Ce chapitre couvre les principes fondamentaux, les exigences réglementaires et les procédures d'installation relatives aux systèmes d'évacuation des produits de combustion pour les appareils à mazout. En tant que technicien en systèmes de chauffage au mazout, vous devez maîtriser le dimensionnement, l'installation, l'inspection et l'entretien des cheminées et des conduits d'évacuation. Ce chapitre est conforme aux exigences du Code canadien de l'électricité, Chapitre V (pour les aspects électriques connexes) et de la norme CSA B139 (Installation du mazout et des appareils à mazout), ainsi que de la norme CSA B149.1 (Code canadien d'installation du gaz naturel et du propane) pour les principes généraux de ventilation. Les exigences spécifiques aux appareils à mazout sont principalement régies par la CSA B139-19 (Installation du mazout et des appareils à mazout), avec des références croisées à la CSA B365 (Cheminées, foyers, appareils et conduits de fumée) pour les cheminées maçonnées et préfabriquées.
Principes fondamentaux de l'évacuation des produits de combustion
Pourquoi un système d'évacuation est-il nécessaire?
La combustion du mazout produit des gaz chauds contenant du dioxyde de carbone (CO₂), de la vapeur d'eau (H₂O), de l'azote (N₂) et, dans des conditions de combustion incomplète, du monoxyde de carbone (CO) et de la suie. Ces produits doivent être évacués à l'extérieur de manière sécuritaire. Le système d'évacuation a trois fonctions principales :
8.Évacuer les produits de combustion hors de l'habitation.
9.Créer un tirage suffisant pour amener l'air de combustion à l'appareil.
10.Protéger la structure contre les températures élevées et la corrosion.
Le tirage : définition et calcul
Le tirage est la différence de pression entre l'intérieur de la cheminée et l'air ambiant extérieur. Il est causé par la différence de température (et donc de densité) entre les gaz chauds dans la cheminée et l'air froid extérieur. Le tirage se mesure en pascals (Pa) ou en pouces de colonne d'eau (po. c.e.). La conversion : 1 po. c.e. = 249 Pa.
Le tirage théorique (naturel) peut être estimé par la formule simplifiée :
Tirage (Pa) = H × (ρ_air − ρ_gaz) × g
Où :
H = hauteur effective de la cheminée (m)
ρ_air = masse volumique de l'air extérieur (kg/m³)
ρ_gaz = masse volumique des gaz de combustion à la température moyenne (kg/m³)
g = accélération gravitationnelle (9,81 m/s²)
En pratique, le tirage requis pour un appareil à mazout se situe généralement entre −5 Pa et −25 Pa (tirage négatif, c'est-à-dire une dépression dans la cheminée). Un tirage excessif (supérieur à −40 Pa) peut causer une combustion instable et une surchauffe de l'appareil. Un tirage insuffisant (inférieur à −5 Pa) peut causer un refoulement des produits de combustion dans la pièce.
Facteurs affectant le tirage
Facteur
Effet sur le tirage
Explication
Hauteur de la cheminée
↑ hauteur = ↑ tirage
Plus la colonne de gaz chauds est haute, plus la différence de pression est grande
Température des gaz
↑ température = ↑ tirage
Les gaz plus chauds sont moins denses, donc plus légers
Température extérieure
↓ température ext. = ↑ tirage
L'air froid est plus dense, augmentant la différence de densité
Diamètre du conduit
↑ diamètre = ↓ tirage (généralement)
Un conduit plus large refroidit les gaz plus rapidement
Longueur horizontale
↑ longueur = ↓ tirage
Les sections horizontales augmentent la résistance et le refroidissement
Nombre de coudes
↑ coudes = ↓ tirage
Chaque coude ajoute une résistance au flux de gaz
Types de systèmes d'évacuation
Cheminées maçonnées
Les cheminées maçonnées sont construites en brique, en bloc de béton ou en pierre, avec un revêtement (chemise) en argile réfractaire ou en matériau résistant à la corrosion. Les exigences sont spécifiées dans la CSA B365.
Exigences clés pour les cheminées maçonnées :
Le revêtement doit avoir une épaisseur minimale de 15 mm (5/8 po) pour l'argile réfractaire.
L'espace entre le revêtement et la maçonnerie doit être de 20 mm (3/4 po) minimum.
La cheminée doit reposer sur une fondation capable de supporter son poids.
Le sommet de la cheminée doit dépasser d'au moins 900 mm (3 pi) le point de pénétration du toit, ou d'au moins 600 mm (2 pi) au-dessus de tout obstacle dans un rayon de 3 m (10 pi).
Cheminées préfabriquées (métalliques)
Les cheminées préfabriquées sont des systèmes certifiés ULC S629 (cheminées métalliques pour appareils à combustible solide et liquide). Elles sont composées de sections doubles ou triples parois avec un espace d'air isolé.
