thumb|right|Cheminée d'usine à Pékin. Une cheminée d'usine (parfois appelée cheminée industrielle) est un type de cheminée servant à évacuer les fumées et autres rejets gazeux d'une usine ou de tout établissement industriel. Initialement construites en pierre puis en brique, les cheminées contemporaines sont souvent édifiées en béton ou en matériaux métalliques.
Les cheminées industrielles se développent avec l'industrialisation des économies, premièrement en Europe occidentale dès le , puis se généralisent dans l'ensemble des autres régions du monde concernées par l'industrie.
La fabrication et l'entretien des cheminées industrielles sont assurés par les techniciens en fumisterie. Du fait de la nature potentiellement toxique des rejets qu'elles évacuent, la structure des cheminées est soumise à une réglementation stricte spécifiant notamment leur taille.
Les cheminées industrielles concilient une fonction pratique, liée au fonctionnement d'installations techniques destinées à la production d'énergie et de biens, à une fonction esthétique voire symbolique, qui se traduit dans leurs dimensions ou leurs ornements.
Marseille présente des cheminées industrielles particulières liées à la présence de montagne : les cheminées rampantes.
Fonctionnement Principes vignette|150px|« L'effet de cheminée » est expliqué par la poussée d'Archimède qui fait monter dans la cheminée l’air chaud, dont la densité (et la pression) est plus petite que celle de l'air froid. Le tirage de la cheminée (ou « appel d'air ») est d'autant plus fort que la différence thermique est élevée. L'existence d'une cheminée industrielle est invariablement liée à la présence d'un four ou d'une chaudière..
Comme les cheminées domestiques, les cheminées industrielles ont vocation à permettre l'évacuation des fumées du foyer de combustion, mais à la différence de celles-ci, elles sont également chargées d'améliorer la combustion en renforçant le tirage thermique. C'est précisément le calibrage de la cheminée industrielle, tant en hauteur qu'en largeur, qui va renforcer l'appel d'air nécessaire à la combustion et ainsi stimuler celle-ci.
La combustion peut de ce fait être dopée de plusieurs manières, notamment en renforçant la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la cheminée, ou en augmentant la hauteur de la cheminée.
Types d'activité Les cheminées industrielles peuvent être associées à des activités économiques très variées : extraction minière et traitement du minerai, industries lourdes, industries de transformation de matières plastiques, industrie manufacturière comme le textile, scierie, conserveries, etc.
Description La cheminée est composée de trois parties principales : le socle (ou piédestal), qui repose sur les fondations de l'édifice ; le fut, partie centrale et tronconique ; le couronnement.
Le fonctionnement de la cheminée ne nécessite aucun ornement extérieur. L'ajout de décorations résulte de choix esthétiques et d'une volonté de conférer une fonction symbolique au bâtiment. L'esthétique des cheminées à la fois suit en partie les mouvements de mode de l'architecture et s'accommode des goûts de leurs propriétaires.
Initialement de forme carrée, les cheminées sont plus tard généralisées sous leur forme circulaire, offrant une meilleure résistance au vent. Leur résistance est renforcée par la présence de cercles métalliques, disposés à intervalles réguliers — six ou sept mètres en moyenne au —, noyés dans la maçonnerie ou fixés à l'extérieur du fut..
Histoire Premières cheminées vignette|Représentation d'une « pompe à feu » Newcomen (Pays de Galles, 1798). Dans l'Antiquité, il est fait mention de fourneaux dont la grande hauteur permet l'évacuation des fumées. Ainsi, entre autres références., Strabon évoque dans sa Géographie la « grande élévation » donnée aux fours où les Turdétans, peuple du sud de la péninsule ibérique, fondent l'argent, « pour que la fumée, qui se dégage du minerai et qui de sa nature est lourde et délétère, se dissipe plus aisément en s'échappant plus haut dans l'air »Strabon, Géographie, Livre III, chapitre 2, 8..
À l'époque moderne, le développement des cheminées industrielles s'appuie sur des observations anciennes, et quelques textes précurseurs, comme Novi Forni Philosophici, publié en Allemagne en 1647 par un alchimiste conscient de l'incidence déterminante des différences de pression dans le fonctionnement des foyers..
Les cheminées industrielles se développent dans le cadre de la Première révolution industrielle qui démarre au en Grande-Bretagne, et dont le moteur est l'invention et le développement de la machine à vapeur. Entre le milieu du et le début du , les travaux d'Edward Somerset et de l'ingénieur Thomas Savery améliorent la connaissance et la compréhension de la vapeur d'eau, aboutissant à la mise au point des premiers prototypes de machines à vapeur. Savery élabore ainsi une machine censée permettre l'évacuation des eaux infiltrées au fond des mines.
Dans les années 1710, dans les Midlands et le Nord-Est de l'Angleterre, les premières « pompes à feu » sont édifiées. Mises au point par Thomas Newcomen, qui leur donne son nom en anglais (Newcomen engine), elles permettent également l'exhaure des eaux s'infiltrant dans les puits de mine des bassins houillers.. Si sur les premiers modèles, la fumée de combustion de la machine à vapeur est évacuée par une simple bouche d'aération, ou un dispositif semblable à une cheminée domestique, la présence d'une cheminée est attestée ultérieurement. Dans le courant du , des « pompes à feu » sont installées en Europe continentale, notamment en Belgique (Jemeppe-sur-Meuse en 1720.) et en France (Fresnes-sur-Escaut en 1732), pour la compagnie des mines d'Anzin.. Plusieurs de ces édifices demeurent en place au .
