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Installation Chaudières - Dépannage - Solaire thermique - Solaire photovoltaique - chauffage bois - Pellet - Mazout - Gaz - Pompe à  chaleur

Estoppey Chauffage

Un chauffage de qualité, des energies qui respectent l'environnement !

L'histoire du chauffage a travers le temps

Le chauffage, son histoire et son incroyable évolution au fil du temps. En commençant par le bois avec la maîtrise du feu, en passant par la vapeur, le gaz, le pétrole, ou l’électricité pour arriver aux pompes à chaleur et aux panneaux thermiques ou photovoltaïques  …  partons en voyage à travers les temps !

Préhistoire - la domestication du feu !

Le chauffage démarre avec la domestication du feu. Les plus anciens témoignages remontent à 450 000 ans avant notre ère, sous le règne de l’Homo erectus. Plusieurs sites : en France (Plouhinec en Bretagne), en Chine, en Allemagne et Hongrie démontrent cette domestication. Un collectif de chercheurs israéliens évoque même des traces datant de -790 000 ans découvertes sur les rives du Jourdain.

Outre la protection contre les animaux sauvages et la cuisson des aliments, la maîtrise du feu sert surtout à se…chauffer ! Dans ces temps préhistoriques, il n’y avait que deux techniques pour faire du feu :

La percussion d’un silex contre du minerai de fer éjecte des étincelles sur un initiateur qui peut être un végétal ou un champignon.

La seconde technique consiste à frictionner deux morceaux de bois dont la sciure échauffée qui embrase des brindilles sèches.

Ce n’est pas tout de créer du feu, encore faut-il pouvoir l’entretenir ! C’est la fonction des combustibles qui à cette époque sont essentiellement le bois, les mousses et les autres végétaux secs. En Chine, la houille a depuis très longtemps joué ce rôle.

Antiquité et Moyen-age - de l’hypocauste à la cheminée

Les Romains améliorent une invention grecque datant du IVème siècle av. J.-C. : l’hypocauste. Ce système est tout simplement l’ancêtre du chauffage central. Il comporte un foyer produisant de la chaleur, généralement maintenu à l’extérieur des demeures et des thermes, comme à Olympie ou Syracuse. L’air chaud circule sous le sol, ce dernier étant surélevé de 40 à 50 centimètres par des pilettes en briques, (murs chauffants) donnant sur l'extérieur par des cheminées. Le bassin était surélevé par des piliers en brique, dont la hauteur variable - selon les contructions - (mais fixe) permettait de "réguler" la chaleur à atteindre dans le bassin (entre 30 cm et 60 cm).

Celui-ci pouvait également fonctionner sans bassin, à la manière d'un plancher chauffant classique (le premier chauffage par le sol !).

L'hypocauste est donc le premier plancher chauffant par circulation d'air : sain, économique et écologique

Ce principe de chauffe des bassins et des sols a ensuite perduré dans l'histoire, notamment pour les bassins chauffés des baptistères chrétiens. Il existe encore quelques réalisations actuelles d'hypocaustes sur la base de poêles de masse à bois, de capteurs solaires, etc. Les hypocaustes actuels ont un circuit d'air chaud séparé du circuit des fumées.

La circulation de chaleur produite par un puissant foyer (1) situé à l'extérieur de la maison s'effectue sous les sols portés par des pilettes (2) : petits piliers de briques carrées qui permettent de créer un vide de 40 à 60 cm de hauteur facilitant ainsi la circulation de l'air chaud sous toute la surface de la maison.
Les sols sont en fait des planchers suspendus appelés suspensura (3).
Les murs sont également aménagés avec des briques creuses, les tubuli (4) pour permettre à l'air chaud de circuler et aux fumées de s'évacuer par des canaux  au niveau de la toiture.
Les espaces renfermant les tubuli sont doublés à l’extérieur par des murs  (5),  en moellons ou en briques afin de garder la chaleur.
Ils sont tapissés, à l'intérieur, d'un simple galendage (6), perméable à la chaleur et recouvert de différents motifs ou tentures.

Le brasero

Autre élément pour se chauffer à l’Antiquité : le brasero. Il s’agit d’un récipient en métal posé sur trépieds à l’extérieur, contenant des braises ardentes.

Depuis que l'homme a maîtrisé le feu, il s'est réuni autour de petits foyers de plein air ou dans les grottes. Dans l'antiquité (grecs et romains) et jusqu'au moyen age, le brasero est très répandu pour se chauffer en extérieur.