Exigences clés :
Suivre les instructions du fabricant pour l'installation.
Respecter les dégagements minimaux aux matériaux combustibles (généralement 50 mm (2 po) pour les cheminées à double paroi isolée).
Utiliser uniquement des composants compatibles du même fabricant.
Ne jamais modifier ou percer une cheminée préfabriquée.
Conduits de fumée métalliques simples (tuyaux de raccordement)
Le conduit de fumée (ou tuyau de raccordement) relie l'appareil à la cheminée. Il doit être en acier galvanisé (épaisseur minimale de 0,5 mm (24 gauge)) ou en acier inoxydable pour les applications à haute température ou corrosives.
Règles d'installation des conduits de fumée :
La longueur horizontale maximale est de 75 % de la hauteur verticale de la cheminée (règle du 75 %).
La pente ascendante doit être d'au moins 25 mm par mètre (1/4 po par pied) vers la cheminée.
Les coudes doivent être limités à un maximum de deux coudes de 90° (ou l'équivalent) entre l'appareil et la cheminée.
Le conduit doit être soutenu à chaque joint et à chaque coude.
Les joints doivent être assemblés avec des vis et scellés avec du mastic résistant à la chaleur (minimum 400 °C).
Systèmes d'évacuation à tirage forcé (ventouse)
Les systèmes à ventouse (évacuation mécanique) utilisent un ventilateur pour évacuer les produits de combustion. Ils sont certifiés selon la norme ULC S636 (systèmes d'évacuation pour appareils à gaz) ou les exigences spécifiques de la CSA B139 pour le mazout.
Avantages :
Pas besoin de cheminée conventionnelle.
Installation possible dans des murs extérieurs.
Efficacité accrue (moins de pertes de chaleur).
Exigences :
Le système doit être certifié pour une utilisation avec du mazout.
La terminaison doit être située à au moins 1 m (3 pi) de toute ouverture de bâtiment (fenêtre, porte, entrée d'air).
La terminaison doit être à au moins 300 mm (12 po) au-dessus du niveau du sol ou de la neige accumulée prévisible.
Un interrupteur de sécurité doit couper l'alimentation en mazout en cas de défaillance du ventilateur.
Dimensionnement des cheminées et conduits
Règle générale de dimensionnement
Le dimensionnement d'une cheminée pour un appareil à mazout doit être basé sur :
63.La puissance de l'appareil (kW ou BTU/h).
64.La hauteur de la cheminée.
65.La température des gaz de combustion.
66.Le type d'appareil (atmosphérique ou à tirage forcé).
La règle empirique : la section transversale de la cheminée doit être au moins égale à la section du collet de l'appareil (la sortie des produits de combustion). Pour un appareil à mazout résidentiel typique de 100 000 BTU/h (29,3 kW), un conduit de 150 mm (6 po) de diamètre est généralement suffisant avec une cheminée de 150 mm (6 po) ou 200 mm (8 po).
Tableau de dimensionnement rapide (référence)
Puissance de l'appareil (kW)
Diamètre minimal du conduit de fumée
Diamètre minimal de la cheminée (maçonnée)
Jusqu'à 30 kW (100 000 BTU/h)
150 mm (6 po)
150 mm (6 po)
30 à 60 kW (100 000 à 200 000 BTU/h)
200 mm (8 po)
200 mm (8 po)
60 à 100 kW (200 000 à 350 000 BTU/h)
250 mm (10 po)
250 mm (10 po)
Plus de 100 kW
Calcul selon CSA B139
Calcul selon CSA B139
Calcul de la section combinée
Lorsque plusieurs appareils sont raccordés à la même cheminée, la section combinée doit être calculée. La règle de la CSA B139 exige que la section de la cheminée soit au moins égale à la somme des sections des conduits de fumée individuels, avec un facteur de réduction de 25 % pour les appareils à tirage forcé (car ils contrôlent mieux leur évacuation).
Exemple : Deux appareils de 30 kW chacun, avec des conduits de 150 mm (section = π × r² = 3,1416 × 75² = 17 671 mm² chacun). Section totale = 35 342 mm². La cheminée doit avoir une section d'au moins 35 342 mm², soit un diamètre de √(35 342 / π) × 2 = 212 mm (arrondi à 225 mm ou 9 po).
Règle du 75 % (longueur horizontale)
La longueur totale des sections horizontales d'un conduit de fumée ne doit pas dépasser 75 % de la hauteur verticale de la cheminée.
Exemple : Cheminée de 6 m de hauteur. Longueur horizontale maximale = 6 × 0,75 = 4,5 m.
Installation et exigences d'installation
Dégagements aux matériaux combustibles
Les dégagements minimaux sont essentiels pour prévenir les incendies. Ils sont spécifiés dans la CSA B139 et la CSA B365.