C'est également au que des cheminées commencent à apparaître à proximité d'autres installations industrielles émergentes ou jusqu'alors artisanales : fours à chaux, verreries, mines de cuivre, salines... Les mines de plomb argentifère disposent également de cheminées permettant l'évacuation des fumées issues de la fonte du minerai.. La plus ancienne cheminée d'un four de fonte du plomb encore en place se trouve à Ashover, dans le Derbyshire, en Angleterre ; l'édifice est attesté dès 1770. À Stoke-on-Trent, l'action de Josiah Wedgwood, qui assure l'essor de l'entreprise de faïence qu'il a créée en 1759, se traduit aussi par le développement de machines actionnées par la vapeur, surmontées de nouvelles cheminées.
vignette|Coalbrookdale de nuit, toile de Philippe-Jacques de Loutherbourg réalisée en 1801, représentant Coalbrookdale, foyer mondial de la fonte au plomb.
Dans la sidérurgie, l'usage du coke comme combustible associé à la vapeur multiplie la présence des cheminées, en premier lieu dans la vallée de la Severn, dans le dernier quart du . Les premiers hauts fourneaux ressemblent à des pyramides tronquées. À la fin du , la mise au point du puddlage, nouveau procédé permettant la production de fonte résistante car pauvre en carbone, occasionne la création de fours à réverbère spécifiques surmontés d'une cheminée. De façon décisive, les améliorations substantielles apportées par James Watt à la machine à vapeur à partir des années 1770 renforcent la puissance et l'utilité des chaudières, donc les dimensions des cheminées, dont le poids croissant impose des fondations plus profondes et la construction de bâtiments dédiés. Les chaudières sont progressivement dissociées de l'engine house.
Améliorations et développement vignette|La cheminée de l'usine Shaddon de Carlisle (Angleterre), construite en 1836, atteint initialement la hauteur record de 93 mètres, avant raccourcissement ultérieur.. Les cheminées se généralisent au début du , leur présence étant désormais perçue comme indispensable au bon fonctionnement de foyers plus volumineux. Ainsi, en France, les usines du Calvados au début du siècle disposent de cheminées atteignant les 30 mètres de hauteur en contexte urbain. Les hauteurs sont moindres en milieu rural.
Ces multiples installations confèrent à une région d'Angleterre son surnom de Black Country. Plus globalement, les premières décennies du correspondent à la généralisation de paysages industriels urbains et non plus semi-ruraux comme c'était encore le cas tout au long du siècle précédent. Les emplois et bâtiments industriels se développent au point de former de véritables agglomérations industrielles. En Grande-Bretagne, le recours à la machine à vapeur se généralise dans les autres secteurs de l'industrie, notamment l'industrie textile, à partir des années 1780 et surtout au début du , et permet aux usines de s'éloigner des cours d'eau dont elles ne sont plus dépendantes sur le plan énergétique. Dans la bonneterie, la filature et le tissage, autant dans le coton que la laine, de nouvelles hautes usines encadrées de cheminées se multiplient.
De manière générale, l'augmentation de la dimension des cheminées, qui les éloigne définitivement des cheminées domestiques, nécessite un renforcement de leurs parois, et la mise au point de nouvelles techniques de construction, comprenant notamment l'amincissement progressif de l'épaisseur des murs à mesure de leur élévation, principalement à partir du début du .. Les cheminées demeurent encore majoritairement de forme rectangulaire, la forme circulaire causant des difficultés, notamment dans la persistance d'interstices entre les briques quadrangulaires. Mais l'accroissement continu des hauteurs et la mauvaise résistance au vent des édifices carrés rendent plus favorables les constructions octogonales et circulaires, qui se généralisent à partir des années 1820..
La technologie du four à réverbère est améliorée.
Au début de leur plein développement, dans la première moitié du , les cheminées sont assez largement perçues positivement par les commentateurs, essayistes et ouvriers britanniques, associées à la rationalisation économique et à la productivité, et surtout susceptibles d'éloigner des sens les rejets gazeux et d'éviter la manipulation de matières problématiques.
Apogée vignette|Représentation d'une cheminée d'usine à Glasgow de 460 pieds de haut (soit 140 m) dans un Universal Atlas of The World de 1896 (notée n°7 sur le schéma). Dans le courant du , les cheminées industrielles atteignent des hauteurs très importantes. Le cas de la cheminée de l'usine de Charles Tennant à Springburn, près de Glasgow, mesurée à près de dès 1840., est emblématique de ces nouvelles prouesses architecturales.
Le développement industriel important que connaissent les grandes agglomérations à la fin du et au début du multiplie la présence des cheminées d'usine à proximité des habitations. La commune de Paris compte 426 cheminées en 1912..
Ces édifices sont à la fois l'exutoire et le symbole de la pollution générée par l'industrieL'historien André Guillerme () les décrit comme des « doigts levés, indicateur d'incommodité ».
La cheminée d'usine apparaît comme l'un des éléments identitaires des paysages industriels britanniques du , dans les écrits de plusieurs observateurs comme Alexis de Tocqueville (Voyage en Angleterre, Irlande, Suisse et Algérie, publié à titre posthume en 1957 mais daté de 1835 environ) ou Hippolyte Taine (Notes sur l'Angleterre, 1872).
Cheminées rampantes A Marseille, la présence d'une industrie très polluante liée à celle de reliefs importants a conduit à la construction de cheminées rampant à flanc de colline pour déboucher parfois sur une cheminée traditionnelle de très faible hauteur. On trouve nombre de ces cheminées rampantes parfois même dans des calanques très fréquentées, malgré des niveaux de pollution du sol très élevés sur l'emplacement du rampant.
Innovations techniques vignette|gauche|Cheminée en béton armé de type « Monnoyer », mines de charbon de Heusden-Zolder (Limbourg, Belgique).