Cet outil causa de nombreux incendies domestiques. Avec leur fumée gênante, ils furent peu à peu abandonnés à l’ère gallo-romaine. La cheminée devient désormais incontournable, se substituant à l’hypocauste, grâce à l’installation de conduits en tuiles, positionnés dans les murs.

La cheminée

Dans la conception des cheminées, le gigantisme domine dans les châteaux. Les plus pauvres se contentent de récupérer la chaleur naturelle des animaux. Dans une société très rurale, les logements sont donc bâtis au dessus de l’enclos à bestiaux. Des dérivés voient le jour à l’image des bouillottes, chaufferettes ou encore, des bassinoires.

La cheminée est la zone qui reçoit le matériau combustible, la flamme et le conduit d'évacuation. La cheminée (cavité en forme de demi-cône en brique surmonté d'un conduit en tuile) existe aussi bien pour cuisiner que pour chauffer la pièce à vivre. L'âtre deviendra ensuite un lieu social de rassemblement.

Au moyen âge, la cheminée peine à produire une chaleur constante et crée des appels d'air froids forts désagréables. La chaleur est uniquement localisée autour du foyer et l'évacuation des fumées très incomplète.

A partir du XIVème-XVème siècle la cheminée, qui est composée de 2 piliers latéraux sur lesquels reposent une pierre, devient un élément de décoration au même titre que les meubles. Elle peut alors se démonter pour se transporter et être remontée dans sa nouvelle demeure.

Elle est ensuite intégrée à l’architecture des maisons, notamment des populations les plus riches. L’âtre devient un lieu social de convivialité, car c’est l’endroit où tout le monde vient se réchauffer.

Cheminées et potagers

Dans les maisons rurales jurassiennes, fermes neuchâteloises entre autre, ces cheminées tenaient un rôle primordial dans l’organisation de l’habitation. Leur hotte, appelée « tué », était très grande et servait de fumoir pour la conservation des aliments, principalement la viande.
Le haut du tué possédait parfois un "clapet" qui pouvait être fermé de l’intérieur à l’aide d’une longue perche.
Dans l’âtre représenté ci-contre, on peut voir le foyer au centre, les 2 potences de chaque côté avec la crémaillère supportant le chaudron et derrière le foyer, une platine décorée qui conduisait la chaleur dans la pièce attenante que l'on appelait "la belle chambre". A gauche de la platine, une porte en fer permettait d’alimenter en bois un poêle à catelles pour chauffer une deuxième pièce. Au fond à droite, le four à pain, maçonné, qui pouvait être alimenté par les braises provenant directement du foyer. Chapeautant le tout, le tué, noirci par la fumée et impressionnant par ses dimensions, couronne l'ensemble. ll ne manque plus que les saucissons, les jambons et les pièces de lard suspendus dans le tué !
L’âtre fut longtemps utilisé à la campagne, rapidement abandonné à la ville et remplacé par un potager, en pierre, dès le XVIIème, en fonte ou en métal dès le milieu du siècle suivant. Ces premiers potagers ne possédaient pas de tuyaux d’évacuation de fumée ; Ils étaient proche de la cheminée et étaient alimentés en combustible par les braisons et cendres de cette dernière. Ils  n’avaient pas de pieds et étaient posés sur des supports en pierre naturelle d’environ 50 cm de hauteur. Les avantages du potager sur le foyer à feu ouvert sont multiples :
  • L’économie de combustible. La quantité de chaleur produite est directement utilisée pour la cuisson des aliments et les pertes de chaleur sont bien moindres.
  • Le confort de la « cuisinière » préparant les repas est supérieur. Elle peut dorénavant  travailler sur un plan à bonne hauteur et à l’abri des braises pouvant s’échapper de l’âtre.
  • La gestion de la chaleur est meilleure. Qu’ils soient en métal ou de pierre, les plans de cuisson étaient construits selon les mêmes principes que ceux existant sous l’empire romain.

L’âtre était dès lors toujours utilisé pour le chauffage de la cuisine durant la mauvaise saison, pour produire des braisons qui étaient introduits dans le potager ainsi que pour chauffer l’eau qui se trouvait dans un grand chaudron suspendu par la crémaillère à potence, au-dessus du foyer. L’eau chaude était indispensable pour les repas, les lessives, les bains ainsi que pour la préparation de la nourriture des animaux de la ferme. 