Composant
Dégagement minimal aux combustibles
Conduit de fumée simple paroi
450 mm (18 po)
Conduit de fumée double paroi (isolé)
150 mm (6 po)
Cheminée préfabriquée certifiée ULC S629
50 mm (2 po)
Cheminée maçonnée (surface extérieure)
50 mm (2 po)
Appareil à mazout (surface)
450 mm (18 po) (selon le modèle)
Traversée de murs et de planchers
Lorsqu'un conduit de fumée traverse un mur ou un plancher combustible, il doit être protégé par un manchon de protection ou une pénétration certifiée. Les règles :
Pour un conduit simple paroi : utiliser un manchon en maçonnerie ou un écran thermique avec un dégagement de 450 mm (18 po) minimum.
Pour un conduit double paroi : le dégagement peut être réduit à 150 mm (6 po) avec une protection appropriée.
La pénétration doit être scellée avec un calfeutrage résistant au feu (indice de résistance au feu d'au moins 1 heure).
Terminaison de la cheminée
La terminaison (le sommet) de la cheminée doit :
Être munie d'un chapeau pour empêcher l'entrée de pluie, de neige et d'animaux.
Dépasser d'au moins 900 mm (3 pi) au-dessus du point de pénétration du toit.
Être à au moins 600 mm (2 pi) au-dessus de tout obstacle (arbre, mur, autre toit) dans un rayon de 3 m (10 pi).
Avoir un tamis (grille) avec des ouvertures ne dépassant pas 12 mm (1/2 po) pour empêcher l'entrée d'oiseaux.
Raccordement de plusieurs appareils
Lorsque plusieurs appareils sont raccordés à la même cheminée :
Chaque appareil doit avoir son propre conduit de fumée individuel.
Les conduits doivent pénétrer dans la cheminée à des niveaux différents (espacement vertical d'au moins 300 mm).
Les conduits ne doivent pas pénétrer dans la cheminée au même niveau (pour éviter les interférences de tirage).
Un registre (damper) peut être requis sur chaque conduit pour contrôler le tirage.
Inspection et entretien
Procédure d'inspection d'une cheminée
101.Inspection visuelle extérieure : vérifier l'état du chapeau, des joints, de la maçonnerie (fissures, effritement).
102.Inspection intérieure : utiliser un miroir et une lampe pour vérifier l'état du revêtement (fissures, déplacement, accumulation de suie).
103.Mesure du tirage : utiliser un manomètre pour mesurer le tirage à l'entrée de la cheminée (au niveau du collet de l'appareil).
104.Vérification des dégagements : mesurer les distances aux matériaux combustibles.
105.Vérification de l'étanchéité : allumer un fumigène ou utiliser de la fumée artificielle pour détecter les fuites.
Signes de problèmes courants
Problème
Signe visible
Cause probable
Refoulement
Odeurs de mazout, traces de suie autour de l'appareil
Tirage insuffisant, cheminée obstruée
Condensation
Gouttelettes d'eau dans le conduit, rouille
Température des gaz trop basse, cheminée surdimensionnée
Crésosote (suie)
Dépôt noir et collant dans le conduit
Combustion incomplète, température trop basse
Fissures dans la maçonnerie
Fissures visibles de l'extérieur
Dilatation thermique, gel-dégel, tirage excessif
Fréquence d'entretien recommandée
Inspection annuelle : obligatoire avant chaque saison de chauffage.
Nettoyage : selon l'accumulation de suie (généralement annuel pour le mazout).
Inspection complète : tous les 5 ans par un technicien qualifié (avec caméra d'inspection si nécessaire).
Exigences réglementaires et codes
CSA B139-19 (Installation du mazout et des appareils à mazout)
Cette norme est la référence principale pour l'installation des appareils à mazout et leurs systèmes d'évacuation. Points clés :
Article 6.4 : Exigences relatives aux cheminées et conduits de fumée.
Article 6.5 : Dimensionnement des systèmes d'évacuation.
Article 6.6 : Dégagements aux matériaux combustibles.
Article 6.7 : Raccordement des appareils aux cheminées.
CSA B365 (Cheminées, foyers, appareils et conduits de fumée)
Cette norme couvre l'installation des cheminées maçonnées et préfabriquées, ainsi que les conduits de fumée. Points clés :
Article 4.2 : Exigences pour les cheminées maçonnées.
Article 4.3 : Exigences pour les cheminées préfabriquées.
Article 5.1 : Installation des conduits de fumée.
Code canadien de l'électricité, Chapitre V
Pour les aspects électriques des systèmes d'évacuation (ventilateurs, interrupteurs de sécurité, alarmes) :
Règle 8-200 : Exigences générales pour l'installation des équipements électriques.
Règle 26-700 : Installation des moteurs et des commandes.
