pas. Ce sont les fumées issues du bois qui brulent quand elles sont placées dans de bonnes conditions.

 

Il faut :

  • de la chaleur

  • énormément de turbulences

  • de l'oxygène (mais pas trop)

Ces conditions s'obtiennent plus facilement en créant un feu violent et en projetant les gaz à haute vitesse.

 

Et c'est le coeur de chauffe qui doit gérer tout ça.

 

1. Le bois ne brule pas

Le bois est un hydrocarbure solide fabriqué par les arbres. Pour bruler, il doit pouvoir se mélanger avec de l'oxygène. Mais sous forme solide, il ne peut pas !

 

Heureusement, sous l'effet de la chaleur, le bois va se décomposer en gaz : c'est la pyrolyse.

Si les conditions sont réunies, les gaz issus de la pyrolyse du bois vont pouvoir réagir avec l'oxygène de l'air. En un mot : bruler !

Trop rigide pour réagir

Dans un poele de masse, le coeur de chauffe est la partie qui s'occupe de bruler les gaz issus de la pyrolyse du bois.

Pour être plus précis :

  • le foyer (la partie ou on met le bois) lance et entretient la pyrolyse du bois

  • le turbuleur crée les turbulences pour bruler les gaz issus de la pyrolyse du bois

Les deux parties du coeur de chauffe

2. Les fumées sont un combustible

 

Vous l'avez compris : les fumées sont du bois sous une forme gazeuse. Une bonne combustion ne produit donc pas de fumée.

Si un poele fume, c'est qu'il n'est pas capable de bruler les fumées produites par le bois. Il rejette des gaz nocifs (monoxyde de carbone, oxydes d'azote, hydrocarbures volatils..) car très réactifs.

Pas de fumée sans feux mais des feux sans fumée

3. Turbuler pour bien bruler

Mélanger des gaz et de l'oxygène, c'est comme mélanger de l'huile et de l'eau.. pas facile !

Il faut mélanger avec force et longtemps : c'est le role des turbulences.

Théoriquement, ce mélange doit :

  • être le plus chaud possible

  • ​être le plus turbulent possible sans trop ralentir les gaz

  • utiliser le moins d'oxygène possible

Dans notre coeur de chauffe, le Batchblock, les turbulences sont générées par une fente (effet venturi) suivie d'un demi-octogone. L'ensemble crée une multitude de spirales (ou vortex) excellentes pour un bon mélange.

Une bonne soupe

 

Il est facile de reconnaitre un tubuleur qui fonctionne bien : 

  • il ne produit pas de fumée

  • les gaz ont l'odeur de chaussettes mouillées sortant du sèche linges (VÉRIDIQUE !)

  • les flammes sont courtes et confinées

 

Si les flammes sont longues (surtout si elles dépassent du turbuleur), c'est que la combustion n'est pas complète dans le turbuleur. 

 

Malheureusement, hors du turbuleur, la combustion ne pourra pas se finir.. la température n'est pas suffisante.

Des signes qui ne trompent pas

feu_tornade_Atlantic_fire_lab
Une flamme immense car ce "coeur de chauffe" est très mauvais.
Source : The Atlantic, Fire Lab. Tous droits réservés.
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4. De l'air mais pas trop

L'oxygène est un gaz très réactif et nécessaire pour la combustion des gaz issus de la pyrolyse. Il correspond à 21% des gaz de l'air.

Malheureusement, il est à une température glaciale (température ambiante : 20°) comparée à la température des gaz combustibles (température dans le turbuleur : 1200°C).

C'est l'une des raisons pour lesquelles les feux ouverts (dans une vieille cheminée par exemple) brulent si mal : l'air ambiant refroidit le feu !

De plus, l'air qui ne participe pas à la combustion est réchauffé pour rien. Il est pris de l'intérieur de la maison, est réchauffé, puis est expulsé par la cheminée.. mieux vaut utiliser le moins d'air possible et l'utiliser au maximum.

Excès d'air

Il n'est pas rare de voir des publicités qui vantent des systèmes "double combustion", "triple combustion".. voire "quadruple combustion".. mais pourtant un gaz ne brule qu'une fois !

Si il faut plusieurs combustions pour bruler les gaz issus de la pyrolyse du bois, c'est que les combustions successives sont incomplètes.

En réalité par "double combustion" il faut comprendre "deux arrivées d'air différentes". Souvent il y a un arrivée d'air dans le foyer (appelée arrivée d'air primaire) et une autre dans le turbuleur (appelée arrivée d'air secondaire).

Double, triple, quadruple combustion ?

Feu ouvert en extérieur
Beaucoup trop d'air qui refroidit ce feu de camp.
Feu ouvert dans une cheminée
Beaucoup trop d'air part dans cette cheminée ouverte sans avoir participé à la combustion.
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5. L'art de ne pas s'emballer

Le feu est une réaction en chaine : la chaleur du feu provoque la pyrolyse du bois, ce qui alimente encore le feu, et ainsi de suite.

Tous les coeur de chauffe ont une limite au delà de laquelle ils incapables de bruler correctement tous le gaz qui arrivent. Dans ce cas, une partie des gaz part dans l'atmosphère sans avoir été brulée : le poele fume.

Plus un coeur de chauffe est capable de de gérer des feux violents sans s'emballer (ie. plus il est stable), meilleures seront ses performances de combustion. En effet, le feu sera plus chaud, les turbulences plus importantes (à cause de la vitesse des gaz), et une plus grande partie de l'air sera consommée.

Reste encore à réussir à contenir un feu violent.. pas facile !

Dé-chainé

 

6. Comprendre une analyse de combustion

 

Si ces concepts sont clairs pour vous et que vous voulez maitriser le sujet à fond : voir l'article sur les analyses de combustion.

Pour aller plus en profondeur