Systèmes d'évacuation et conception des cheminées

Objectifs du chapitre

Ce chapitre couvre l'ensemble des connaissances requises pour l'examen Sceau rouge en gazfitter classe B concernant les systèmes d'évacuation des produits de combustion. Vous y apprendrez les principes de tirage, les types de cheminées et d'évents, les règles de dimensionnement selon la CSA B149.1, les exigences d'installation, et les méthodes de raccordement des appareils à gaz. La maîtrise de ce chapitre est essentielle : environ 15 à 20 % des questions de l'examen portent sur la ventilation et l'évacuation.

Principes fondamentaux de l'évacuation des produits de combustion

Pourquoi évacuer ?

Tout appareil à gaz brûle du combustible et produit des gaz de combustion contenant du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde de carbone (CO₂), de la vapeur d'eau et d'autres sous-produits. Ces gaz doivent être évacués à l'extérieur pour :

Protéger les occupants contre l'intoxication au CO

Prévenir l'accumulation d'humidité et la corrosion

Assurer une combustion complète (apport d'air de dilution)

Maintenir la pression négative dans le local

Le tirage : définition et mécanique

Le tirage est la force qui déplace les produits de combustion de l'appareil vers l'extérieur. Il résulte de la différence de densité entre les gaz chauds (moins denses) et l'air ambiant plus froid. Cette différence crée une pression négative (dépression) au sommet de la cheminée.

La formule du tirage théorique (en Pa) est approximativement :

Tirage (Pa) ≈ 0,0342 × H × P × (1/T_amb − 1/T_gaz)

Où :

H = hauteur effective de la cheminée (m)

P = pression atmosphérique (kPa)

T_amb = température absolue de l'air extérieur (K)

T_gaz = température absolue des gaz de combustion (K)

En pratique, le gazfitter retient que le tirage augmente avec :

La hauteur de la cheminée

La température des gaz (donc le type d'appareil)

La différence de température entre l'intérieur et l'extérieur

Tirage naturel vs tirage mécanique

Type de tirage	Source d'énergie	Exemples d'appareils	Avantages	Inconvénients
Naturel	Différence de densité	Chaudières atmosphériques, chauffe-eau	Simple, pas d'électricité requise	Sensible au vent, aux variations de température
Mécanique (ventilateur)	Ventilateur d'extraction	Chaudières à condensation, appareils à haut rendement	Tirage constant, indépendant des conditions extérieures	Nécessite une alimentation électrique, entretien du ventilateur
Induit (tirage forcé)	Ventilateur à l'entrée	Grandes chaudières industrielles	Contrôle précis de l'air de combustion	Complexe, coûteux

Classification des systèmes d'évacuation

Catégories d'appareils selon la CSA B149.1

La norme CSA B149.1 (Code canadien d'installation du gaz naturel et du propane) classe les appareils en quatre catégories selon la pression dans le conduit et la température des gaz :

Catégorie	Pression dans le conduit	Température des gaz	Type d'évacuation
Catégorie I	Négative (tirage naturel)	Supérieure à 80 °C	Cheminée ou évent naturel
Catégorie II	Négative	Inférieure à 80 °C (condensation possible)	Évent spécial (condensation)
Catégorie III	Positive	Supérieure à 80 °C	Évent sous pression (scellé)
Catégorie IV	Positive	Inférieure à 80 °C (condensation)	Évent sous pression avec évacuation des condensats

Cette classification détermine le type de conduit autorisé et les méthodes de raccordement.

Types de conduits d'évacuation

Cheminée de maçonnerie

Construite en brique, bloc ou pierre avec un revêtement intérieur (gaine) en argile réfractaire ou en acier inoxydable. La CSA B149.1 exige que la cheminée soit conforme à la norme CSA A405 ou à la norme NFPA 211. La gaine doit être continue, sans fissure, et dimensionnée selon le tableau de la règle 8-200.

