Difference between revisions of "Chauffage et Température de L’air Intérieur"

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| Image<ref name="Christoph Messinger, GIZ">Christoph Messinger, GIZ</ref>: Dans les hautes montagnes du Népal, les ménages utilisent un feu pour la cuisine et le chauffage intérieur. À côté des besoins élevés en bois, le faible niveau des températures intérieures en hiver et l'exposition permanente à la fumée provoquent de graves maladies respiratoires. En plus des blessures sont occasionnées par le feu.<br/>
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Image<ref name="Christoph Messinger, GIZ">Christoph Messinger, GIZ</ref>: Dans les hautes montagnes du Népal, les ménages utilisent un feu pour la cuisine et le chauffage intérieur. À côté des besoins élevés en bois, le faible niveau des températures intérieures en hiver et l'exposition permanente à la fumée provoquent de graves maladies respiratoires. En plus des blessures sont occasionnées par le feu.<br/>
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| [[File:GIZ Tajikistan Volkmer hole in roof.jpg|thumb|left|180px|alt=GIZ Tajikistan Volkmer hole in roof.jpg]]
| Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Une maison dans la partie occidentale du Pamir au Tadjikistan, montrant la construction typique d’une maison Pamirienne. Le trou dans le toit, qui est traditionnellement présent, reste ouvert en raison de moyens financiers manquants et le manque de connaissances. Ainsi la chaleur du fourneau quitte immédiatement la chambre et laisse entrer la neige et l'air froid pendant toute la saison d'hiver, le jour comme la nuit
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Une maison dans la partie occidentale du Pamir au Tadjikistan, montrant la construction typique d’une maison Pamirienne. Le trou dans le toit, qui est traditionnellement présent, reste ouvert en raison de moyens financiers manquants et le manque de connaissances. Ainsi la chaleur du fourneau quitte immédiatement la chambre et laisse entrer la neige et l'air froid pendant toute la saison d'hiver, le jour comme la nuit<br/>
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De façon générale, le "chauffage de l'espace" est l'activité de base associée à la nécessité d’augmenter la température d’une chambre ou d’une pièce.
 
De façon générale, le "chauffage de l'espace" est l'activité de base associée à la nécessité d’augmenter la température d’une chambre ou d’une pièce.
  
<br/><u>Cependant, il existe un certain nombre de facteurs qui influencent la température de l'air ambiant comme :</u>
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<br/><u>Cependant, il existe un certain nombre de facteurs qui influencent la température de l'air ambiant comme&nbsp;:</u>
  
 
#Les conditions d’habitation, par exemple la construction, l’isolation thermique
 
#Les conditions d’habitation, par exemple la construction, l’isolation thermique
#Le [[Heating_-_Indoor_Air_Temperature#Fuels_for_Heating|Heating - Indoor Air Temperature]]
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#Le&nbsp;[[Heating_-_Indoor_Air_Temperature|Heating - Indoor Air Temperature]][[Heating_-_Indoor_Air_Temperature#Fuels_for_Heating|Heating - Indoor Air Temperature]]
 
#Les appareils de chauffage par exemple le poêle de chauffage traditionnel, le poêle de chauffage amélioré, le poêle de chauffage multiusage, l’échangeur de chaleur
 
#Les appareils de chauffage par exemple le poêle de chauffage traditionnel, le poêle de chauffage amélioré, le poêle de chauffage multiusage, l’échangeur de chaleur
 
#Le comportement des utilisateurs, par exemple le traitement du combustible, l'utilisation du poêle, les habitudes de ventilation
 
#Le comportement des utilisateurs, par exemple le traitement du combustible, l'utilisation du poêle, les habitudes de ventilation
  
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<u>Chaque facteur précité sera décrit dans le chapitre suivant:</u><br/>
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L’effet des foyers améliorés utilisés pour la cuisson sur la température intérieure sera faible, dans le cas où la pièce n'est pas isolée, car la chaleur générée sera évacuée de la chambre. Dans les zones froides et montagneuses, l'isolation thermique des bâtiments est une priorité pour obtenir une bonne température ambiante et économiser du bois (comparer la figure ci-dessous).
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Figure<ref name="Sjoerd Nienhuys (2009)">Sjoerd Nienhuys (2009)</ref>: Estimation des économies possibles sur la consommation d'énergie dans les zones de montagne en Afghanistan<br/>
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Les maisons des populations à faibles revenus sont souvent mal isolées. Dans certaines régions, comme au Pakistan, en Afghanistan et au Tadjikistan, le toit est troué. C’est ainsi qu’elles sont&nbsp; traditionnellement construites pour assurer l’évacuation de la fumée, dans le cas où le foyer ne dispose pas de cheminée. Souvent les fenêtres sont en fait un trou qui est fermé avec du cellophane pendant l'hiver, ce qui n’est pas d’un grand effet en matière d’isolation. Dans d'autres régions, comme dans les Andes, les gens vivent dans de petites huttes basses qui sont mal ventilées. Cela permet d’éviter les pertes de chaleur, mais leurs habitants sont en permanence exposés à la fumée, ce qui nuit à leur santé.
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== Isolation Thermique<br/> ==
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Dans les pays en développement, de nombreuses personnes vivent encore dans des maisons laissant passer beaucoup de courants d'air, spécialement chez les plus pauvres. L'isolation thermique permet de conserver une température acceptable dans les chambres, car elle empêche qu’il y ait trop de courant d’air dans la maison. De nombreuses méthodes d'isolation thermique existent à travers le monde.
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<u>La sélection des méthodes dépend:</u><br/>
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*Des conditions climatiques de la zone
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*De l’isolation des maisons nouvellement construites ou existantes
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*De la disponibilité des matériaux d’isolation et des compétences pour leur installation
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*De la valeur d'isolation respective (également appelée valeur-R), qui est le rapport de différence des températures à travers un isolateur
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*De la perception traditionnelle et des habitudes des ménages dans l’entretien de la maison
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<u>La fonction des matériaux d’isolation est basée sur trois principes:</u>
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*Conduction - correspond au transfert de la chaleur à travers un matériau
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*Radiation – correspond à l’habilité d’une matière à émettre de la chaleur
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*Convection – correspond au transfert de chaleur qui grâce à la différence de température dans une pièce facilite les mouvements d'air (l’air chaud se déplace vers le haut et l'air froid vers le bas).
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En général, on distingue les matériaux d'isolation naturels et ceux dits synthétiques.<br/>Les matériaux d’isolations naturelles fonctionnent sur le principe de la conduction et de la convection. Ainsi, il est nécessaire de disposer de couches épaisses de matériaux d'isolation. Les avantages des matériaux d'isolations naturels sont le faible risque en ce qui concerne la condensation et les moisissures, la bonne régulation de l'humidité et de la température en hiver comme en été. L’usage de matériaux isolants naturels, comme la paille, la sciure, le roseau, les algues, pourrait devenir limité par manque de disponibilité soit en terme de quantité ou en qualité. Par exemple, la paille est un matériau d'isolation approprié et pas cher, lorsqu’il n'est pas concurrencé par le fourrage destiné aux bétails. Les matériaux d’isolations naturelles doivent être protégés contre l'humidité et les vermines pour assurer une bonne isolation qui puisse durer dans le temps.
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| [[File:GIZ Wiedermann Tajikistan Algea for thermal insulation.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Wiedermann Tajikistan Algea for thermal insulation.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Christoph Wiedemann">Christoph Wiedemann</ref>: Utilisation d’algues pour l'isolation thermique dans la partie orientale du Haut-Badakhshan, au Tadjikistan<br/>
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| [[File:GIZ Tajikistan Volkmer saw dust for insulation.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Tajikistan Volkmer saw dust for insulation.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Préparation de la sciure de bois pour l'isolation d'un toit à Tavdem, Gorno Badakhshan, au Tadjikistan<br/>
  
<u>Chaque facteur précité sera décrit dans le chapitre suivant&nbsp;:</u>
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= Conditions D’habitation<br/> =
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Les matériaux d'isolation synthétiques disponibles sont par exemple le polystyrène élargi, les feuilles réfléchissantes, le verre ou la laine minérale. Dans le cas où le matériau comporte des feuilles réfléchissantes, l'épaisseur de la couche d'isolation peut être plus mince lors de la réflexion de la chaleur vers la chambre (radiation).
  
