Par Chuck Newcombe
Nous vivons dans une maison construite dans les années 1950, avec une cheminée traditionnelle qui nous a posé des problèmes pendant des années à cause d'un mauvais tirage, qui générait de temps en temps de la fumée dans le salon. À cause de certains problèmes, nous avons installé des portes vitrées et avons testé diverses grilles et gadgets avec des ventilateurs et des conduits pour acheminer l'air de la pièce dans la cheminée et l'en faire ressortir, en envoyant l'air chauffé dans la pièce.
Récemment, après avoir réduit les courants descendants en faisant installer une coiffe sur la cheminée, j'ai à nouveau testé le fonctionnement de la cheminée. Je dois admettre que cet intérêt soudain a été suscité par la défaillance imminente de la grille plane conventionnelle que nous avions utilisée pendant des années. Et, avec l'aide d'une Caméra infrarouge Fluke TiR1, je peux à présent vous montrer les résultats de mes tests les plus récents.
Ces ouïes canalisent la chaleur
Alors que notre grille est principalement plane, elle a deux ouïes intégrées qui me permettent d'empiler des bûches à proximité de l'arrière de la cheminée, et j'ai découvert que nous avions moins de bouffées de fumée dans la pièce si j'empilais les bûches à l'arrière de ces ouïes. Je n'avais pas réalisé, jusqu'à ce que je prenne cette photo avec la caméra thermique, à quel point ces ouïes étaient efficaces pour canaliser la chaleur vers la paroi arrière de la cheminée. Imaginez ma surprise lorsque j'ai pris cette photo montrant que cette paroi rayonnait toujours une chaleur significative dans la pièce longtemps après que les braises du feu de la soirée précédente avaient refroidi.
Cette découverte m'a envoyé à la recherche d'une nouvelle grille et d'un système qui pourrait tirer le meilleur parti de notre cheminée problématique. Comme c'est habituellement le cas, ma découverte empirique d'une manière efficace de faire fonctionner notre cheminée est un principe bien connu, au cœur du système grille-réflecteur commercialisé par une entreprise du Connecticut. Après davantage de recherches sur le système qu'elle proposait, j'ai commandé une nouvelle grille, ainsi que ce que l'on appelle « plaque de cheminée réfléchissante », c'est-à-dire une plaque en acier que l'on place contre la paroi arrière de la cheminée.
Une série de tests
Lorsque les composants commandés arriveront, je commencerai une série de tests.
D'abord, j'utiliserai uniquement la nouvelle grille, en chargeant le bois entre les bras avant de la grille et la paroi arrière en briques de la cheminée.
Ensuite, j'allumerai le feu et le laisserai brûler pour la soirée. Lorsqu'il ne restera plus que des braises, je prendrai des photos thermiques de la situation, en enregistrant le rayonnement de la paroi arrière en brique. J'enregistrerai également les résultats le lendemain matin, comme ci-dessus.
Une nuit prochaine, et après avoir mis la nouvelle plaque de cheminée en acier en place, je lancerai à nouveau une flambée et répèterai la séquence de test.
Chercher des réponses
Voici ce que je suis curieux de trouver :
- quelle est la différence entre la paroi arrière en brique et la plaque de cheminée en acier quant au rayonnement de chaleur dans la pièce pendant que le feu brûle ?
- Quelle est la différence de rayonnement pendant la période de refroidissement après que le feu s'est éteint ?
Je suis pratiquement sûr que la plaque d'acier peut être plus efficace comme réflecteur pendant que le feu est actif, mais je me demande si elle ne va pas perdre de chaleur plus rapidement que la paroi arrière en brique une fois le feu éteint à cause de sa masse inférieure et de sa chaleur spécifique par rapport à la brique.
Il est bien sûr tout à fait possible que les résultats de mes expériences soulèvent un tout nouvel ensemble de questions. Mais enfin, c'est la finalité de la science.
Nombre d'entre nous avons étudié la physique de base au lycée et fait des expériences en laboratoire qui démontraient et vérifiaient les lois et formules qui nous étaient enseignées. Je me suis servi de ces principes de base toute ma carrière, afin de confirmer ce que je pensais savoir, ou pour apprendre des choses que je n'avais jamais envisagées auparavant.
Je vais prendre l'exemple d'un bain à température stabilisée que j'ai construit pour abriter des cellules étalon primaires employées pour fournir des étalons de tension pour une utilisation en laboratoire aéronautique. J'avais prévu d'utiliser une température où le coefficient de température de la tension était proche de zéro. Cela se produisait à 4 degrés Celsius. J'ai atteint cette température en utilisant les principes de refroidissement de thermocouples Peltier lorsque le courant les traverse. Après de nombreux ajustements à mon système de contrôle, j'ai pu obtenir la température stable souhaitée.
Le problème que je n'avais pas prévu était la différence de température entre les cellules étalon dans la chambre thermique et l'environnement ambiant du laboratoire. Je n'avais pas restreint de manière adéquate les mouvements d'air via l'isolation utilisée dans le logement, et très vite les surfaces internes du refroidisseur avaient de l'humidité condensée venant de l'air dans la chambre interne.
Un processus similaire prend de l'humidité de l'air dans votre maison pendant les saisons froides, vous laissant avec une humidité faible, et une accumulation d'humidité dans les zones de vos murs où l'air circule.
Les caméras thermiques Fluke peuvent vous aider à localiser ces pièges et à y rémédier.
J'en dirai plus sur les expériences avec ma cheminée dans un article à venir.