Cheminée métallique (type A)

Conduit double paroi avec isolation, conçu pour les appareils à tirage naturel. Certifié selon la norme ULC S629. Utilisé pour les appareils de catégorie I.

Évent de type B (B vent)

Conduit double paroi avec espace d'air, pour appareils à tirage naturel. Certifié ULC S605. Température maximale de service : 540 °C. Utilisé pour les chauffe-eau atmosphériques et les fournaises à rendement standard.

Évent de type BH (B vent horizontal)

Variante du type B, certifié pour installation horizontale avec des dégagements réduits.

Évent spécial (types I, II, III)

Conduits certifiés pour des applications spécifiques (appareils à condensation, haute température, etc.). Toujours suivre les instructions du fabricant de l'appareil et du conduit.

Évent concentrique

Système à double conduit : l'un amène l'air de combustion, l'autre évacue les produits de combustion. Utilisé pour les appareils scellés (à ventouse). Certifié selon la norme ULC S636 pour les appareils à condensation.

Évent en polypropylène (PP)

Pour appareils à condensation (catégorie IV). Doit être certifié ULC S636 et compatible avec les températures et la corrosion des condensats acides.

Règles de dimensionnement des conduits d'évacuation

Règle 8-200 de la CSA B149.1

La règle 8-200 de la CSA B149.1 établit les exigences de dimensionnement des cheminées et des conduits d'évacuation pour les appareils à tirage naturel. Les facteurs à considérer :

53.La hauteur effective de la cheminée (du raccordement de l'appareil au sommet)

54.Le diamètre du conduit

55.La longueur horizontale du raccordement

56.Le nombre de coudes (chaque coude à 90° équivaut à environ 1,5 m de longueur équivalente)

57.Le type d'appareil (débit de gaz, efficacité, température des gaz)

58.La configuration (appareil seul ou multiple appareils raccordés)

Méthode de dimensionnement simplifiée

Pour un appareil unique raccordé à une cheminée :

61.Déterminer le débit de gaz de l'appareil (kW ou BTU/h)

62.Choisir la hauteur de la cheminée

63.Consulter le tableau de dimensionnement de la norme (Tableau 8-1 ou 8-2 de la CSA B149.1)

64.Vérifier que le diamètre choisi est supérieur ou égal au diamètre du collet de l'appareil

Règle pratique : Le diamètre de la cheminée ne doit jamais être inférieur au diamètre du collet d'évacuation de l'appareil. Pour un appareil unique, le diamètre de la cheminée doit être au moins égal à celui du raccordement.

Raccordement de plusieurs appareils

Lorsque deux appareils ou plus sont raccordés à une même cheminée :

Les appareils doivent être situés à des niveaux différents (le plus puissant en bas)

La section de la cheminée doit être dimensionnée pour le débit total

Chaque appareil doit avoir son propre raccordement individuel

Les raccordements doivent pénétrer dans la cheminée à des hauteurs différentes (espacement minimum de 150 mm)

Les appareils avec ventilateur (tirage mécanique) ne doivent pas être raccordés à la même cheminée que des appareils à tirage naturel, sauf disposition particulière de la norme

Longueur équivalente des raccordements

La longueur équivalente (Leq) d'un raccordement se calcule ainsi :

Leq = Longueur réelle + (nombre de coudes × valeur équivalente du coude)

Élément	Longueur équivalente (m)
Tube droit (1 m)	1,0
Coude 90° (régulier)	1,5
Coude 45°	0,75
Té (passage direct)	0,5
Té (dérivation)	3,0

La longueur équivalente totale ne doit pas dépasser les limites spécifiées par le fabricant de l'appareil ou par la norme (généralement 4,5 m pour les appareils résidentiels à tirage naturel).