Autres normes pertinentes
CSA B140.0 : Appareils à mazout (exigences générales).
CSA B140.2.1 : Brûleurs à mazout à vaporisation.
ULC S629 : Cheminées métalliques préfabriquées.
ULC S636 : Systèmes d'évacuation pour appareils à gaz (référence pour les ventouses).
Pièges à éviter
136.Confondre les normes : La CSA B139 s'applique au mazout, la CSA B149.1 au gaz. Ne pas appliquer les exigences de l'une à l'autre sans vérification.
137.Négliger la règle du 75 % : Une longueur horizontale excessive est une cause fréquente de refoulement. Toujours calculer le ratio longueur horizontale / hauteur verticale.
138.Oublier le dégagement de 450 mm pour les conduits simple paroi. Ce dégagement est souvent réduit à tort.
139.Utiliser un conduit en aluminium pour le raccordement. L'aluminium n'est pas résistant à la corrosion par les produits de combustion du mazout. Utiliser de l'acier galvanisé ou inoxydable.
140.Ignorer la condensation dans les cheminées surdimensionnées. Une cheminée trop large refroidit les gaz et provoque de la condensation acide qui corrode le conduit.
141.Ne pas vérifier le tirage après l'installation. Le tirage doit être mesuré et ajusté (avec un registre ou un stabilisateur de tirage) pour se situer dans la plage recommandée par le fabricant de l'appareil.
142.Raccorder un appareil à une cheminée non revêtue : Une cheminée maçonnée sans revêtement (chemise) ne doit pas être utilisée pour un appareil à mazout.
143.Oublier le chapeau de cheminée : Un chapeau est obligatoire pour empêcher l'entrée d'eau et d'animaux.
144.Ne pas respecter les exigences de terminaison pour les ventouses : La distance minimale de 1 m (3 pi) des ouvertures de bâtiment est souvent mal interprétée.
145.Confondre tirage positif et négatif : Le tirage est une dépression (pression négative) dans la cheminée. Un tirage positif indique un refoulement.
Résumé
Le tirage est la force motrice qui évacue les produits de combustion. Il dépend de la hauteur de la cheminée, de la température des gaz et de la température extérieure.
Les cheminées maçonnées doivent avoir un revêtement et respecter les exigences de la CSA B365.
Les cheminées préfabriquées doivent être certifiées ULC S629 et installées selon les instructions du fabricant.
Les conduits de fumée doivent être en acier galvanisé ou inoxydable, avec une pente ascendante de 25 mm/m et une longueur horizontale maximale de 75 % de la hauteur verticale.
Les dégagements aux matériaux combustibles sont critiques : 450 mm pour les conduits simple paroi, 50 mm pour les cheminées préfabriquées certifiées.
Le dimensionnement doit tenir compte de la puissance de l'appareil, de la hauteur de la cheminée et de la température des gaz.
La CSA B139 est la norme principale pour l'installation des appareils à mazout et leurs systèmes d'évacuation.
L'inspection annuelle est obligatoire et doit inclure la mesure du tirage, la vérification des dégagements et l'état de la cheminée.
Les ventouses (tirage forcé) offrent une alternative aux cheminées conventionnelles mais doivent respecter des exigences de terminaison strictes.
La condensation est un problème majeur dans les cheminées surdimensionnées ou mal isolées.
Le refoulement est un danger grave pour la santé (intoxication au CO) et doit être traité immédiatement.
Questions d'auto-évaluation
161.Quel est le tirage recommandé pour un appareil à mazout résidentiel typique ?
162.Quelle est la longueur horizontale maximale d'un conduit de fumée pour une cheminée de 8 m de hauteur ?
163.Quel est le dégagement minimal aux matériaux combustibles pour un conduit de fumée simple paroi ?
164.Quelle norme régit l'installation des appareils à mazout au Canada ?
165.Quelle est la pente minimale d'un conduit de fumée horizontal ?
166.Quels sont les trois facteurs principaux qui affectent le tirage d'une cheminée ?
167.Quelle est la distance minimale entre la terminaison d'une ventouse et une fenêtre ?
168.Quel matériau ne doit jamais être utilisé pour un conduit de fumée à mazout ?
169.Quelle est la hauteur minimale de dépassement d'une cheminée au-dessus du toit ?
170.Qu'est-ce que la règle du 75 % et comment s'applique-t-elle ?
(Réponses : 1. −5 à −25 Pa ; 2. 6 m (8 × 0,75) ; 3. 450 mm ; 4. CSA B139 ; 5. 25 mm/m ; 6. Hauteur, température des gaz, température extérieure ; 7. 1 m ; 8. Aluminium ; 9. 900 mm ; 10. La longueur horizontale ne doit pas dépasser 75 % de la hauteur verticale de la cheminée.)
