Un Batchrocket de 1500 W en double cloche

Plan

Ce poêle a été construit en Janvier 2017. Il s'agissait de construire un très petit poêle pour un studio de 24 m3 (12 m2 au sol et une hauteur moyenne de 2 m) en Ardèche méridionale.

Test à blanc du coeur de chauffe. On voit bien le début du double vortex caractéristique des Batchrockets.

Le studio n'est pas isolé et les mur de pierres jointoyées sont épais d'environ 60 cm donc le coefficient de déperdition a été estimé a G = 1.8 ce qui signifie que le poêle peut maintenir une différence de température de 34°C avec l'extérieur avec deux flambées par jour. Le poêle étant inséré dans un mur, il faut s'attendre à des performances inférieures à ce calcul.

Pour plus d'informations sur le dimensionnement, reportez-vous à la page sur le dimensionnement des Batchrockets.

Fiche technique :

Poêle de masse Batchrocket de 1500 W en double cloche.

Le coeur de chauffe de ce poêle de masse est un Batchrocket de 140 mm modifié pour que la cheminée interne soit à gauche du foyer. Les dimensions du foyer sont 200 x 330 x 440 mm (larg. x haut. x prof.). Le poêle mesure 130 cm de hauteur et a un empattement de 66x50 cm. Un sol en terre arrivera juste en dessous du premier rang de briques.

Le poêle pèse au total environ 550 kg pour une puissance de 1500 W dans le cas de deux flambées journalières en considérant un rendement total moyen de 80%. Une pleine flambée correspond environ à 4,9 kg de bois sec.

Pour une double cloche, la surface interne nominale correspondant à un batch de 140 mm est de 3,9 m2. La surface interne absorbante vaut ici 2,4 m2, soit 60% de la valeur nominale. La première cloche correspond à la partie avant du poêle, et la seconde cloche à la partie arrière. Voir l'article sur les cloches pour comprendre l'intérêt d'une double cloche.

La cheminée interne mesure 930 mm de hauteur.

La première peau et le coeur de chauffe ont nécessité 154 briques réfractaires de 220x110x60 mm à 40% d'alumine, 28 planelles de 220x110x30 mm à 40% d'alumine et 3 dalles de 500x200x30 mm à 35% d'alumine. Il n'y a pas de seconde peau, mais un enduit en terre fibré.

Le poêle est intégré dans le mur pour une question d'espace. La partie entre l'arrière du poêle et le mur est isolée pour limiter les déperditions de chaleur vers l'extérieur.

Toute la métallerie : la porte du foyer, du four, les bâtis et le clapet d'obstruction ont été fabriqués sur mesure pendant le chantier.

La cheminée interne est réalisée en briques réfractaires pour la partie basse, et en manchons cylindriques isolants de type SUPERWOOL 207 pour la partie haute. Ces manchons sont utilisés pour couler des alliages de métaux en fusion.

L'enduit fait 5 mm d'épaisseur. La terre et le sable utilisés pour l'enduit ont été tamisés à 0-2 mm. Le mélange a été additionné de 15% en volume de fumier d'âne tamisé à 0-2 mm.

Plan 3D du poêle de masse :

Le plan 3D permet de mieux comprendre le fonctionnement du poêle. Le plan est organisé par calques qui correspondent aux différents rangs et éléments du poêle. En cochant/décochant chaque calque, on peut afficher analyser complètement le poêle pour pouvoir le reconstruire facilement.

Vue 3D du poêle de masse.

Ci-dessous, la vue de gauche permet de voir la configuration particulière du poêle : le port est rallongé et forme un crochet pour que la cheminée interne soit à gauche du foyer. On peut ainsi avoir un poêle moins large. L'idée originale provient de Matt Remine, de Walker Stoves. Les proportions on été modifiées, la cheminée interne rallongée et l'arrivée d'air secondaire simplifiée.

L'image de droite montre les deux cloches qui permettent l'extraction de la chaleur par les briques.

À gauche, vue en coupe par le haut du coeur de chauffe; à droite, vue en coupe par le haut du poêle.

Les deux vues en coupe suivantes permettent de visualiser le trajet suivi par les fumées. Elles arrivent dans la première cloche, doivent descendre pour trouver l'ouverture de la seconde cloche. Elles se stratifient à nouveau dans celle-ci et ne sortent qu'en redescendant pour passer par l'ouverture de la cheminée d'évacuation. Un clapet d'obstruction permet de fermer cette cheminée à la fin de la flambée pour conserver la chaleur dans le poêle.

À gauche, vue en coupe par le côté du poêle; à droite, vue en coupe par l'arrière du poêle.

Le plan, comme le reste des informations sur ce site, est distribué sous une licence open-source. Pour plus de détails sur ce sujet, referrez-vous aux informations en bas de page.

Le plan 3D du poêle est disponible sur ce lien : batch140_012017.skp. Il nécessite le logiciel gratuit Sketchup version 2016 ou supérieure, disponible ici.

Remarques et améliorations :

La surface interne absorbante du poêle est de 2,4 m2 soit 40% de moins que la valeur nominale de 3,9 m2. Ceci permet d'abord d'avoir un poêle très compact et ensuite d'utiliser une cheminée d'évacuation ni isolée ni très haute. En effet, réduire la surface interne absorbante permet que les gaz sortent plus chauds, d'où un meilleur tirage.
Donc pour obtenir un meilleur rendement, il suffit d'isoler complètement la cheminée et d'augmenter la surface interne absorbante du poêle jusqu'à la valeur nominale.

Voici les résultats de l'analyse de combustion de ce poêle :

Graphique : Résultats de l'analyse de combustion de ce poêle.
Source : Analyse effectuée par UZUME, Mars 2017.

Les résultats de cette flambée sont :

  • O2 moyen : 12,8 %
  • Rendement total moyen (PCI) : 84,0 %
  • Rendement de combustion moyen : 99,3 %
  • CO dilué moyen : 789 ppm
  • CO non dilué moyen : 2807 ppm
  • Température moyenne des fumées à la sortie du poêle : 163 °C.

Ces résultats sont très encourageants. Le rendement total est très bon mais pourrait être supérieur en agrandissant le poêle, ce qui diminuerait la température des fumées en sortie. Il semble aussi que le rendement de combustion pourrait être amélioré en modifiant le système d'air secondaire.

Par souci de simplicité, le poêle a été construit sans clapet de démarrage. Il est possible d'ajouter un tel clapet pour faciliter les démarrages à froid du poêle. Il faut cependant prendre garde au fait qu'il ne doit pas y avoir de partie métallique au dessus du niveau supérieur de la cheminée interne : le métal serait détruit à cause des températures.

Photos :

Diaporama du chantier. Cliquez sur les flèches pour faire défiler les photos.