Boisseaux pour conduits de fumée

Un article de TerraWiCotta.

Les boisseaux sont des composants de terre cuite qui permettent de réaliser des conduits de fumée. Le produit est essentiellement français et italien. Les ventes de boisseau terre cuite en France représentent environ 50 000 t/an. Le marché est actuellement difficile :

• le nombre de conduits de fumée diminue (développement du chauffage électrique, extension de l’emploi des chaudières à gaz à ventouse qui ne nécessitent pas de conduit d’évacuation) ;
• quand il y a un conduit, il y a une compétition avec d’autres matériaux en particulier le conduit métallique.

La présence d’un conduit de fumée dans une maison est cependant un élément de sécurité vis-à-vis des approvisionnements énergétiques et de leurs variations de coûts. Il permet un changement facilité du mode d’énergie de chauffage. Par ailleurs le rejet des fumées sur le toit, plutôt qu’en façade, est un élément de sécurité, de salubrité, et d’esthétique, encore mal reconnu par les autorités. Comme il existe différents types de foyer, il existe aussi différents boisseaux. On distingue ainsi les installations de forte puissance pour le chauffage collectif et de faible puissance pour le chauffage individuel. Selon le combustible, on trouve :

• les chaudières à gaz, avec des fumées propres, émises à basse température. Ces chaudières sont éventuellement à condensation. Selon la température de sortie des fumées et l’isolation du conduit, il est possible que les fumées se refroidissent et se condensent avant la sortie. Le boisseau fonctionnera alors en condition humide avec des condensas peu corrosifs ;
• les chaudières à mazout, avec éventuellement des fumées contenant un peu de suie. Le fioul peut contenir plus ou moins de soufre (> 0,2 %) et être plus ou moins corrosif ;
• les foyers ouverts qui fonctionnent au bois, au charbon, à la tourbe. Ici, le dépôt de suie est important. Les fumées sont corrosives. Il y a aussi le risque de feu de cheminée si le conduit n’est pas ramoné ;
• les inserts qui fonctionnent aussi au bois mais qui, par leur efficacité de combustion, sont susceptibles de générer des fumées à plus haute température.

Les boisseaux en terre cuite sont plutôt utilisés dans les maisons individuelles pour les foyers ouverts et les inserts. Les boisseaux doivent satisfaire aux prescriptions générales de la norme EN 1443 « Conduits de fumée, exigences générales » et à la norme spécifique EN 1806 « Boisseau en terre cuite/céramique pour conduits de fumée simple paroi ». Cette norme contient à la fois les spécifications du produit et les procédures d’essai. Selon cette norme les boisseaux sont répartis en différentes classes selon :

• la température d’utilisation : 200 °C, 300 °C, 400 °C ou 600 °C ;
• les conditions d’utilisation (fumée sèche sans condensas ou humide avec condensas) ;
• la résistance ou non au feu de cheminée ;
• la pression de fonctionnement ; les boisseaux fonctionnent toujours en pression négative mais deux classes sont distinguées selon l’étanchéité en dépression : N1 et N2 ;
• La résistance à la corrosion. Les boisseaux en terre cuite sont d’office classés en classe 3, Haute résistance à la corrosion, et peuvent être utilisés pour les fumées les plus corrosives.

Sommaire 1 Formes et sections 2 Propriétés et essais 3 Mise en œuvre 4 Produits accessoires des boisseaux

Formes et sections

Les boisseaux de terre cuite se présentent soit en section extérieure carrée, soit en section rectangulaire. Il existe, en outre, dans certaines régions, des boisseaux de section circulaire. Les sections intérieures sont soit carrées soit circulaires. Les boisseaux de terre cuite sont à parois pleines ou à parois alvéolées. L’épaisseur des parois est de 3 à 5 cm et davantage pour les boisseaux alvéolés. Les extrémités sont présentées soit à feuillure, soit à biseau, soit à coupe franche. La longueur des éléments est déclarée par le fabricant ; elle est souvent de 33 cm (3 au mètre) ou de 50 cm (2 au mètre) quand l’épaisseur de la paroi est de 3 cm. Elle est de 25 cm (4 au mètre) ou 33 cm (3 au mètre) dans les modèles à paroi de 5 cm, pleins ou alvéolés, qui sont plus lourds (voir figure 74). Pour l’utilisation avec condensas, la paroi interne est généralement émaillée.

