Fenêtres sur le passé

1891

Le chauffage des appartement par la méthode indirecte

Source : La Dépêche de Brest 14 décembre 1891

 

Dans un assez grand nombre de cas, la méthode directe, pour le chauffage des appartements,

n'est pas applicable, ou serait trop dispendieuse.

C'est alors qu'on a recours à la méthode indirecte et qu'on installe des appareils appelés calorifères à air,

calorifères à eau, ou calorifères à vapeur, suivant le véhicule employé.

 

Chacun de ces appareils contient essentiellement un fourneau, où s'échauffe le fluide qui doit transporter la chaleur, puis un système plus ou moins compliqué, plus ou moins étendu, de tuyaux dans lesquels il doit circuler.

 

Pour les calorifères à eau, comme pour ceux à vapeur, il existe, en outre,

dans les endroits où l'on désire amener le plus de chaleur, des réservoirs dans lesquels l'eau

ou la vapeur s'arrêtent plus ou moins longtemps.

 

Le fourneau est presque toujours dans le sous-sol.

Les calorifères à air chaud se rapportent à deux types,

mais ne diffèrent guère que par la manière dont la chaleur

est communiquée à l'air qui doit la transporter.

Dans les uns, cet air circule à l'intérieur d'un gros tube plusieurs fois recourbé, entouré par la flamme.

Dans les autres, c'est, au contraire,

la flamme qui est renfermée dans une sorte de poêle,

appelé quelquefois cloche, autour duquel l'air circule.
 

Ce poêle porte souvent des replis saillants, destinés à augmenter sa surface.

 

Le premier type est moins avantageux que l'autre, car une partie de la chaleur est absorbée par les parois du fourneau, et par conséquent perdue en réalité pour le chauffage.

 

Dans ces calorifères, et quel que soit le type employé, l'air entre toujours par la partie inférieure, monte à mesure qu'il s'échauffe et vient se dégager dans les salles par des ouvertures appelées bouches de chaleur.

Ce procédé produit aussi l'aération, en même temps qu'il chauffe ;

mais-à l'inverse des cheminées, qui provoquent toujours l'entrée de l'air froid dans les pièces où elles se trouvent,

les calorifères introduisent sans cesse de l'air chaud.

Il est bon, toutefois, de prendre] quelques précautions, si on veut que l'air qui arrive chauffé

n'apporte pas avec lui l'odeur que répandent les poêles métalliques.

Nous nous permettrons, ici, d'ouvrir une parenthèse

pour dire quelques mots de la cause qui produit

le mouvement ascendant de l'air dans les calorifères

et le tirage des poêles et des cheminées.

 

Comme les solides et les liquides, et même beaucoup plus qu'eux, les gaz se dilatent, c'est-à-dire qu'ils augmentent de volume

quand leur température s'élève ;

de sorte qu'à volume égal, ils arrivent à peser moins.

Ainsi, par exemple, dans les circonstances ordinaires,

un mètre cube d'air, à zéro, pèse environ

1 kilogramme 293 grammes ;

mais si on le chauffe jusqu'à la température de l'eau bouillante, jusqu'à 100 degrés, il se dilate tellement que le même volume

ne pèse plus que 945 grammes environ.

 

Cette légèreté relative de l'air chaud par rapport à l'air froid peut se mettre en évidence par une expérience

bien simple, dont l'idée première serait due à Franklin, d'après quelques auteurs.

 

Supposons qu'on ait une salle fortement chauffée, donnant sur un couloir où il fait très froid.

Si l'on entr'ouvre la porte, de l'air chaud sort de la salle, pendant que de l'air froid y entre.

Mais cet échange, ce double mouvement ne se produit pas de la même manière

dans toute la longueur de l'ouverture.

 

En effet, si on place une bougie allumée en bas de cette ouverture,

on voit que la flamme est vivement poussée vers l’intérieur ;

tandis qu’en haut, elle est, au contraire, poussée vers le couloir.

Cela montre évidemment que l'air qui sort de la salle, l'air chaud, est plus léger que l'air froid qui rentre,

puisque ce dernier ne se meut qu'à la partie inférieure,

tandis que l'autre passe par la partie la plus élevée de l'ouverture.

 

Cela étant, il est facile de comprendre que l'air qui s'échauffe

dans les calorifères, devenant plus léger,

doit nécessairement s'élever et être remplacé par de l'air froid.

 

Le tirage des cheminées et des poêles s'explique de la même façon :

l'air contenu dans une cheminée ou dans le tuyau d'un poêle, s'échauffant, ne peut faire autrement que de s'élever.

C'est aussi sur les changements de densité qu'éprouve l'air, sous l'action de la chaleur,

que repose en partie la théorie des mouvements de l'atmosphère, des vents en particulier.

 

Mais il est temps de revenir à nos calorifères.

 

Pour ceux à eau chaude le chauffage se fait presque toujours dans une chaudière à foyer intérieur,

dont l'extérieur se trouve aussi enveloppé par les gaz chauds.

Un tuyau, qui part de la partie supérieure de la chaudière,

monte directement jusqu'en haut de la maison,

où il aboutit à un récipient communiquant librement avec l'air,

ou muni d'une soupape de sûreté.

De ce récipient, l'eau descend aux divers étages, par des conduits qui la mènent dans les réservoirs dont nous avons déjà parlé,

et qui sont disposés dans les endroits où il faut faire arriver beaucoup de chaleur.