L’effet des foyers améliorés utilisés pour la cuisson sur la température intérieure sera faible, dans le cas où la pièce n'est pas isolée, car la chaleur générée sera évacuée de la chambre. Dans les zones froides et montagneuses, l'isolation thermique des bâtiments est une priorité pour obtenir une bonne température ambiante et économiser du bois (comparer la figure ci-dessous).
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| [[File:GIZ Volkmer plastic foil for insulation.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Volkmer plastic foil for insulation.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Exemple d'isolation des murs avec feuille de plastique métallisé et une couche de 2 mm en polyéthylène (PE).<br/>
  
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| [[File:Niehuys 2009 Estimated savings possible on energy consumption in Afghanistan|thumb|left|180pxpx|Estimated savings possible on energy consumption in Afghanistan]]
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| [[File:GIZ Kyrgyzstan Volkmer Wall insulation.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Kyrgyzstan Volkmer Wall insulation.jpg]]<br/>
 
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Isolation des murs avec du <u>polystyrène élargi</u>&nbsp;dans la banlieue de Bichkek, au Kirghizistan<br/>
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Les fenêtres, les trappes d’accès au toit et les portes des maisons sont souvent les parties les plus pauvres en énergie. Selon le budget du ménage, le choix porté aux matériaux à faible coût comme des rideaux peuvent empêcher les courants d’air de pénétrer et réduire les pertes de chaleur à travers les fenêtres. Les fenêtres à double vitrage (en plastique ou en bois) doivent être fermées hermétiquement pour éviter toute pénétration de courant d’air. De plus, elles utilisent la réaction de l'effet de serre, lorsqu'elles sont exposées au soleil, en plus de la chaleur de la chambre.
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Il existe plusieurs options à faible coût pour les portes isolantes telles que les rideaux, les couches d'isolation en laine, la mousse de caoutchouc, etc. Pour l’installation de nouvelles portes, un mécanisme d’isolation entre la porte et son cadre est nécessaire.
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| [[File:GIZ Tajikistan Volkmer wooden double-glazed window.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Tajikistan Volkmer wooden double-glazed window.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Une fenêtre à double vitrage en bois nouvellement installée dans une maison Pamirienne à Gorno-Badakhshan, au Tadjikistan. La fenêtre a été fabriquée par des charpentiers locaux qui ont été formés.<br/>
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| [[File:GIZ Volkmer Tajikistan window curtain on the inside.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Volkmer Tajikistan window curtain on the inside.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Le design est basé sur l’emplacement du rideau à l'intérieur, derrière la vitre de verre et en arrière de la charpente, ce qui réduit considérablement les effets des UV sur la matière en plastique. Le second rideau qui s’enroule est fait à base de coton et est fortement touché par les UV&nbsp;; en partie parce qu’il est enroulé pendant la journée. Pendant la nuit, il est déroulé, formant ainsi une couche d'air isolante entre le premier et le deuxième rideau. De plus, un rideau coloré peut être un ajout utile pour la décoration intérieure de la maison.<br/>
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== Isolation Thermique<br/> ==
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<u>Indépendamment des méthodes et matériaux d'isolations choisis, l'isolation thermique des maisons existantes nécessite:</u>
  
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*Une expertise locale pour la planification et la construction&nbsp;;
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*Les connaissances et les compétences nécessaires à leur fabrication et à leur installation&nbsp;;
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*Un changement de comportement des occupants vis-à-vis du contrôle de la ventilation et de l'humidité&nbsp;;
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*Le montage préalable du toit et des murs pour s’assurer de leur force ou de leur résistance aux séismes&nbsp;;
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*Des appareils de chauffage adaptés.
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== Chauffage Solaire Passif<br/> ==
 
== Chauffage Solaire Passif<br/> ==
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Les maisons intégrant ce type de système utilisent l'énergie solaire pour chauffer les chambres et réduire les besoins énergétiques tout en gardant la maison bien au chaud. Tout système de chauffage solaire passif vise à capter la chaleur du soleil à partir des éléments de construction. Le gain ou la perte de chaleur générée à partir de l'énergie solaire dépend de l'exposition de la maison et de sa situation vis-à-vis de l’hémisphère. Dans les zones situées dans l'hémisphère sud, les fenêtres de la maison doivent faire face au nord pour exploiter encore davantage le soleil&nbsp;; inversement pour les zones situées dans l'hémisphère nord. De plus, la protection contre le vent, l'orientation des portes et des espaces tampons tels que les porches doivent être bien pensés avant la construction.
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== Plus D’informations<br/> ==
 