Par la suite, les cheminées sont peu à peu abandonnées surtout durant les périodes où le chauffage n’est pas nécessaire et remplacées par des potagers en métal, sur pieds, tels que nous les connaissons actuellement. Ces potagers de nouvelle génération étaient installés d’abord dans l’âtre, les fumées étant évacuées par le « tué » (ou manteau de cheminée) qui domine l’âtre.

En période hivernales ou à l’entre saison, ils étaient déplacés hors de l’âtre et c’est alors que sont apparus les tuyaux de fumées, envoyant cette dernière dans le tué. Dès lors, il n’était plus indispensable que les potagers soient à côté de l’âtre, les tuyaux conduisant la fumée où on le désirait. Les potagers commencèrent ainsi également à avoir aussi un rôle de chauffage de la pièce, le tuyau de fumée faisant office de récupérateur de chaleur.

Source: artisanat.ch

Les chaufferettes

Il existait également à cette époque tout un éventail de différents ustensiles destinés à lutter contre le froid : ces chaufferettes servaient à se réchauffer les mains, les pieds, à tempérer le lit avant de se coucher, et étaient de formes différentes selon les régions.
Leur conception était la même partout où elles étaient utilisées. Elles étaient garnies d’éléments non combustibles et réfractaires dans lesquels on mettait des braises incandescentes. Elles étaient ensuite transportés à main dans les endroits désirés. Lors des fêtes religieuses, lorsqu’on prévoyait que la cérémonie serait longue, les dames emportaient avec elles un chauffe-pied qu’elles posaient au sol. Par la suite, concernant le chauffage du lit par exemple, les chaufferettes ont été remplacées par les bouillottes d’eau chaude, encore en usage actuellement.

Les poêles

Cette époque voit enfin l’apparition du poêle de masse alsacien en faïence :
le Kachelofe.
La chaleur est fournie par le feu véhiculé par les briques réfractaires qui accumulent la chaleur pour la restituer dans la pièce.

Les poêles en céramique apparaissent plutôt performantes et peu gourmandes en bois, impulsant les premiers chauffages à inertie.


Au moyen âge toujours, dans certaines régions, les premiers poêles font leur apparition dès le XIIIème siècle déjà. Ils sont massifs, rectangulaires, souvent avec un chapeau arrondi, en briques de terre cuite perforées d’ouvertures destinées à la sortie de la chaleur que l’on pouvait obstruer à volonté par des étuis cylindriques parfois décorés de mascarons. Les briques pouvaient être peinturlurées de vernis rudimentaires.

Peu de temps après, (fin XIIIème, début XIVème, à nouveau selon les régions) apparaissent les premiers poêles en maçonnerie recouverts de carreaux (catelles).
Ceux-ci vont se répandre rapidement dans les régions suivantes: Suisse romande, Arc jurassien, Alsace, Bade-Wurtemberg, dès le XVIème siècle

Les poêles à catelles.

L’appellation de ces appareils de chauffage diffère d’une région à l'autre.
Si on les appelle « fourneaux à catelles » ou « poêles à catelles » dans les montagnes jurassiennes de Suisse romande, ils prennent le nom de « Kachelhofen » en Alsace (littéralement : poêle recouvert de carreaux), de « Grundhofen » dans le Bade-Wurtemberg…. Tous ces différents types de poêles sont rassemblés sous l’appellation «poêles de masse »
Il n’existe donc pas, à proprement dit, UN poêle de masse mais plusieurs types qui correspondent aux différentes phases d’évolution de cette technologie de chauffage.
L’architecture de ces appareils diffère également selon les régions.
En règle générale, il existe 3 types de poêles à catelles.

Le premier est une construction massive, fixe et adossé à un mur dont le foyer est alimenté en combustible depuis une autre pièce,  à travers une ouverture pratiquée dans le mur.
Très souvent le poêle est alimenté depuis la cuisine qui est faite de matières non combustibles ce qui réduit sensiblement les risques d’incendies.