Ces réservoirs, un peu à cause de leur forme, sont appelés

poêles à eau chaude.

De ces poêles, l'eau, refroidie, revient à la partie inférieure

de la chaudière.

 

Pour bien comprendre comment l'eau peut circuler

ainsi dans les tuyaux qui sont toujours pleins,

il suffit encore de se rappeler que la chaleur fait dilater les corps

et qu'ils deviennent d'autant plus légers que leur température

est plus élevée.

 

Il est vrai qu'à ce point de vue, l'eau présente une singulière anomalie ; mais, au-dessus de quatre degrés,

elle rentre dans la règle générale.

Aussi, dès que la température s'élève un peu dans la chaudière, l'eau la plus chaude gagne la partie supérieure et monte dans le tube ascendant.

Pendant ce temps, l'eau froide arrive à la partie inférieure de la chaudière.

C'est, comme on l'a vu, toujours la même eau qui sert.

Ce procédé de chauffage est économique et ne présente pas les inconvénients des poêles,

ni même ceux des calorifères à air chaud.

Il est employé dans un grand nombre d’établissements ;

dans beaucoup d’hôpitaux surtout.

C'est le seul usité dans le chauffage des serres.

On doit remarquer, toutefois, qu'il ne produit pas l'aération des salles.

 

Dans la plupart de ces calorifères, la température du liquide

ne dépasse jamais 100 degrés ;

la pression n'est donc pas supérieure à une atmosphère, et,

dans ce cas, le réservoir le plus élevé communique librement avec l'air. 

Mais il existe d'autres appareils, dits à haute pression, dans lesquels on emploie de l'eau surchauffée, et,

pour l'empêcher de se vaporiser, l'ensemble des tuyaux doit être bien clos et présenter une résistance suffisante.

Le réservoir supérieur ne communique pas directement avec l'atmosphère ;

il est muni d’une soupape convenablement chargée,

qui pourrait s'ouvrir si la pression intérieure dépassait la limite prévue.

Ces appareils permettent de distribuer une assez grande quantité de chaleur avec une très petite masse d'eau

et des tuyaux très étroits.

Certains de ces calorifères à eau surchauffée ont une pression maxima de 5 atmosphères environ ;

mais il existe un système d'origine anglaise,

qui atteint jusqu'à 15 ou même 20 atmosphères.

Le diamètre des tuyaux et la quantité d'eau à employer

se trouvent alors considérablement réduits.

Ainsi, pour chauffer un ensemble de pièces contenant 500 mètres cubes d'air, avec 150 mètres de tuyaux,

il suffit de 30 kilogrammes d'eau, et le volume du fourneau

ne dépasse pas un mètre cube.

 

Quant à la dépense en combustible, des expériences faites à Paris, à la prison militaire de la rue Cherche-Midi, ont montré

que cinq kilogrammes et demi de charbon suffisent

pour maintenir, pendant douze heures, 100 mètres cubes d'air

à 15 degrés, quand la température extérieure est à zéro.

 

Mais l'installation de ces calorifères à très hautes pressions demande à être faite avec le plus grand soin.

Toutes les précautions doivent être bien prises pour éviter les ruptures des tuyaux, et même les moindres fuites

qui pourraient se produire, soit sous l'effort de la pression, soit par la dilatation qu'occasionne 

l'élévation de température.

 

Les calorifères à vapeur sont des appareils qui, au lieu d'envoyer dans les tuyaux de l'air chaud ou de l'eau chaude,

y envoient de la vapeur d'eau.

Cette vapeur est, pour la chaleur, un véhicule beaucoup

plus puissant que les précédents et qui s'accommode

bien des tuyaux d'un tout petit diamètre.

 

En effet, un kilogramme d'air, chauffé à 100 degrés,

par exemple, ne pourra céder, en se refroidissant jusqu'à zéro, que 24 calories de chaleur,

puisqu'il n'absorbe que cela en s'échauffant ;

un kilogramme d'eau, dans les mêmes conditions,

cédera 100 calories.
 

Mais pour la vapeur, en supposant même qu'elle ne soit qu'à 100 degrés, c'est bien autre chose :

chaque kilogramme pourra céder jusqu'à 537 calories, rien qu'en se condensant, sans changer de température,

tout simplement en revenant à l'état d'eau à 100 degrés.

Cette eau elle-même pourra encore servir à chauffer et abandonnera 100 calories par kilogramme

en se refroidissant jusqu'à zéro.

 

Dans ces appareils, des tuyaux partent de la partie supérieure de la chaudière, conduisent la vapeur

dans des récipients appelés poêles à vapeur, placés dans les endroits qu'on désire chauffer.

De ces poêles partent des embranchements qui vont dans diverses directions, et qu'on peut isoler par des robinets.

Pendant son parcours et principalement dans les poêles, la vapeur se condense, en dégageant beaucoup de chaleur, comme nous l'avons vu.

 

La plus grande partie de l'eau de condensation revient à la chaudière, l'autre est retenue dans les poêles,

ou sert encore parfois à chauffer certaines pièces.

 

Les calorifères à vapeur conviennent surtout pour le chauffage des édifices très vastes, nécessitant de longs tuyaux.

 

Le palais de l'Institut et de la Bourse, à Paris, sont depuis assez longtemps munis d'appareils à vapeur

qui peuvent être considérés comme des modèles du genre.

 

J. D.

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Dernière mise à jour - mars 2021