vignette|Cheminée ornementale avec insert.
L'insert est un dispositif qui s'encastre dans une cheminée existante. Il transforme la cheminée traditionnelle à foyer ouvert, sans vitre pour fermer l'âtre, en un dispositif à foyer fermé. L'insert fonctionne avec des bûches de bois ou parfois des granulés (pellets).
Il permet de profiter des sensations apaisantes du feu d'une cheminée traditionnelle sans en modifier le bâti. Il garantit un rendement thermique comparable à celui d'un appareil de chauffage comme le poêle à bois. La diffusion de chaleur d'un insert se fait par convection naturelle ou forcée et aussi par rayonnement. Du fait du rendement énergétique souvent supérieur à 70 %, et de l'utilisation du bois, énergie renouvelable facilement disponible, l'insert est un système de chauffage éligible au crédit d'impôts développement durable.
Définition L'insert s'encastre dans une cheminée existante. C'est donc un appareil de chauffage facile à installer. Il a la forme d'un bloc de section rectangulaire. Sa partie supérieure est plate à la différence d'un .thumb|Vitre en vitrocéramique fermant le foyer (Auteur : Brenthasty)|gauche La face avant est équipée d'une surface vitrée transparente en vitrocéramique qui permet de voir le feu. La chambre de combustion est enfermée dans une double paroi en fonte ou en acier. Le tirage de l'insert est ajustable le plus souvent manuellement. Le conduit d'évacuation des fumées emprunte le conduit de la cheminée existante.
Différence entre l'insert et le foyer fermé L' se distingue du , aussi appelé , par l'absence d'avaloir.. L'avaloir, encore appelé chambre à fumées, est la partie proéminente d'un foyer fermé. Il est en forme de dôme et est situé au-dessus de la chambre de combustion, généralement dans la hotte de cheminée. Par sa forme d'entonnoir inversé, l'avaloir dirige les fumées de combustion vers le conduit d'évacuation. Ce faisant, il augmente la surface d'échange entre le foyer et l'air ambiant circulant à l'extérieur du foyer. À cette différence près, le foyer fermé et l'insert ont un fonctionnement similaire.
Le dôme couvrant le foyer fermé rend malaisée son installation dans les cheminées existantes, ce qui le réserve aux cheminées neuves. L'habillage moderne du foyer fermé par une cheminée permet de l'intégrer de façon harmonieuse dans un logement, et le montage est monobloc...
Souvent, les fabricants regroupent et sous la seule dénomination d'.
Pour le prix, l'insert est plus économique que le foyer fermé, mais tout dépend du modèle choisi.
Fonctionnement Combustion La combustion se fait sans effort grâce à l'entrée d'air modulable par le réglage de tirage. L'air est dit primaire, car il est introduit à la base des flammes pour la combustion du bois de l'âtre. Des inserts à double combustion, ou encore appelés à post-combustion, disposent d'une deuxième entrée d'air, dit secondaire, qui assure la combustion des gaz qui sortent du foyer. La double combustion accroît le rendement de chauffe et réduit la pollution.
Apport en bûches L'ajout de bûches dans le foyer se fait par la porte vitrée en l'ouvrant sur l'avant ou pour d'autres modèles, en relevant la vitre par un système de crémaillère. La vitre faite de vitrocéramique résiste à des températures de .
Réchauffement de l'air ambiant vignette|Insert, vue en perspective : A) entrée d'air froid dans le foyer B) sortie des fumées chaudes qui réchauffent l'air de l'habitation par convection, lorsqu'elles remontent dans la cheminée C) chaleur rayonnante La chambre métallique de l'insert est à double fond. Un courant d'air circule entre sa paroi intérieure et sa paroi extérieure, sans jamais entrer en contact avec les cendres ou les fumées de combustion du bois. Froid au départ, l'air se réchauffe au contact de la paroi chaude du foyer. Il entre par le dessous de l'âtre et monte dans la double peau. L'air chauffé ressort par la partie haute de l'insert ou via des grilles disposées dans la partie supérieure de la cheminée. Il chauffe ainsi la pièce ou les pièces si un système de distribution de chaleur est couplé à l'insert.
Deux modes de diffusion de la chaleur La construction spécifique de l'insert avec sa double paroi, donne sa singularité à ce type de chauffage. Il repose sur deux principes de transmission de la chaleur. La convection est le mode principal de diffusion de l'énergie thermique ; le rayonnement infrarouge est le second mode de propagation thermique, puisque la flamme du foyer et les braises diffusent de l'énergie par ondes.
Convection naturelle ou forcée Le chauffage par convection naturelle : l'air frais provient du niveau du sol, là où il est le plus froid, se réchauffe dans la double paroi (dessous et derrière le foyer) et commence son ascension pour sortir par les grilles d'air chaud. left|thumb|Convection naturelle dans la pièce où se trouve l'insert La chaleur se répand dans la pièce et pousse l'air frais vers le bas, où il est à nouveau prélevé. Ce mouvement circulaire assure un brassage efficace de l'air du lieu, c'est la convection naturelle de l'air ambiant. Avec les inserts, l'air se trouve souvent propulsé par un ou deux ventilateurs de petite taille, depuis l'entrée jusqu'à la partie supérieure de l'appareil. Il s'agit de convection forcée, qui accroît le transfert et la diffusion de chaleur. La chaleur transmise est proportionnelle à la différence de température entre la paroi interne du foyer et l'air à réchauffer, mais elle dépend aussi du mode de convection.