Le second est un poêle « indépendant» mais construit sur place, alimenté directement en combustible depuis la pièce où il est installé
Le troisième appelé « Kunscht » ou « poêle à banquette » est adossée à un mur. Il est doté d’un siège sur lequel on peut s’asseoir ou même se coucher. Il est généralement construit dans la pièce attenante à la cuisine et se trouve juste derrière l’âtre. La fumée que dégage celui-ci est captée pour circuler à l’intérieur de la Kunscht avant de rejoindre le canal d’évacuation. Ce type de récupérateur de chaleur a été inventé au milieu du XVIème. L’inconvénient est que la pièce dans laquelle il se trouve n’est pas vraiment chauffée mais plutôt tempérée ; ce qui est parfait pour une chambre à coucher, par exemple.

Les poêles à catelles ont rapidement pris l’ascendant sur les cheminées car ils sont beaucoup moins gourmands en combustible et le rendement en chaleur produite est bien supérieur.
Les techniques de construction différaient également d’une région à l’autre. S’ils étaient tous faits en maçonnerie et recouverts de catelles, l’organisation intérieure était différente au niveau des matériaux utilisés. (briques réfractaires, terre cuite, mortier réfractaire argileux, etc…).
Certains chauffaient relativement rapidement mais ne gardaient pas la chaleur. D’autres mettaient beaucoup de temps à s’échauffer mais gardaient la chaleur durant plusieurs heures.
Certains étaient munis d’une niche appelée « cavettes » contournée par le circuit d’air chaud dans laquelle on pouvait mettre un plat à réchauffer, des pommes à cuire ou encore  le sac de noyaux de fruits avant de les glisser entre les draps des lits en guise de chaufferette. D’autres étaient accompagnés d’une tourelle ou d’une « cruche » sur laquelle on pouvait suspendre les habits pour les sécher.

Le poêle, foyer fermé relié à un conduit qui évacue la fumée, a commencé à remplacer la cheminée murale à partir du XVIIème siècle. Le combustible utilisé était le bois et le charbon. De nos jours on utilise encore le poêle et il se retrouve même dans les cheminées, en effet un insert n'est autre qu'un poêle adapté à la cheminée.

Renaissance et révolution industrielle - charbon, fuel et radiateur

Au XVIIIème siècle, les premières machines à vapeur sont conçues grâce au système de chauffage. La Révolution industrielle utilise alors trois principaux combustibles pour faire fonctionner cette énergie : le bois, la tourbe et la houille. Leur carbonisation permet d’obtenir trois nouveaux types de combustible : le charbon de bois, le charbon de tourbe et la coke (charbon de houille). En 1857, la première raffinerie est créée en Roumanie, donnant naissance à l’industrie pétrolière. Cette raffinerie permettait d’alimenter le réseau d’éclairage de Bucarest comprenant mille lampes. Deux ans plus tard, à Wetz, en Allemagne, le premier puits de pétrole entre en fonctionnement. Le fioul est progressivement utilisé dans le chauffage.

En 1855, l’entrepreneur Franz San Galli Karlovich invente le radiateur en fonte pour chauffer l’eau. Il avait appris en Angleterre, deux ans auparavant, les techniques d’usinage de la fonte. Dans la seconde partie du XIXème siècle, les combustibles servant le plus au chauffage sont la houille, les briquettes de houille agglomérées, la coke, la tannée en motte, le bois sec ou ordinaire, le charbon de bois, le gaz de houille, et l’huile de pétrole.

Le chauffage central

Après la Seconde Guerre mondiale, les bâtiments sont loin d’être tous chauffés. Chaque pièce avait son chauffage dédié : cheminées à bois sans insert, ou poêles à charbon. A partir des années 1950, le système de chauffage central se démocratise, autour d’une production de chaleur émise par des chaudières au fioul, puis ensuite au gaz. Le niveau de confort progresse, car les radiateurs (émetteurs à eau chaude) commencent à pouvoir réguler la température.

Mais tout ceci ne permettait de chauffer qu'une voire deux pièces de la maison ; le chauffage central permet lui de mettre toutes les pièces d'une maison ou d'un immeuble à une même température. 

L'avantage est qu'on dispose, en plus du chauffage, de l'eau chaude pour la cuisine et les sanitaires. Les radiateur faits au départ en fonte, avec une forme d'accordéon posé sur des pieds, sont aujourd'hui aussi en acier ou aluminium et les formes proposées permettent de l'inclure dans n'importe quel décor.Les combustibles utilisés pour la chaudière sont généralement le mazout (dérivé du pétrole) ou le gaz naturel mais parfois aussi le charbon ou le bois. Le chauffage central peut être aussi électrique ; là il n'est plus nécessaire d'avoir de l'eau chaude, les radiateurs disposent d'un fil chauffant grâce à l'électricité.
Quelle que soit la technique utilisée, la chaleur est omniprésente dans la maison, elle peut être réglée au degré près,... quel confort...