Exigences d'installation des conduits d'évacuation

Dégagements aux matériaux combustibles

Les dégagements minimaux sont spécifiés sur l'étiquette du conduit et dans la norme :

Type de conduit	Dégagement minimal aux combustibles
Cheminée de maçonnerie (gaine)	50 mm (2 po)
Cheminée métallique type A	50 mm (2 po)
Évent type B	50 mm (2 po)
Évent type BH	25 mm (1 po)
Évent spécial (certifié)	Selon l'étiquette (souvent 0 mm)
Évent PP (condensation)	0 mm (avec protection)

Pente et support des conduits

Les conduits horizontaux doivent avoir une pente ascendante de 6 mm par mètre (1/4 po par pied) vers la cheminée ou l'évent

Les conduits doivent être supportés à des intervalles maximaux de 1,5 m pour les conduits verticaux et 1,2 m pour les conduits horizontaux

Chaque section de conduit doit être fixée solidement

Les raccordements doivent être assemblés selon les instructions du fabricant (vis, colliers, joints)

Raccordement à la cheminée

Le raccordement doit pénétrer dans la cheminée sans réduire la section intérieure

Un registre (damper) ne doit pas être installé dans le conduit d'évacuation, sauf s'il est conçu pour rester ouvert en permanence

Le raccordement doit être aussi court et direct que possible

Les changements de direction doivent être limités au minimum

Terminaison des conduits d'évacuation

La terminaison (sortie extérieure) doit respecter des dégagements minimaux par rapport aux ouvertures du bâtiment :

Élément	Dégagement minimal (m)
Au-dessus du toit (pente < 3/12)	0,6 m au-dessus du faîte
Au-dessus du toit (pente ≥ 3/12)	0,6 m au-dessus du faîte ou 1,5 m de la surface du toit
Fenêtres, portes, entrées d'air	1,0 m (sauf si spécifié autrement)
Conduit d'évacuation d'appareil à condensation	0,3 m des ouvertures (selon fabricant)

Pour les évents concentriques (ventouse), les dégagements sont spécifiés par le fabricant et doivent être vérifiés sur l'étiquette de certification.

Évacuation des appareils à condensation (catégorie IV)

Particularités

Les appareils à condensation (chaudières à haut rendement, chauffe-eau à condensation) produisent des gaz à basse température (40 à 60 °C) et des condensats acides (pH 3 à 5). Ces caractéristiques imposent :

Un conduit certifié ULC S636 (polypropylène, acier inoxydable spécial)

Une évacuation des condensats vers un drain approprié (neutralisation possible)

Une terminaison conçue pour éviter le gel et l'accumulation de condensats

Un système scellé étanche (pression positive)

Évacuation des condensats

Les condensats doivent être :

Raccordés à un drain de sol ou à un neutraliseur

Le tuyau d'évacuation doit avoir une pente minimale de 25 mm par mètre

Un siphon doit être installé pour empêcher les gaz de combustion de s'échapper par le drain

Le neutraliseur (souvent à base de calcaire ou de carbonate de calcium) doit être entretenu régulièrement

Terminaison des évents à condensation

La terminaison doit être à au moins 0,3 m au-dessus du niveau du sol ou de la neige prévue

Dégagement minimal de 0,3 m des ouvertures du bâtiment (fenêtres, portes, entrées d'air)

Dégagement minimal de 1,0 m des évents d'autres appareils

La terminaison ne doit pas être située sous une fenêtre ou une entrée d'air

Ventilation des locaux et apport d'air de combustion

Principe de l'air de combustion

Tout appareil à gaz consomme de l'air pour la combustion. Cet air doit être remplacé pour éviter une dépression excessive dans le local. Une dépression excessive peut :

Inverser le tirage de la cheminée (refoulement des gaz)

Provoquer une combustion incomplète (production de CO)

Empêcher le fonctionnement des ventilateurs d'extraction

Calcul du volume d'air requis

La règle 8-200 de la CSA B149.1 exige que le volume du local soit suffisant pour la combustion. La méthode simplifiée :

Volume d'air requis (m³) = Débit de gaz de l'appareil (kW) × 4,8

Pour un appareil de 30 kW, le volume requis est de 144 m³. Si le local est plus petit, il faut prévoir des ouvertures de ventilation vers l'extérieur ou vers un local adjacent.

