Cahier des charges du conduit échangeur

La définition des critères essentiels du cahier des charges du conduit échangeur à triple paroi

pour poêle à granulés est établie en accord avec l’ensemble des membres de la direction technique de

l’industriel partenaire du projet.

 Raccordement & Intégration

Le raccordement du conduit échangeur doit être parfaitement compatible avec la gamme de

conduits étanches développée par l’industriel pour équiper les poêles à granulés. Les tubes qui forment

le conduit échangeur doivent avoir des diamètres qui correspondent à ceux couramment usinés par

l’industriel. Il faut également que l’intégration du conduit échangeur dans la colonne de cheminée soit

aisée et que son encombrement soit limité pour pouvoir être installé dans un local technique.

 Simplicité & Robustesse

Le conduit échangeur doit être le plus simple possible. Il doit être perçu par l’utilisateur

comme une « boîte noire » nécessitant peu ou pas de maintenance. Les différents tubes doivent être en

acier inox, conformément aux exigences relatives à l’évacuation des produits de combustion et au

savoir faire de l’industriel.

 Sécurité & Fonctionnement

Il est indispensable que l’utilisation du conduit échangeur garantisse la sécurité complète des

occupants. L’air doit donc circuler au sein d’une zone de passage totalement étanche comprise entre le

tube central d’évacuation des fumées et l’espace annulaire d’admission d’air de combustion. De cette

façon, ni la fumée, ni l’air de combustion ne peut venir se mélanger à l’air qui est ensuite soufflé dans

l’habitation. À l’image des systèmes de récupération et de distribution d’air chaud les plus récents,

l’air que l’on souhaite réchauffer doit être pulsé au sein du conduit échangeur pour poêle à granulés.

En effet, le fonctionnement en pulsion est reconnu comme étant plus sûr que le fonctionnement en

aspiration. Dans tous les cas, le ventilateur doit donc se situer en amont du conduit échangeur.

 Performances & Adaptabilité

Les performances de l’échangeur doivent contribuer à répondre aux besoins de chauffage et

plus particulièrement à une meilleure répartition de la chaleur dans les bâtiments de type BBC équipés

d’un poêle à granulés comme unique appoint de chauffage. La solution de prélever l’air à proximité du

poêle à granulés peut être envisagée, mais elle ne correspond pas forcément au fonctionnement

optimal attendu d’un système de récupération et de distribution d’air chaud dans un bâtiment de type

BBC. En effet, il est important de ne pas perturber la circulation de l’air au sein de l’habitation, telle

qu’elle est définie et contrôlée par le système de ventilation mis en place. À ce titre, comme la quantité

d’air à réchauffer peut s’avérer importante, voire équivalente au débit total d’air de ventilation, il peut

être risqué de prélever la totalité de l’air dans la pièce où est installé le poêle. Ainsi, le choix est fait de

développer un conduit échangeur qui soit complètement intégré à la ventilation et qui soit basé sur le

chauffage de l’air neuf introduit dans le bâtiment.

Dans les habitations de type BBC, la ventilation est le plus souvent mécanique, bien qu’il

existe aussi quelques systèmes de ventilation naturelle assistée, comme exposé dans la partie 1.5. Le

couplage du conduit échangeur avec le système de ventilation doit alors être étudié plus en détail.

Couplage avec le système de ventilation

Dans un premier temps, l’air neuf entrant dans l’habitation doit pouvoir être canalisé pour être

ensuite pulsé au sein du conduit échangeur. Les systèmes de ventilation mécanique contrôlée à simple

flux (VMC-SF) à extraction répartie ou centralisée peuvent donc être compatibles avec la mise en

place d’un tel système, à condition de regrouper les entrées d’air et d’installer un réseau complet de

soufflage à destination des différentes pièces de vie. Cela entraîne aussi nécessairement l’ajout d’un

ventilateur en amont du conduit échangeur sur ce réseau de soufflage de l’air neuf. Ce ventilateur de

soufflage étant obligatoire, l’intégration du conduit échangeur au réseau d’un système de ventilation

mécanique par insufflation (VMI) présente alors l’intérêt de ne pas rajouter de réseau supplémentaire

pour la distribution de l’air et d’utiliser un seul ventilateur. Ces deux possibilités sont illustrées sur le

schéma de gauche de la Figure 2.5, avec selon le système de ventilation retenu, la présence ou non

d’un ventilateur sur l’air extrait.

Le couplage du conduit échangeur pour poêle à granulés avec un système de ventilation

mécanique contrôlée à double flux (VMC-DF) est une solution particulièrement intéressante à

envisager, d’autant que ce type de système de ventilation est promis à un fort développement dans les

habitations de type BBC. En effet, ce couplage présente l’intérêt de considérer le conduit échangeur

comme un élément permettant d’apporter un appoint de chaleur sur l’air neuf déjà préchauffé au

niveau de l’échangeur de la centrale de ventilation, comme décrit par le schéma de droite donné par la

Figure 2.5. Ici encore, il n’est pas besoin d’introduire de ventilateur supplémentaire et les débits

soufflés et extraits sont contrôlés par l’unité de ventilation.