== Plus D’informations<br/> ==
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*Sjoerd Nienhuys (updated January 2012): Technical Working Paper Number 1:&nbsp;[http://www.nienhuys.info/mediapool/49/493498/data/HA_TechWorkPaper-1_Thermal_Insulation_Basics_January_2012_.pdf Les bases de l’isolation thermique en haute altitude dans les zones de l’Himalaya (en anglais)].
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*Sjoerd Nienhuys (updated September 2012): Technical Working Paper Number 2:&nbsp;[http://www.nienhuys.info/mediapool/49/493498/data/HA_TechWorkPaper-2_Calculation_TI_September_2012_.pdf Des exemples de calcul d’isolation thermique (en anglais)].
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*Sjoerd Nienhuys (updated February 2012): Technical Working Paper Number 3 with Adjusted Values for Reflective Foils:&nbsp;[http://www.nienhuys.info/mediapool/49/493498/data/HA_TechWorkPaper-3_Tables_TI_February_2012_.pdf Des tableaux pour l’isolation thermique en haute altitude dans les zones de l’Himalaya (en anglais)]
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*GERES (2013):&nbsp;[http://www.geres.eu/en/resources/publications/item/188-practical-guidance-for-scaling-up-of-sustainable-buildings-and-energy-projects Guide pratique pour la mise à l’échelle des projets de construction et d’approvisionnement en énergie durable (en anglais)]
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*GERES (2012):&nbsp;[http://www.geres.eu/en/resources/publications/item/184-innovative-low-energy-habitat-solutions Des solutions innovantes d’habitats faible consommateur d’énergie – réduire la pression sur les communautés rurales et les écosystèmes fragiles dans la zone transhimalayenne (en anglais)]
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*[[:File:Monitoring Report Thermal Insulation Gorno-Badakhshan Tajikistan.pdf|GIZ (2012): Rapport d’évaluation : l’isolation thermique au Gorno-Badakhshan (anglais)]]
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*[http://naturalresources-centralasia.org/assets/files/2010-09-15_product_documentation_thermal_FINAL_eng.pdf GIZ (2010): Le micro crédit en faveur de l’isolation thermique) une documentation basée sur l’expérience Tajik du Gorno-BadakhshanExperience.]&nbsp;Les mesures d'isolation thermique appliquées sont les matériaux d’isolations naturels installés sur les plafonds, les toits ou sols et l'installation de fenêtres à double vitrage et les fenêtres de toit, ainsi que les portes. En français.
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*[http://www.nienhuys.info/documents-papers.html Sjoerd Nienhuys (2000): Wall L’isolation thermique des murs pour la construction de haute montagne, mais aussi d’autres informations relatives aux trappes d’accès au toit (en anglais)].
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*Sjoerd Nienhuys (n.k.):&nbsp;[http://www.hedon.info/article1602&highlight=thermal L’évaluation des consommations d’énergies dans le cas d’une isolation thermique selon différents modèles à Badakhshan/ Afghanistan: isolation thermique et foyers améliorés au Badakhshan (en anglais)]
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*Gaia Architects (2009): Enregy Efficient Building Methods for Tajikistan ([http://www.gaiaarkitekter.no/tjome www.gaiaarkitekter.no])
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*[http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0008/97091/E89887.pdf WHO (2007): Le logement l’énergie et le confort thermique]
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*[http://wgbis.ces.iisc.ernet.in/energy/HC270799/RWEDP/acrobat/rm28.pdf FAO (1996): Atelier régional sur les poêles à chauffage et à cuisson à différente altitude et pour différents groupes ethniques]
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<u>Autres liens:</u>
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*[http://passivesolar.sustainablesources.com/#guidelines Informations générales sur l’utilisation de l’énergie solaire dans les bâtiments].
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*[http://www.ceeba.kg/?ln=en Center for Energy Efficient Building in Central Asia (CEEBA) - Organisation d’activités sur l'isolation thermique des bâtiments principalement avec des matériaux d'isolation naturels (roseaux et des maisons de paille à billes) en Asie centrale]
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= Combustibles pour le Chauffage<br/> =
 
= Combustibles pour le Chauffage<br/> =
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Dans les hautes montagnes caractérisées par des &nbsp;conditions climatiques sèches, le bois est une ressource rare. Dans les régions montagneuses de l'Asie, la plupart des ménages utilisent directement 70 à 80% de l'énergie primaire pour la cuisson et 20 à 25% pour le chauffage de la maison. Cependant, les foyers traditionnels utilisés pour la cuisson du repas émettent aussi de la chaleur autour d’eux et chauffent ainsi toute la pièce. Ainsi, la répartition du service offert par l’énergie primaire se situerait plutôt à 60% pour le chauffage de l'espace et seulement à 40% pour la cuisson (Hulscher, 1997).
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L’approvisionnement en combustibles fossiles, comme le charbon, le gaz ou l'huile est caractérisé par le prix élevé du carburant et un approvisionnement peu fiable, en particulier dans les régions montagneuses où leur acheminement est compliqué. Dans le cas d’une abondance de l'approvisionnement en électricité ou &nbsp;en combustibles fossiles, les ménages des zones rurales se tournent &nbsp;vers les combustibles ligneux pour couvrir leurs besoins énergétiques.
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Le chauffage d’un logement nécessite des quantités supplémentaires de combustible en plus de celles réservées à la cuisson. Cela pousse les individus soit à passer de nombreuses heures à ramasser du bois sur de longues distances, soit à préparer du fumier, soit à dépenser, s’ils en ont les moyens, une part importante de leur revenu pour l'achat de carburant. L'élevage est une pratique usuelle d’utilisation de la terre dans les zones montagneuses rurales&nbsp;; elle permet entre autres d’obtenir du fumier qui sera utilisé comme une ressource supplémentaire de combustible. En raison de sa faible valeur calorifique, le fumier est un mauvais combustible pour le chauffage où d'énormes quantités sont alors nécessaires. Une enquête de la German Agro Action au Tadjikistan (évaluation de la consommation en carburant WHH TJK 1058) montre que la consommation annuelle en moyenne de déjections animales par ménage est d'environ 8,5 T seulement pour le chauffage, auxquelles s’additionnent 5,8 T utilisées pour la cuisson en été et 2,7 T pour la préparation du pain.
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= Poêle pour le Chauffage<br/> =
 
= Poêle pour le Chauffage<br/> =
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Une caractéristique principale des foyers améliorés est que la chaleur est dirigée vers la casserole et que seule une infime partie est perdue tout autour. Moins il y a de chaleur émise sur les côtés, meilleur est le foyer. C’est pourquoi les foyers améliorés n'ont pas une influence significative sur la température de la pièce et qu’ils ne conviennent pas à des fins de chauffage d’un espace.
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Selon la disponibilité des combustibles et les moyens financiers des ménages, ils utilisent différentes sources pour se chauffer, comme le charbon, la bouse et le bois. Chacun de ses combustibles à des valeurs calorifiques différentes, principalement s’ils sont utilisés dans un poêle identique. C'est donc un défi de s'attaquer à la conception des modèles de poêles pour le chauffage.
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Ce qui est encore plus difficile pour le développement du poêle, c’est d’obtenir une polyvalence entre la fonction de chauffage et celle de cuisson du repos, voire pour la fabrication du pain.
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<br/><u>Selon l’usage, les catégories suivantes de poêle sont à distinguer&nbsp;:</u>
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*Poêle pour le chauffage&nbsp;;
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*Poêle combiné pour le chauffage et la cuisson&nbsp;;
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*Poêle combiné pour le chauffage et la cuisson, et la préparation du pain.
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== Poêle pour le Chauffage Utilisant du Bois-énergie<br/> ==
 
== Poêle pour le Chauffage Utilisant du Bois-énergie<br/> ==
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Les principes de combustion complète du bois s’appliquent aussi bien pour les foyers améliorés que pour les poêles de chauffage. <u>Les conditions préalables pour une telle combustion sont:</u>
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*Une dimension adéquate de la chambre de combustion, car le bois de chauffage brûle principalement dans une grande flamme de «&nbsp;gaz issu du bois (83% du poids de bois brûle comme gaz issu du bois)
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*Une chambre de combustion isolée pour assurer une haute température du feu allant au moins de 600 °C à 1000 °C.
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*Une alimentation suffisante en air pour que le gaz issu du bois, dont la valeur énergétique est élevée, brûle complètement.
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*Une cheminée qui crée un courant d’air pour assurer une combustion propre et efficace avec un feu vif et chaud.
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*Un temps de réponse suffisant, qui permet le mélange optimal du gaz de bois avec l'air
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&nbsp;
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L'objectif d'une utilisation optimale de l'énergie du bois ne peut être atteint que lorsque les gaz issus du bois ont eu assez de temps pour être complètement brûlés dans une chambre de combustion riche en chaleur et en l'oxygène.
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| [[File:GIZ Tajikistan Volkmer combined cooking-heating stove.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Tajikistan Volkmer combined cooking-heating stove.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>:Comparaison de deux foyers utilisés pour la cuisson et le chauffage des maisons Pamiriennes. Le vieux foyer est à droite et celui qui est amélioré à gauche. Il comprend une cheminée en métal situé qui est située au centre de la pièce. C’est le foyer préféré des utilisateurs<br/>
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== Poêle pour le Chauffage Utilisant du Charbon<br/> ==
 