Les premiers radiateurs en fonte

Le chauffage central initialement au fioul se développe après la seconde guerre mondiale. Le chauffage au gaz se développe dans les années 1960. L'essor du chauffage central va créer le marché des émetteurs de chaleur (à eau chaude) dans chaque pièce, depuis une production centralisée. Les radiateurs en fonte, aussi divers qu'esthétiques... s'imposent. Le radiateur devient design...

Les radiateurs seront progressivement équipés de régulateurs (thermostats) pour régler la température dans chaque pièce.

Les premiers radiateurs électriques font également leur apparition.

 

Voici l'un des tout premiers radiateurs électriques (en laiton). Il date de 1912 et est fabriqué en Allemagne. Il est attribué au fabricant allemand werkstätten bernhard stadler paderborn. Actuellement exposé au Musée Wolfsonian-FIU Museum à Miami (Floride / USA).

Le chauffage électrique, autour des convecteurs électriques énergivores, se développe dans les années 1960. Les industriels perfectionnent leurs produits avec l’arrivée du chauffage électrique à inertie, le cœur de chauffe en fonte ou en céramique accumulant la chaleur, avant de la diffuser par rayonnement, de manière constante dans le temps.

Le premier choc pétrolier de 1973 augmente le prix du fioul, au profit de l’électricité qui se développe en parallèle grâce au nouveau parc nucléaire. De plus, le chauffage électrique commercialisé en 1971 s’avère plus moderne que le charbon, combustible alors encore beaucoup utilisé. On assiste à un retournement de tendance dans les années 1980, le prix du fioul et du gaz baissant, alors que les déperditions énergétiques des logements devenant problématiques pour les locataires qui paient cher leur chauffage au convecteur électrique.

Avec la montée en puissance d’une prise de conscience environnementale dans les années 1990, le chauffage se tourne vers des modes plus doux. C’est le cas des énergies gratuites et renouvelables répondant aux préceptes du développement durable : énergie solaire avec les panneaux photovoltaïques, énergie géothermique basée sur les sources de chaleur issues de la croûte terrestre, granulés à bois provenant du compactage des résidus de scierie, méthanisation, etc.

Les Chauffe-eau solaires

Les premiers chauffe-eau solaires (chauffage solaire thermique) apparaissent initialement vers 1910 aux USA. Ils prennent leur essor au XXIème siècle avec l'avènement des énergies renouvelables du à la raréfaction des énergies fossiles et au réchauffement climatique.

Principe des panneaux thermiques :

les panneaux solaires captent l'énergie du rayonnement solaire au travers d'un fluide caloriporteur. L'excellente isolation thermique fournie par le vide dans lequel se trouve le fluide, permet de limiter au maximum les déperditions tout en profitant au maximum du rayonnement solaire. Le fluide chauffe un réservoir d'eau chaude à l'aide d'un échangeur thermique.

Les futurs systèmes de Chauffage ?

En 2012, au niveau mondial, la répartition des consommations énergétiques (pas seulement pour le chauffage) était la suivante :

PETROLE: 32% qui représente 35% des émissions de CO2

CHARBON: 29% qui représente 44% des émissions de CO2

GAZ: 21% qui représente 20% des émissions de CO2 + émissions de méthane

NUCLEAIRE: 12% de l'électricité mondiale.

ENERGIES RENOUVELABLES: (biomasse, hydraulique, éolienne, géothermie, solaire, ...) : 15%

L'évolution de la répartition entre les différentes sources d'énergie influence directement les moyens de chauffage mis en oeuvre dans les habitations.


En survolant l’histoire du chauffage, est-il possible d’ imaginer les systèmes qui seront promus dans le futur ?

Le monde du chauffage vont connaître de grands bouleversements dans les années à venir.

Ces changements se résumeront avant tout à :

- consommer moins d'énergie en renforçant l'habitation face à son environnement (meilleure isolation, orientation, etc...)

- utiliser des émetteurs de chaleur plus efficaces et réglables par pièce.

- faire appel aux énergies renouvelables dans la production d'énergie primaires.

Ces changements sont tout à fait majeurs pour l'avenir de notre planète !