Quelle que soit la configuration de couplage adoptée, il est choisi de conserver une possibilité

de dérivation d’une partie de l’air neuf avant son passage au sein du conduit échangeur, comme

précisé par les flèches en pointillés bleu sur les deux schémas de la Figure 2.5. En effet, il n’est pas

forcément nécessaire de souffler un air très chaud dans la pièce contenant l’appareil de chauffage au

bois. Il peut également être souligné que dans le cas d’un couplage avec une VMC-DF, la partie de

l’air neuf qui ne circule pas dans le conduit échangeur et qui est directement soufflée dans la pièce de

vie principale possède une température qui reste acceptable, puisqu’elle a été réchauffée au sein de

l’unité de ventilation. En tenant compte des contraintes de fabrication, une valeur de 125 mm est

retenue pour le diamètre des piquages de ventilation sur le conduit échangeur, pour y permettre le

passage de la quasi-totalité de l’air de ventilation d’une habitation.

Conduit échangeur couplé à une VMC-SF ou une VMI Conduit échangeur couplé à une VMC-DF

Figure 2.5 : Schémas de couplage entre le conduit échangeur et différents systèmes de ventilation

Air neuf (AN) Air extrait (AE) Fumées de combustion (FC) Air de combustion (AC)

AN

AE

FC

AC

FC

AN

AE

AC

( )

Synthèse

Dans le cadre de ce travail, la possibilité de réchauffer directement de l’air repris dans le

séjour pour le distribuer dans les autres pièces de vie n’est pas retenue, car elle peut entraîner des

risques importants de déséquilibre des débits de ventilation dans une habitation de type BBC.

Lorsque le conduit échangeur n’est pas intégré au réseau de soufflage d’un système de

ventilation équipé d’un ventilateur, il est nécessaire d’en ajouter un en amont pour y pulser l’air devant

être réchauffé. Comme ces configurations ne semblent pas être destinées à un fort développement dans

les habitations de type BBC, le travail s’oriente davantage vers une intégration du conduit échangeur

dans le réseau de soufflage d’air neuf d’un système de ventilation de type VMI ou VMC-DF.

En particulier, l’association du conduit échangeur avec une VMC-DF semble constituer une

réponse pertinente face aux exigences des habitations de type BBC, car elle permet d’apporter un

appoint de chaleur sur l’air neuf de ventilation tout en bénéficiant des hautes performances et des

possibilités de contrôle de la VMC-DF.

La question de la mise en place d’un dispositif de contrôle de l’air soufflé en aval du conduit

échangeur est également posée. C’est en effet une sécurité supplémentaire qu’il convient de prévoir

lors des phases d’essai du système, mais l’objectif affiché est de s’affranchir de tout système actif lors

de la commercialisation du produit. De la même façon, l’introduction d’un by-pass total ou partiel du

conduit échangeur n’est pas retenue, car la question d’une régulation des températures par pièce dans

une habitation de type BBC n’est plus aussi pertinente qu’autrefois, où certaines pièces restaient

froides dans un souci d’économie de chauffage. Ici, la valorisation d’une partie de la chaleur des

fumées de combustion doit permettre de tendre vers une homogénéisation de la température dans les

différentes pièces de l’habitation.

Finalement, le conduit échangeur doit apparaître sur le marché comme un composant statique

parfaitement intégré au conduit de cheminée et posséder un rôle de facilitateur permettant notamment

l’association d’un système de ventilation de type VMC-DF et d’un poêle à granulés de bois. Le

Tableau 2.2 propose une synthèse des principaux critères du cahier des charges du conduit échangeur

pour poêle à granulés, ainsi que les différentes solutions qui leur sont associées.

Tableau 2.2 : Inventaire des critères et des solutions associées pour la conception du conduit échangeur

Critères Solutions associées

Raccordement Compatible avec la gamme PGI 80-130 de l’industriel

Intégration Encombrement réduit pour tenir dans une gaine technique

Simplicité Un élément de conduit facilement intégrable (système statique)

Robustesse Tubes en acier inoxydable

Sécurité Étanchéité entre les différents fluides

Fonctionnement Pulsion de l’air dans une calandre entre les fumées et l’air de combustion

Performance Échange à contre-courants des fumées, immédiatement derrière le poêle

Adaptabilité Couplage avec tout système de ventilation possédant un réseau de soufflage d’air neuf.

Dans le document Etude d'un système combiné de ventilation et de chauffage au bois dans les bâtiments à basse consommation d'énergie (Page 112-115)