== Poêle pour le Chauffage Utilisant du Charbon<br/> ==
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En Mongolie, à Oulan-Bator, des résultats prometteurs ont été obtenus en ce qui concerne le développement de poêle de chauffage à charbon. Disposant d’une valeur énergétique élevée par kilogramme, le charbon est relativement faible en oxygène comparé aux autres combustibles ligneux. De manière générale le charbon est associé à la fumée et à la pollution de l'air. Cette association est pourtant fausse puisqu’il ne fume pas. C’est en fait le fourneau qui fume, souvent parce qu’il n’a pas été conçu pour brûler du charbon. Ce dernier brûle de manière incomplète et il produit de la fumée ou du monoxyde de carbone. En Mongolie, trois méthodes différentes ont été identifiées par la GIZ pour faire en sorte que la combustion du charbon soit propre.
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<u>Ces méthodes ont en commun:</u>
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*Il n’y a qu’une petite portion de carburant est allumée à la fois&nbsp;;
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*Les volatiles nouvellement évaporés passent à travers un lit de coke chaud
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*Les volatiles s’effritent pour assurer la production de gaz
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*La cendre est vidée de la place où le gaz brûle
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*Le rapport air-carburant est ajusté, puisque l’excès de l’air est limité
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*Le rapport entre airs primaire-secondaire est approprié
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| [[File:GIZ Nepal Erlbeck Coal burning stove (GTZ 7.5).jpg|thumb|left|250pxpx|alt=GIZ Nepal Erlbeck Coal burning stove (GTZ 7.5).jpg]]<br/>
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Image<ref name="Ruth Erlbeck">Ruth Erlbeck</ref>: Fourneau à charbon (GTZ 7.5) développé pour les colonies de yurt à Oulan-Bator<br/>
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[[File:Pigott 2011 Hopper-fed crass draft stove.gif|thumb|left|250pxpx|alt=Pigott 2011 Hopper-fed crass draft stove.gif]]<br/>
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[[File:Pigott 2011 gas path of the GIZ 7 series stove.jpg|thumb|left|250pxpx|alt=Pigott 2011 gas path of the GIZ 7 series stove.jpg]]<br/>
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Image<ref name="Crispin Pemberton Pigott (2011): Solid fuel combustion">Crispin Pemberton Pigott (2011): Solid fuel combustion</ref>: Fourneau en trémie avec passage de courant d’air et de gaz<br/>
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== Test des Poêles de Chauffage<br/> ==
 
== Test des Poêles de Chauffage<br/> ==
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Comparés aux foyers améliorés, jusqu’ici, il n’y a aucune norme internationale pour tester la performance (efficacité, émission) des poêles de chauffage.<br/>Un [[Testing of Woodfuel Stoves|test de performance de cuisine (KPT)]] pourrait toutefois être appliqué pour obtenir des données sur les économies en carburant par rapport aux fourneaux traditionnels pour tous les usages (cuisson, chauffage). Les émissions des poêles de chauffage doivent être mesurées avec des tests effectués dans les laboratoires avec l'équipement approprié.
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Image<ref name="Heike Volkmer, GIZ">Heike Volkmer, GIZ</ref>: Un poêle combinant le chauffage et la cuisson qui a été développé à Gorno-Badakhshan, au Tadjikistan. Les améliorations apportées relèvent entre autres de la petite chambre de combustion, du meilleur passage de l’air et d’un trou amélioré pour la marmite.<br/>
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*Ebert, H.-P.; Beimgraben, T. (2011): Heizen mit Holz in allen Ofenarten
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*[http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CC8QFjAA&url=http://www.aprovecho.org/lab/rad/rl/stove-design/doc/18/raw&ei=1Q3UUrrAFYyK5ASNkoGQBQ&usg=AFQjCNGn4M2wGTuOJYqSqp2vCeXTtUAPcg Bryden, M. et al. (n.k.): Designing Improved Wood Burning Heating Stoves]
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*Sjoerd Nienhuys (2000):&nbsp;[http://www.nienhuys.info/mediapool/49/493498/data/Stoves-Research.pdf Research Report on BACIP Wood Stoves for High Mountain Areas]
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*[http://www.ku.edu.np/mech/bio/haims.html High Altitude Improved Metallic Stoves]
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*[http://www.yumpu.com/en/document/view/11348716/wood-burning-handbook-pinal-county Forms/Wood Burning Handbook.pdf Forms/Wood Burning Handbook.pdf Pinal County Air Quality Control (2005): Wood Burning Handbook]
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*GTZ 7.5 Stove:&nbsp;[[:File:2011-02-00 product flyer giz 7.5 mongolia eng.pdf|Sustainable approach for energy saving and clean air]]
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*Ehrlbeck, R./ Trosse, R. (2012):&nbsp;[[:File:2012 Article Appropriate Technology Improved stoves help people health mongolia eng 3-4.pdf|Improved stoves help people's health]]&nbsp;(Appropriate Technology, Vol. 39, p. 30-32)
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L’échange de chaleur efficace constitue la partie la plus marquante d’un poêle de chauffage. La radiation de la chaleur se fait par le feu à travers la forme même du fourneau, d’une cheminée ou d'un échangeur de chaleur supplémentaire. Plus grande est la surface de radiation plus grande est la quantité de chaleur transmise pour chauffer la pièce<br/>Une autre méthode pour améliorer la transmission de chaleur est «&nbsp; l’change air-air&nbsp;» qui est facile et pas cher à appliquer. Toutefois, cette méthode est uniquement possible dans les maisons où il y a peu de courants d'air. Une cheminée en forme de tuyau cylindrique est un échangeur de chaleur inefficace, car il y a un fort souffle de gaz chaud qui s’échappe rapidement vers l’extérieur. Ainsi, la chaleur émise par le feu n'est pas utilisée pour réchauffer la pièce.
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L'autre option pour améliorer l'échange de chaleur est de le stocker dans de l'eau ou dans des pierres. L’un des avantages de ce système est la douceur de la radiation émise par la pierre ou par l’eau. Cela permet de séparer la chaleur émise par le «&nbsp;réservoir de chaleur&nbsp;» de celle émise par la chambre de combustion. Par exemple l’eau conserve 5 fois plus de chaleur que la roche, mais les systèmes de rétention de chaleur à partir de l’eau nécessitent beaucoup d’entretien. Le défi est de maintenir une pression stable dans les tuyaux alors que l’eau commence à bouillir tout en les gardant sains, notamment à cause de la corrosion causée par la présence continue de l’eau. Aussi, certains échangeurs de chaleur peuvent servir à chauffer l'eau, ou à garder les plats au chaud, voire à cuire le pain.
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<u>Au cours des essais de différents types d'échangeurs de chaleur à Gorno-Badakhshan, au Tadjikistan, les obstacles suivants ont été observés:</u>
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*L’installation de l'échangeur de chaleur sur de vieux fourneaux ou en partie brisée entrave le passage du &nbsp;courant d’air ce qui provoque de la fumée dans la chambre&nbsp;;
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*Une installation peu solide et par conséquent une construction non sécurisée que ce soit au niveau du poêle ou des tuyaux&nbsp;;
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*Le développement de goudron en raison de la vitesse réduite du courant d’air et des différences de températures extrêmes entre la cheminée et la température extérieure
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*Un nettoyage simple de l’échangeur de chaleur avec le réservoir d'eau et/ou de l’échangeur air-air
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L'installation de hottes est primordiale pour améliorer la qualité de l'air dans les maisons, en particulier dans les situations où des foyers traditionnels utilisant la biomasse sont utilisés sans cheminée. Dans certaines cultures, le feu a une valeur sociale, lors des réunions de famille et une signification culturelle, ce qui rend l'introduction de foyers fermés assez difficile.
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Jusqu'ici, il n’existe pas de hottes comme solutions dans les pays en développement et&nbsp; actuellement, Bosch Siemens Home Appliances Group avec l'Universität der Bundeswehr München and Practical Action développent et testent des hottes antifumées, par exemple au Népal et au Kenya.
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► [http://practicalaction.org/healthy-smoke-hoods Page d’accueil du projet: Des hottes saines / Action Pratique]
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► [[Smoke Hoods#.22Healthy Hoods.22 Project|Conception de hottes (by Practical Action and BSH)]]
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Comme toute innovation mise en place le système d’isolation thermique, les poêles de chauffage et les échangeurs de chaleur nécessitent un changement d’habitudes et de procédés. Au cours de la mise en œuvre des projets, des intermédiaires doivent être formés pour veiller à ce que les utilisateurs accèdent à plus de connaissances sur les différentes pratiques d’utilisation et d’entretien des appareils. Comme décrites dans les chapitres "Prise de conscience", "utilisation du bois» et «pratiques de cuisine", des recommandations sur la ventilation, l'ouverture et la fermeture des portes et fenêtres, le taux d'humidité, etc. doivent être expliquées et appliquées par les ménages.
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= Questions Ouvertes<br/> =
 