Ouvertures de ventilation

Type d'ouverture	Surface minimale	Position
Ouverture haute (vers l'extérieur)	1 cm² par kW (minimum 100 cm²)	À moins de 300 mm du plafond
Ouverture basse (vers l'extérieur)	1 cm² par kW (minimum 100 cm²)	À moins de 300 mm du plancher
Ouverture vers local adjacent	0,5 cm² par kW (minimum 50 cm²)	Haute et basse

Appareils scellés (ventouse)

Les appareils scellés (catégorie III et IV) prélèvent leur air de combustion directement de l'extérieur par un conduit concentrique ou séparé. Ils ne nécessitent pas de ventilation supplémentaire du local, mais le local doit avoir un volume minimal de 0,7 m³ pour permettre l'accès et l'entretien.

Détecteurs et sécurité

Détecteurs de monoxyde de carbone

La CSA B149.1 exige l'installation de détecteurs de CO dans les bâtiments contenant des appareils à gaz. Les exigences spécifiques :

Un détecteur dans chaque chambre à coucher ou à proximité

Un détecteur à chaque étage du bâtiment

Les détecteurs doivent être conformes à la norme CSA 6.19

Installation selon les instructions du fabricant

Dispositifs de sécurité sur les conduits

Interrupteur de tirage (draft hood) : obligatoire sur les appareils à tirage naturel, il interrompt le débit de gaz si le tirage est insuffisant

Thermocouple et thermopile : dispositifs de sécurité qui coupent le gaz en cas d'extinction de la flamme pilote

Pressostat : sur les appareils à tirage mécanique, il vérifie le fonctionnement du ventilateur avant d'ouvrir la vanne de gaz

Procédures d'essai et de mise en service

Vérification du tirage

146.Allumer l'appareil et le laisser fonctionner pendant 5 minutes

147.Insérer un manomètre ou un anémomètre dans le conduit d'évacuation (ouverture de test)

148.Mesurer le tirage : il doit être de 10 à 25 Pa (0,04 à 0,10 po H₂O) pour un appareil à tirage naturel

149.Vérifier l'absence de refoulement (test de la flamme d'allumette)

Test de fumée

Chauffer la cheminée pendant 5 minutes

Introduire une source de fumée (pastille fumigène) dans le conduit

Observer la montée de la fumée : elle doit être rapide et régulière

Toute stagnation ou refoulement indique un problème de tirage

Vérification de l'étanchéité

Pour les conduits sous pression (catégorie III et IV), vérifier l'étanchéité des joints

Utiliser un produit moussant ou un détecteur de gaz

Toute fuite doit être corrigée avant la mise en service

Tableaux de référence rapide

Températures et catégories

Type d'appareil	Catégorie	Température des gaz	Type d'évent
Chauffe-eau atmosphérique	I	150–250 °C	Type B ou cheminée
Fournaise à rendement standard	I	180–300 °C	Type B ou cheminée
Chaudière à condensation	IV	40–60 °C	PP certifié ULC S636
Chauffe-eau à condensation	IV	40–60 °C	PP certifié ULC S636
Chaudière à tirage induit	III	100–150 °C	Acier inoxydable ou évent spécial

Dégagements minimaux des terminaisons

Situation	Dégagement minimal
Au-dessus du toit (pente < 3/12)	0,6 m au-dessus du faîte
Au-dessus du toit (pente ≥ 3/12)	0,6 m au-dessus du faîte ou 1,5 m de la surface
Fenêtres ou portes ouvrantes	1,0 m
Entrée d'air de ventilation	1,0 m
Conduit d'évacuation d'un autre appareil	1,0 m
Niveau du sol ou de la neige prévue	0,3 m (pour évents à condensation)

Pièges à éviter

167.Confondre les catégories d'appareils : Un appareil de catégorie IV ne peut pas être raccordé à un évent de type B. Vérifiez toujours la certification du conduit.