Bien entendu, c'est par conduction au travers de la paroi du foyer que la chaleur du foyer est transmise dans la double peau et va réchauffer l'air circulant ; de là, il se dilate, s'allège et s'élève.
Rayonnement thermique Parallèlement à la convection thermique, le feu et les braises produisent une chaleur puissante et rayonnante. C'est le chauffage par rayonnement. La vitre laisse filtrer la chaleur que l'on ressent dès que l'on se place devant le foyer, même à distance (réchauffement radiatif par propagation d'ondes). Les matériaux qui environnent le foyer vont absorber l'énergie rayonnante de l'âtre et la restituer au logement ; de façon identique, cette restitution se fait par rayonnement et par conduction. Le rayonnement du foyer a lieu dans les grandes longueurs d'onde surtout dans l'infrarouge lointain. Les parois du foyer en fonte et les briques réfractaires du conduit, restituent la chaleur selon leur inertie thermique propre (elle dépend de la masse et du matériau).
Avantages Le foyer de l'insert est "fermé" ce qui en augmente le pouvoir de chauffe et l'autonomie entre chargements. La chaleur se concentre dans l'âtre et l'air chaud est produit en plus grande quantité.
Avantages techniques Intégration L'insert permet de garder le bâti de la cheminée existante, il est donc assez facile à installer. Il est possible de le désolidariser de la cheminée en cas de problèmes. Lorsque la cheminée est ancienne, il peut être difficile de trouver des dimensions compatibles.
Rendement insert et cheminée à foyer ouvert Les inserts de cheminée modernes ont un rendement énergétique qui varie de 60 % à 80 % (jusqu'à 70 % selon l'ADEME), c'est-à-dire qu'ils restituent de 60 % à 80 % de la chaleur produite par la combustion du bois.
Le foyer ouvert d'un âtre traditionnel reste peu ou prou identique à celui du Moyen Âge. Ce type de cheminée chauffe peu voire très peu, même si ses vertus esthétiques et relaxantes sont indéniables. La majeure partie de la chaleur s'enfuit par le conduit d'évacuation des fumées. Le rendement énergétique d'une cheminée à foyer ouvert avoisine seulement 10 % (pouvant aller jusqu'à 20 % selon d'autres sources) voire s'avère négatif. La cheminée traditionnelle utilise l'air de la pièce, qui est remplacé par de l'air froid extérieur. La conséquence est une température ambiante de la pièce qui dans ce dernier cas va même baisser.
Chaque année, le nombre de foyers ouverts décroît au profit des inserts, poêles à bois et poêles à granulés.
Diffusion de la chaleur du foyer Le chauffage par rayonnement produit une chaleur douce et agréable qui vient du feu et des braises, mais aussi du volant thermique des matériaux qui entourent l'âtre et restituent la chaleur sans à-coups.
Le chauffage par convection diffuse la majeure partie de l'énergie du foyer et génère une circulation d'air dans la pièce. L'air chaud peut aussi être transféré aux autres pièces, par un système de distribution adapté, à la différence des modèles à chaleur rayonnante seule comme les poêles à bois.
Puissance de chauffe Dans une cheminée traditionnelle à foyer ouvert, l'air de la pièce attise le feu sans contrôle, du fait du seul tirage naturel de l'installation. Il en est autrement pour un insert où l'ajustement se fait manuellement. L'air contribue entièrement à la combustion car il pénètre par le dessous des braises. Le réglage évite le rejet massif de chaleur vers l'extérieur. De fait, la chaleur se concentre dans l'âtre et la puissance de chauffe est accrue.
La puissance de chauffe des inserts varie de 7 à selon le volumes des pièces à chauffer.
Autonomie de la cheminée La maîtrise de l'entrée d'air a aussi pour conséquence de prolonger l'autonomie du feu de cheminée. Les bûches se consument lentement quand le tirage est au minimum. Le feu est durable : compter jusqu'à 10 à 12 heures pour un chargement complet et un tirage au ralenti, contre à peine 2 ou 3 heures pour une cheminée ouverte. La sensation de confort est accrue, car la chauffe est moins brutale. L'insert est un appareil de chauffage à part entière, même si sa puissance limitée le réduit au rôle d'appareil d'appoint.
Couplé à un répartiteur de chaleur, l'insert produit de la chaleur pour plusieurs pièces ou une maison entière. L'air chaud est véhiculé par la ventilation en plusieurs points de la maison. Pour une maison de petite surface, l'insert seul peut suffire toute l'année, à condition qu'il soit relié à un système d'air pulsé.
Propreté L'insert a l'avantage de la propreté. Les fumées, poussières et cendres créées par la combustion restent confinées. La maison n'est pas soumise aux traditionnels enfumages que connaissent les propriétaires de cheminée ouverte.
En revanche, l'air chaud entraîne avec lui des particules de poussière, qui se déposent sur et autour des bouches de distribution. C'est pourquoi certains répartiteurs de chaleur sont équipés de filtres à poussière.
Comme la combustion des bûches est plus complète (ajustement et introduction optimale du comburant ), l'insert émet moins de polluants vers l'extérieur.
Sécurité L'insert offre une sécurité d'utilisation. Puisque le feu est confiné, il peut rester sans surveillance, y compris la nuit. Il protège de la projection de brandons et d'escarbilles brûlants ou d'un éventuel éboulement des bûches.
Avantages économiques Réduction de la facture énergétique