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Il y a beaucoup de connaissances disponibles sur les systèmes d'isolation thermique des maisons, sur les poêles de chauffage utilisant le bois-énergie, dans les logements des pays développés. Mais jusqu'ici, il reste difficile de transférer ces connaissances aux pays en développement et d'offrir des techniques d’améliorations qui soient adaptées et accessibles aux populations rurales vivant dans des régions froides.
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Des efforts supplémentaires sont nécessaires pour relever les défis en matière de développement technologique et de vulgarisation de telles solutions par les voies du marché. Les questions suivantes soulèvent de nouveaux débats et des besoins de recherches sur les solutions techniques, sur les leçons tirées et les meilleures pratiques.
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*Combien de ménages souffrent de températures basses dans leurs logements&nbsp;?
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*Y a-t-il des méthodes adéquates pour mesurer l'efficacité ou comparer la consommation de carburant spécifique (a) aux poêles de chauffage ou (b) au poêle combinant le chauffage et la cuisson&nbsp;?
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*Y a- t-il une réglementation nécessaire, qui influencent positivement ou empêchent l'isolation thermique des ménages dans les pays?
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*Le comportement des utilisateurs a-t-il une influence sur la consommation de combustible, les émissions, la température de l’air intérieur et la ventilation&nbsp;? D’autres questions plus spécifiques sont: Quel est l'impact de l'utilisation de foyers avec une porte ouverte? Quelle est la différence spécifique de consommation si la porte est ouverte?
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<br/>► [[Cooking Energy Compendium - French Version|Retour vers l’aperçu du projet Cooking Energy Compendium de la GIZ HERA]]<br/>
 
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Latest revision as of 16:02, 29 September 2015

GIZ HERA Cooking Energy Compendium small.png


Notions élémentaires | Conseils politiques | Plan | Conception et Application (offre ICS) | Technologies et pratiques | Conception et Application (Provision de bois combustible) | Changement climatique


Aperçu

Un certain niveau de température de l’air ambiant est nécessaire à l’être humain afin qu’il puisse rester en bonne santé. Le taux de mortalité dû aux maladies respiratoires, à l'hypertension artérielle et aux risques d'AVC, augmente lorsque la température ambiante est en dessous de 20 °C. . Lors des débats sur l'accès international à l'énergie, il est suggéré que pendant la journée, une température intérieure de 12 °C à 18 °C minimum est nécessaire[1].
Dans de nombreuses régions du monde, le respect de ces recommandations est assuré sans qu’il soit nécessaire d’entreprendre des actions spécifiques. Cependant, dans d'autres zones, principalement dans les régions de haute altitude et dans les zones tempérées, la température de l'air intérieur ne peut pas être maintenue au niveau recommandé sans intervention humaine. Les exemples de ces régions géographiques dans les pays en développement sont les Andes d'Amérique du Sud, les régions montagneuses de l'Asie centrale (Pamir, Himalaya, Alai, Tienshan) et les montagnes de l'Atlas au Maroc.

La température de l'air intérieur ainsi que les besoins respectifs de chauffage restent influencés par la saisonnalité du climat (durée du mois d'hiver) et l'altitude. À ce jour, aucune estimation n’existe sur le nombre total de ménages habitant dans un pays en développement et ayant des besoins pour assurer le maintien de la température intérieure à un niveau adéquat. Les estimations de Hulscher et al. (FAO, 1997) indiquent que seules un demi-milliard de personnes dans le Sud et Sud-Est  de l'Asie utilisent des foyers pour le chauffage de l'espace, que ce soit une nécessité quotidienne absolue pendant les saisons les plus froides ou pour le confort pendant les saisons froides ou la nuit.


Les besoins respectifs pour maintenir la température de l'air intérieur, comme le chauffage, contribuent à la pauvreté énergétique et sont liés à certains nombres d’Objectifs du Millénaire pour le Développement suivants :

  • Education (OMD 2) – la température de l’air intérieur dans les structures sociales et politiques telles que les hôpitaux et les écoles.
  • Égalité de genre et autonomisation des femmes (MDG 3),
  • Santé (OMD 4 et 5), et
  • Maintien durable de l’environnement (OMD 7) – due à la consommation du carburant et l’émission de chaleur.


GIZ HERA Messinger Nepal openfire IMG 0209.jpg

Image[2]: Dans les hautes montagnes du Népal, les ménages utilisent un feu pour la cuisine et le chauffage intérieur. À côté des besoins élevés en bois, le faible niveau des températures intérieures en hiver et l'exposition permanente à la fumée provoquent de graves maladies respiratoires. En plus des blessures sont occasionnées par le feu.

Malgré la haute importance et la nécessité de bénéficier d’une température intérieure suffisante, jusqu’à maintenant, cet aspect n’a toujours pas fait l’objet d’un intérêt dans le domaine de la coopération et du développement.
Bien qu' une grande connaissance soit disponible dans les pays développés, par exemple sur l'isolation thermique et les poêles de chauffage efficaces et propres, peu d'expérience et de connaissances sont disponibles pour des solutions appropriées dans les pays en développement. Il en résulte un manque d'informations sur la demande et l’approvisionnement en carburant, sur les techniques de conception des poêles de chauffage, sur les mesures techniques supplémentaires comme l'isolation des maisons et les approches de diffusion des solutions abordables, acceptables et accessibles dans les pays en développement.