168.Négliger la longueur équivalente : Chaque coude ajoute de la résistance. Un conduit trop long ou trop coudé peut provoquer un refoulement.

169.Oublier la pente des conduits horizontaux : La pente minimale de 6 mm/m vers la cheminée est essentielle pour éviter l'accumulation de condensats et assurer le tirage.

170.Sous-dimensionner les ouvertures de ventilation : Les calculs de surface d'ouverture doivent inclure tous les appareils du local, pas seulement celui que vous installez.

171.Installer un registre dans le conduit d'évacuation : C'est interdit sauf cas particuliers. Un registre fermé peut causer une intoxication au CO.

172.Raccorder des appareils à tirage naturel et mécanique sur la même cheminée : Les pressions différentes créent des interférences dangereuses.

173.Ignorer les exigences de terminaison pour les évents à condensation : Le gel des condensats peut obstruer le conduit et provoquer un arrêt de l'appareil.

174.Utiliser un conduit non certifié pour l'application : Le conduit doit être certifié pour le type d'appareil et la température des gaz.

175.Oublier le siphon sur l'évacuation des condensats : Sans siphon, les gaz de combustion s'échappent par le drain.

176.Ne pas vérifier le tirage après l'installation : La mesure du tirage est obligatoire et doit être documentée.

Résumé

Le tirage est la force motrice de l'évacuation des gaz de combustion ; il dépend de la hauteur, de la température et de la différence de densité.

La CSA B149.1 classe les appareils en quatre catégories (I à IV) selon la pression et la température des gaz ; cette classification détermine le type de conduit autorisé.

Les conduits doivent être certifiés pour l'application (ULC S629, ULC S605, ULC S636, etc.).

Le dimensionnement suit la règle 8-200 : hauteur, diamètre, longueur équivalente, nombre d'appareils.

Les dégagements aux combustibles et les dégagements de terminaison sont des exigences réglementaires strictes.

Les appareils à condensation (catégorie IV) nécessitent des conduits spéciaux et une évacuation des condensats avec siphon.

La ventilation du local doit fournir l'air de combustion nécessaire ; les ouvertures doivent être dimensionnées selon la puissance totale des appareils.

Les essais de tirage et de fumée sont obligatoires lors de la mise en service.

Les détecteurs de CO sont exigés dans les bâtiments contenant des appareils à gaz.

Conseils pour l'examen

Mémorisez la classification des catégories (I à IV) et leurs caractéristiques principales.

Retenez les dégagements de terminaison les plus courants (0,6 m au-dessus du toit, 1,0 m des fenêtres).

Entraînez-vous à calculer la longueur équivalente d'un raccordement.

Connaissez les normes de certification : ULC S629 (cheminée métallique), ULC S605 (type B), ULC S636 (conduits de condensation).

Relisez attentivement les questions sur les appareils multiples raccordés à une même cheminée.

N'oubliez jamais : la sécurité d'abord. Toute question ambiguë doit être résolue en faveur de la sécurité.

Références normatives

CSA B149.1 : Code canadien d'installation du gaz naturel et du propane (règles 8-200, 8-202, 8-204, 8-206, 8-208)

ULC S629 : Norme pour les cheminées métalliques type A

ULC S605 : Norme pour les évents de type B et BH

ULC S636 : Norme pour les conduits d'évacuation des appareils à condensation

CSA 6.19 : Norme pour les détecteurs de monoxyde de carbone

CSA A405 : Norme pour les cheminées de maçonnerie

Ce chapitre vous donne les fondations solides pour aborder les questions d'examen sur les systèmes d'évacuation. Révisez les tableaux, pratiquez les calculs de dimensionnement, et appliquez systématiquement les règles de la CSA B149.1 dans vos réponses. Bonne préparation !

Systèmes d'évacuation et conception des cheminées