Figure 73 Exemples de boisseaux

A côté des boisseaux droits, il existe des éléments spéciaux pour les dévoiements (boisseaux dévoyés), pour les prises de fumées (manchettes), les changements de section, ainsi que pour la mise en place de trappes de ramonage. Il existe des boisseaux isolés thermiquement sous Avis techniques : – boisseaux à isolation intérieure. On introduit dans les alvéoles verticales des panneaux prédécoupés en laine de roche incombustible et non hydrophile. L’aspect extérieur est très soigné ; – boisseaux à isolation extérieure fixée. Une ceinture isolante en laine de roche de 30 à 40 mm d’épaisseur est collée et fixée par des attaches rigides autour du boisseau. Un grillage galvanisé protège l’isolant et reçoit en usine un enduit extérieur en ciment d’environ 4 mm. Ces boisseaux sont plus isolés thermiquement que les précédents.

Propriétés et essais

La norme boisseau prévoit un certain nombre d’essais :

• contrôles de la géométrie : hauteur, angles, rectitude, équerrage et planéité des faces d’appui, épaisseur d’isolation ;
• résistance à la compression. Les sections droites doivent supporter une contrainte de 10 MPa. Les accessoires doivent supporter des charges données suivant l’emploi (de 25 kN à 100 kN) ;
• absorption d’eau ;
• masse volumique apparente ;
• résistance aux acides (acide sulfurique 100 °C, 6 heures, pertes de masse < 2 ou 5 %) ;
• résistance au feu. L’essai simule les conditions de fonctionnement du conduit. Il comprend une montée en température de 1 heure, suivie d’un maintien de 4 heures. A titre de sécurité, le test est réalisé à une température supérieure (de 50 °C à 400 °C) à la température d’utilisation déclarée. On mesure la température finale extérieure obtenue, et on en tiendra compte pour déterminer la distance au feu ;
• test de choc thermique. L’essai simule un allumage brutal. Il se réalise sur un assemblage de deux boisseaux. Il consiste à monter en température très rapidement (de 2,5 à 10 minutes) à la température de l’essai de résistance au feu précédent et à la maintenir pendant 30 min. On mesure généralement l’étanchéité au gaz après ce test ;
• test de feu de cheminée. Il est appliqué aux boisseaux de qualité résistante au feu de cheminée. La température est montée à 1 000 °C en 10 minutes et cette température est maintenue pendant 30 minutes. On mesure la température maximale atteinte sur la face extérieure et on examine la variation de la perméabilité au gaz. On ne contrôle pas l’état structurel final des produits. En fait il s’agit du test de choc thermique appliqué à un boisseau résistant au feu de cheminée ;
• test d’étanchéité au gaz (essai de perméabilité). On mesure l’étanchéité à l’air avant et après le test de choc thermique. La perméabilité avant test doit être inférieure à 0,002 m3/(s.m2) sous une pression différentielle de 40 Pa. Après test de choc thermique, la norme donne la pression d’essai et le taux maximal de perméabilité selon la classe d’étanchéité du boisseau (Tableau 76):

• test d’étanchéité à la vapeur. Pour les boisseaux utilisés en conditions humides, il existe un test de perméabilité à l’eau et à la vapeur. On réalise un flux d’air humide à l’intérieur du boisseau (air saturé, 50 °C, 1 m/s). La perméabilité doit être inférieure à 2 g/m2 et par heure ;
• résistance au ramonage. On frotte un boisseau qui a subi le test de choc thermique avec une brosse de ramonage (100 frottements). La perte de masse doit être inférieure à 30 g/m2.

Par ailleurs la résistance thermique à 200 °C doit être déclarée. Elle peut être calculée sans mesure expérimentale à la température. La norme explique comment réaliser l’évaluation de la conformité. Le marquage CE pourra prochainement être mis en œuvre. Le système d’attestation de conformité est de 2+. Il existe en France des marques de qualité volontaires sur les boisseaux.

Mise en œuvre

En France, la mise en œuvre doit être conforme aux prescriptions du DTU 24.1 (NF P 51-201). Lorsque les boisseaux présentent un dispositif d’emboîtement, l’emboîtement mâle doit être dirigé vers le bas, afin d’éviter les coulures dues aux condensations éventuelles. Les sections intérieures minimales sont les suivantes : – foyer ouvert : 400 cm2 ; – foyer fermé : 250 cm2 pour les appareils à charbon ou à mazout ; cette section peut être réduite pour les conduits destinés uniquement à l’évacuation des produits de combustion des appareils à gaz. Pour une application donnée, on peut utiliser le boisseau de qualité correspondant ou un boisseau de qualité supérieure.

Produits accessoires des boisseaux

Associé au conduit de cheminée, il y a souvent un terminal en terre cuite qui surmonte le conduit. Ce terminal doit répondre à la norme EN 13502 et le marquage CE doit être appliqué avec le niveau d’attestation de conformité 4. Ce terminal doit subir un test de gel.