GIZ Tajikistan Volkmer hole in roof.jpg

Image[3]: Une maison dans la partie occidentale du Pamir au Tadjikistan, montrant la construction typique d’une maison Pamirienne. Le trou dans le toit, qui est traditionnellement présent, reste ouvert en raison de moyens financiers manquants et le manque de connaissances. Ainsi la chaleur du fourneau quitte immédiatement la chambre et laisse entrer la neige et l'air froid pendant toute la saison d'hiver, le jour comme la nuit

De façon générale, le "chauffage de l'espace" est l'activité de base associée à la nécessité d’augmenter la température d’une chambre ou d’une pièce.


Cependant, il existe un certain nombre de facteurs qui influencent la température de l'air ambiant comme :

  1. Les conditions d’habitation, par exemple la construction, l’isolation thermique
  2. Le Heating - Indoor Air TemperatureHeating - Indoor Air Temperature
  3. Les appareils de chauffage par exemple le poêle de chauffage traditionnel, le poêle de chauffage amélioré, le poêle de chauffage multiusage, l’échangeur de chaleur
  4. Le comportement des utilisateurs, par exemple le traitement du combustible, l'utilisation du poêle, les habitudes de ventilation


Chaque facteur précité sera décrit dans le chapitre suivant:

Conditions D’habitation

L’effet des foyers améliorés utilisés pour la cuisson sur la température intérieure sera faible, dans le cas où la pièce n'est pas isolée, car la chaleur générée sera évacuée de la chambre. Dans les zones froides et montagneuses, l'isolation thermique des bâtiments est une priorité pour obtenir une bonne température ambiante et économiser du bois (comparer la figure ci-dessous).


Niehuys 2009 Estimated savings possible on energy consumption in Afghanistan.gif

Figure[4]: Estimation des économies possibles sur la consommation d'énergie dans les zones de montagne en Afghanistan



Les maisons des populations à faibles revenus sont souvent mal isolées. Dans certaines régions, comme au Pakistan, en Afghanistan et au Tadjikistan, le toit est troué. C’est ainsi qu’elles sont  traditionnellement construites pour assurer l’évacuation de la fumée, dans le cas où le foyer ne dispose pas de cheminée. Souvent les fenêtres sont en fait un trou qui est fermé avec du cellophane pendant l'hiver, ce qui n’est pas d’un grand effet en matière d’isolation. Dans d'autres régions, comme dans les Andes, les gens vivent dans de petites huttes basses qui sont mal ventilées. Cela permet d’éviter les pertes de chaleur, mais leurs habitants sont en permanence exposés à la fumée, ce qui nuit à leur santé.

Isolation Thermique

Dans les pays en développement, de nombreuses personnes vivent encore dans des maisons laissant passer beaucoup de courants d'air, spécialement chez les plus pauvres. L'isolation thermique permet de conserver une température acceptable dans les chambres, car elle empêche qu’il y ait trop de courant d’air dans la maison. De nombreuses méthodes d'isolation thermique existent à travers le monde.


La sélection des méthodes dépend:

  • Des conditions climatiques de la zone
  • De l’isolation des maisons nouvellement construites ou existantes
  • De la disponibilité des matériaux d’isolation et des compétences pour leur installation
  • De la valeur d'isolation respective (également appelée valeur-R), qui est le rapport de différence des températures à travers un isolateur
  • De la perception traditionnelle et des habitudes des ménages dans l’entretien de la maison


La fonction des matériaux d’isolation est basée sur trois principes:

  • Conduction - correspond au transfert de la chaleur à travers un matériau
  • Radiation – correspond à l’habilité d’une matière à émettre de la chaleur
  • Convection – correspond au transfert de chaleur qui grâce à la différence de température dans une pièce facilite les mouvements d'air (l’air chaud se déplace vers le haut et l'air froid vers le bas).


En général, on distingue les matériaux d'isolation naturels et ceux dits synthétiques.
Les matériaux d’isolations naturelles fonctionnent sur le principe de la conduction et de la convection. Ainsi, il est nécessaire de disposer de couches épaisses de matériaux d'isolation. Les avantages des matériaux d'isolations naturels sont le faible risque en ce qui concerne la condensation et les moisissures, la bonne régulation de l'humidité et de la température en hiver comme en été. L’usage de matériaux isolants naturels, comme la paille, la sciure, le roseau, les algues, pourrait devenir limité par manque de disponibilité soit en terme de quantité ou en qualité. Par exemple, la paille est un matériau d'isolation approprié et pas cher, lorsqu’il n'est pas concurrencé par le fourrage destiné aux bétails. Les matériaux d’isolations naturelles doivent être protégés contre l'humidité et les vermines pour assurer une bonne isolation qui puisse durer dans le temps.


GIZ Wiedermann Tajikistan Algea for thermal insulation.jpg

Image[5]: Utilisation d’algues pour l'isolation thermique dans la partie orientale du Haut-Badakhshan, au Tadjikistan


GIZ Tajikistan Volkmer saw dust for insulation.jpg

Image[3]: Préparation de la sciure de bois pour l'isolation d'un toit à Tavdem, Gorno Badakhshan, au Tadjikistan



Les matériaux d'isolation synthétiques disponibles sont par exemple le polystyrène élargi, les feuilles réfléchissantes, le verre ou la laine minérale. Dans le cas où le matériau comporte des feuilles réfléchissantes, l'épaisseur de la couche d'isolation peut être plus mince lors de la réflexion de la chaleur vers la chambre (radiation).


GIZ Volkmer plastic foil for insulation.jpg

Image[3]: Exemple d'isolation des murs avec feuille de plastique métallisé et une couche de 2 mm en polyéthylène (PE).


GIZ Kyrgyzstan Volkmer Wall insulation.jpg

Image[3]: Isolation des murs avec du polystyrène élargi dans la banlieue de Bichkek, au Kirghizistan


Les fenêtres, les trappes d’accès au toit et les portes des maisons sont souvent les parties les plus pauvres en énergie. Selon le budget du ménage, le choix porté aux matériaux à faible coût comme des rideaux peuvent empêcher les courants d’air de pénétrer et réduire les pertes de chaleur à travers les fenêtres. Les fenêtres à double vitrage (en plastique ou en bois) doivent être fermées hermétiquement pour éviter toute pénétration de courant d’air. De plus, elles utilisent la réaction de l'effet de serre, lorsqu'elles sont exposées au soleil, en plus de la chaleur de la chambre.

Il existe plusieurs options à faible coût pour les portes isolantes telles que les rideaux, les couches d'isolation en laine, la mousse de caoutchouc, etc. Pour l’installation de nouvelles portes, un mécanisme d’isolation entre la porte et son cadre est nécessaire.


GIZ Tajikistan Volkmer wooden double-glazed window.jpg

Image[3]: Une fenêtre à double vitrage en bois nouvellement installée dans une maison Pamirienne à Gorno-Badakhshan, au Tadjikistan. La fenêtre a été fabriquée par des charpentiers locaux qui ont été formés.


GIZ Volkmer Tajikistan window curtain on the inside.jpg

Image[3]: Le design est basé sur l’emplacement du rideau à l'intérieur, derrière la vitre de verre et en arrière de la charpente, ce qui réduit considérablement les effets des UV sur la matière en plastique. Le second rideau qui s’enroule est fait à base de coton et est fortement touché par les UV ; en partie parce qu’il est enroulé pendant la journée. Pendant la nuit, il est déroulé, formant ainsi une couche d'air isolante entre le premier et le deuxième rideau. De plus, un rideau coloré peut être un ajout utile pour la décoration intérieure de la maison.


Indépendamment des méthodes et matériaux d'isolations choisis, l'isolation thermique des maisons existantes nécessite:

  • Une expertise locale pour la planification et la construction ;
  • Les connaissances et les compétences nécessaires à leur fabrication et à leur installation ;
  • Un changement de comportement des occupants vis-à-vis du contrôle de la ventilation et de l'humidité ;
  • Le montage préalable du toit et des murs pour s’assurer de leur force ou de leur résistance aux séismes ;
  • Des appareils de chauffage adaptés.


Chauffage Solaire Passif

Les maisons intégrant ce type de système utilisent l'énergie solaire pour chauffer les chambres et réduire les besoins énergétiques tout en gardant la maison bien au chaud. Tout système de chauffage solaire passif vise à capter la chaleur du soleil à partir des éléments de construction. Le gain ou la perte de chaleur générée à partir de l'énergie solaire dépend de l'exposition de la maison et de sa situation vis-à-vis de l’hémisphère. Dans les zones situées dans l'hémisphère sud, les fenêtres de la maison doivent faire face au nord pour exploiter encore davantage le soleil ; inversement pour les zones situées dans l'hémisphère nord. De plus, la protection contre le vent, l'orientation des portes et des espaces tampons tels que les porches doivent être bien pensés avant la construction.


Plus D’informations

 

Autres liens:


Combustibles pour le Chauffage

Dans les hautes montagnes caractérisées par des  conditions climatiques sèches, le bois est une ressource rare. Dans les régions montagneuses de l'Asie, la plupart des ménages utilisent directement 70 à 80% de l'énergie primaire pour la cuisson et 20 à 25% pour le chauffage de la maison. Cependant, les foyers traditionnels utilisés pour la cuisson du repas émettent aussi de la chaleur autour d’eux et chauffent ainsi toute la pièce. Ainsi, la répartition du service offert par l’énergie primaire se situerait plutôt à 60% pour le chauffage de l'espace et seulement à 40% pour la cuisson (Hulscher, 1997).

L’approvisionnement en combustibles fossiles, comme le charbon, le gaz ou l'huile est caractérisé par le prix élevé du carburant et un approvisionnement peu fiable, en particulier dans les régions montagneuses où leur acheminement est compliqué. Dans le cas d’une abondance de l'approvisionnement en électricité ou  en combustibles fossiles, les ménages des zones rurales se tournent  vers les combustibles ligneux pour couvrir leurs besoins énergétiques.

Le chauffage d’un logement nécessite des quantités supplémentaires de combustible en plus de celles réservées à la cuisson. Cela pousse les individus soit à passer de nombreuses heures à ramasser du bois sur de longues distances, soit à préparer du fumier, soit à dépenser, s’ils en ont les moyens, une part importante de leur revenu pour l'achat de carburant. L'élevage est une pratique usuelle d’utilisation de la terre dans les zones montagneuses rurales ; elle permet entre autres d’obtenir du fumier qui sera utilisé comme une ressource supplémentaire de combustible. En raison de sa faible valeur calorifique, le fumier est un mauvais combustible pour le chauffage où d'énormes quantités sont alors nécessaires. Une enquête de la German Agro Action au Tadjikistan (évaluation de la consommation en carburant WHH TJK 1058) montre que la consommation annuelle en moyenne de déjections animales par ménage est d'environ 8,5 T seulement pour le chauffage, auxquelles s’additionnent 5,8 T utilisées pour la cuisson en été et 2,7 T pour la préparation du pain.


Poêle pour le Chauffage

Une caractéristique principale des foyers améliorés est que la chaleur est dirigée vers la casserole et que seule une infime partie est perdue tout autour. Moins il y a de chaleur émise sur les côtés, meilleur est le foyer. C’est pourquoi les foyers améliorés n'ont pas une influence significative sur la température de la pièce et qu’ils ne conviennent pas à des fins de chauffage d’un espace.

Selon la disponibilité des combustibles et les moyens financiers des ménages, ils utilisent différentes sources pour se chauffer, comme le charbon, la bouse et le bois. Chacun de ses combustibles à des valeurs calorifiques différentes, principalement s’ils sont utilisés dans un poêle identique. C'est donc un défi de s'attaquer à la conception des modèles de poêles pour le chauffage.

Ce qui est encore plus difficile pour le développement du poêle, c’est d’obtenir une polyvalence entre la fonction de chauffage et celle de cuisson du repos, voire pour la fabrication du pain.


Selon l’usage, les catégories suivantes de poêle sont à distinguer :

  • Poêle pour le chauffage ;
  • Poêle combiné pour le chauffage et la cuisson ;
  • Poêle combiné pour le chauffage et la cuisson, et la préparation du pain.


Poêle pour le Chauffage Utilisant du Bois-énergie

Les principes de combustion complète du bois s’appliquent aussi bien pour les foyers améliorés que pour les poêles de chauffage. Les conditions préalables pour une telle combustion sont:

  • Une dimension adéquate de la chambre de combustion, car le bois de chauffage brûle principalement dans une grande flamme de « gaz issu du bois (83% du poids de bois brûle comme gaz issu du bois)
  • Une chambre de combustion isolée pour assurer une haute température du feu allant au moins de 600 °C à 1000 °C.
  • Une alimentation suffisante en air pour que le gaz issu du bois, dont la valeur énergétique est élevée, brûle complètement.
  • Une cheminée qui crée un courant d’air pour assurer une combustion propre et efficace avec un feu vif et chaud.
  • Un temps de réponse suffisant, qui permet le mélange optimal du gaz de bois avec l'air

 

L'objectif d'une utilisation optimale de l'énergie du bois ne peut être atteint que lorsque les gaz issus du bois ont eu assez de temps pour être complètement brûlés dans une chambre de combustion riche en chaleur et en l'oxygène.


GIZ Tajikistan Volkmer combined cooking-heating stove.jpg

Image[3]:Comparaison de deux foyers utilisés pour la cuisson et le chauffage des maisons Pamiriennes. Le vieux foyer est à droite et celui qui est amélioré à gauche. Il comprend une cheminée en métal situé qui est située au centre de la pièce. C’est le foyer préféré des utilisateurs



Poêle pour le Chauffage Utilisant du Charbon

En Mongolie, à Oulan-Bator, des résultats prometteurs ont été obtenus en ce qui concerne le développement de poêle de chauffage à charbon. Disposant d’une valeur énergétique élevée par kilogramme, le charbon est relativement faible en oxygène comparé aux autres combustibles ligneux. De manière générale le charbon est associé à la fumée et à la pollution de l'air. Cette association est pourtant fausse puisqu’il ne fume pas. C’est en fait le fourneau qui fume, souvent parce qu’il n’a pas été conçu pour brûler du charbon. Ce dernier brûle de manière incomplète et il produit de la fumée ou du monoxyde de carbone. En Mongolie, trois méthodes différentes ont été identifiées par la GIZ pour faire en sorte que la combustion du charbon soit propre.


Ces méthodes ont en commun:

  • Il n’y a qu’une petite portion de carburant est allumée à la fois ;
  • Les volatiles nouvellement évaporés passent à travers un lit de coke chaud
  • Les volatiles s’effritent pour assurer la production de gaz
  • La cendre est vidée de la place où le gaz brûle
  • Le rapport air-carburant est ajusté, puisque l’excès de l’air est limité
  • Le rapport entre airs primaire-secondaire est approprié


GIZ Nepal Erlbeck Coal burning stove (GTZ 7.5).jpg

Image[6]: Fourneau à charbon (GTZ 7.5) développé pour les colonies de yurt à Oulan-Bator


Pigott 2011 Hopper-fed crass draft stove.gif

Pigott 2011 gas path of the GIZ 7 series stove.jpg

Image[7]: Fourneau en trémie avec passage de courant d’air et de gaz



Test des Poêles de Chauffage

Comparés aux foyers améliorés, jusqu’ici, il n’y a aucune norme internationale pour tester la performance (efficacité, émission) des poêles de chauffage.
Un test de performance de cuisine (KPT) pourrait toutefois être appliqué pour obtenir des données sur les économies en carburant par rapport aux fourneaux traditionnels pour tous les usages (cuisson, chauffage). Les émissions des poêles de chauffage doivent être mesurées avec des tests effectués dans les laboratoires avec l'équipement approprié.


GIZ Tajikistan Volkmer improved combined cooking-heating-baking stove.jpg

Image[3]: Un poêle combinant le chauffage et la cuisson qui a été développé à Gorno-Badakhshan, au Tadjikistan. Les améliorations apportées relèvent entre autres de la petite chambre de combustion, du meilleur passage de l’air et d’un trou amélioré pour la marmite.




Plus D’informations


Echange de Chaleur

L’échange de chaleur efficace constitue la partie la plus marquante d’un poêle de chauffage. La radiation de la chaleur se fait par le feu à travers la forme même du fourneau, d’une cheminée ou d'un échangeur de chaleur supplémentaire. Plus grande est la surface de radiation plus grande est la quantité de chaleur transmise pour chauffer la pièce
Une autre méthode pour améliorer la transmission de chaleur est «  l’change air-air » qui est facile et pas cher à appliquer. Toutefois, cette méthode est uniquement possible dans les maisons où il y a peu de courants d'air. Une cheminée en forme de tuyau cylindrique est un échangeur de chaleur inefficace, car il y a un fort souffle de gaz chaud qui s’échappe rapidement vers l’extérieur. Ainsi, la chaleur émise par le feu n'est pas utilisée pour réchauffer la pièce.

L'autre option pour améliorer l'échange de chaleur est de le stocker dans de l'eau ou dans des pierres. L’un des avantages de ce système est la douceur de la radiation émise par la pierre ou par l’eau. Cela permet de séparer la chaleur émise par le « réservoir de chaleur » de celle émise par la chambre de combustion. Par exemple l’eau conserve 5 fois plus de chaleur que la roche, mais les systèmes de rétention de chaleur à partir de l’eau nécessitent beaucoup d’entretien. Le défi est de maintenir une pression stable dans les tuyaux alors que l’eau commence à bouillir tout en les gardant sains, notamment à cause de la corrosion causée par la présence continue de l’eau. Aussi, certains échangeurs de chaleur peuvent servir à chauffer l'eau, ou à garder les plats au chaud, voire à cuire le pain.


Au cours des essais de différents types d'échangeurs de chaleur à Gorno-Badakhshan, au Tadjikistan, les obstacles suivants ont été observés:

  • L’installation de l'échangeur de chaleur sur de vieux fourneaux ou en partie brisée entrave le passage du  courant d’air ce qui provoque de la fumée dans la chambre ;
  • Une installation peu solide et par conséquent une construction non sécurisée que ce soit au niveau du poêle ou des tuyaux ;
  • Le développement de goudron en raison de la vitesse réduite du courant d’air et des différences de températures extrêmes entre la cheminée et la température extérieure
  • Un nettoyage simple de l’échangeur de chaleur avec le réservoir d'eau et/ou de l’échangeur air-air

 

Les Hottes

L'installation de hottes est primordiale pour améliorer la qualité de l'air dans les maisons, en particulier dans les situations où des foyers traditionnels utilisant la biomasse sont utilisés sans cheminée. Dans certaines cultures, le feu a une valeur sociale, lors des réunions de famille et une signification culturelle, ce qui rend l'introduction de foyers fermés assez difficile.

Jusqu'ici, il n’existe pas de hottes comme solutions dans les pays en développement et  actuellement, Bosch Siemens Home Appliances Group avec l'Universität der Bundeswehr München and Practical Action développent et testent des hottes antifumées, par exemple au Népal et au Kenya.


Page d’accueil du projet: Des hottes saines / Action Pratique

Conception de hottes (by Practical Action and BSH)

Changement D’habitudes

Comme toute innovation mise en place le système d’isolation thermique, les poêles de chauffage et les échangeurs de chaleur nécessitent un changement d’habitudes et de procédés. Au cours de la mise en œuvre des projets, des intermédiaires doivent être formés pour veiller à ce que les utilisateurs accèdent à plus de connaissances sur les différentes pratiques d’utilisation et d’entretien des appareils. Comme décrites dans les chapitres "Prise de conscience", "utilisation du bois» et «pratiques de cuisine", des recommandations sur la ventilation, l'ouverture et la fermeture des portes et fenêtres, le taux d'humidité, etc. doivent être expliquées et appliquées par les ménages.


Questions Ouvertes

Il y a beaucoup de connaissances disponibles sur les systèmes d'isolation thermique des maisons, sur les poêles de chauffage utilisant le bois-énergie, dans les logements des pays développés. Mais jusqu'ici, il reste difficile de transférer ces connaissances aux pays en développement et d'offrir des techniques d’améliorations qui soient adaptées et accessibles aux populations rurales vivant dans des régions froides.

Des efforts supplémentaires sont nécessaires pour relever les défis en matière de développement technologique et de vulgarisation de telles solutions par les voies du marché. Les questions suivantes soulèvent de nouveaux débats et des besoins de recherches sur les solutions techniques, sur les leçons tirées et les meilleures pratiques.

  • Combien de ménages souffrent de températures basses dans leurs logements ?
  • Y a-t-il des méthodes adéquates pour mesurer l'efficacité ou comparer la consommation de carburant spécifique (a) aux poêles de chauffage ou (b) au poêle combinant le chauffage et la cuisson ?
  • Y a- t-il une réglementation nécessaire, qui influencent positivement ou empêchent l'isolation thermique des ménages dans les pays?
  • Le comportement des utilisateurs a-t-il une influence sur la consommation de combustible, les émissions, la température de l’air intérieur et la ventilation ? D’autres questions plus spécifiques sont: Quel est l'impact de l'utilisation de foyers avec une porte ouverte? Quelle est la différence spécifique de consommation si la porte est ouverte?


Références

Cet article a été publié par la GIZ HERA. Il est essentiellement basé sur les expériences, les leçons apprises et les informations recueillies par les projets « fourneaux améliorés » de la GIZ. Vous pouvez trouver plus d'informations sur les auteurs et les experts de l'original «Cooking Energy Compendium» dans les mentions légales.

  1. PPEO 2010, page 33 et Définition de l’Accès à l'énergie - indicateurs mis à jour proposés
  2. Christoph Messinger, GIZ
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Heike Volkmer, GIZ
  4. Sjoerd Nienhuys (2009)
  5. Christoph Wiedemann
  6. Ruth Erlbeck
  7. Crispin Pemberton Pigott (2011): Solid fuel combustion



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