A – La veilleuse d’allumage d’une chaudière
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La veilleuse d’allumage d’une chaudière est constituée à son extrémité dite froide d’un tube en aluminium ou en cuivre ramenant le gaz de la vanne jusqu’à son extrémité dite chaude, le tube est vissé dans le bloc veilleuse dans lequel se place un petit injecteur. Cette veilleuse a deux fonctions, la première est d’apporter au thermocouple (organe de sécurité) la chaleur nécessaire à la formation d’une tension, la seconde est d’enflammer le brûleur principal de la chaudière afin de subvenir à une demande de chaleur. Cette veilleuse est dite permanente car elle reste allumée tout le temps sa consommation est estimée à 5 % ce qui signifie qu’une chaudière à veilleuse permanente consommera 5 % de plus qu’une chaudière à veilleuse intermittente bien évidement il est difficile de vérifier cette donnée. La veilleuse permanente continue de fonctionner même en cas de coupure de courant en effet elles est desservie en gaz par l’ouverture d’un électro-aimant alimenté par un thermocouple générant une tension électrique de l’ordre de 33 mV lorsqu’il est chauffé. Attention la chaudière ne peut pas fonctionner car le brûleur principal est actionné par une vanne gaz qui elle est alimentée en 230 V AC.
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Les veilleuses d’allumage permanentes équipent aussi bien des chaudières murales que des chaudières au sol mais également des chaudières à évacuation cheminée mais aussi des chaudières à évacuation ventouse.
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Photo n°1 – Bloc veilleuse d’une chaudière sol
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Nous observons en partant du haut l’extrémité chaude du thermocouple c’est à dire celle plongée dans la flamme de veilleuse, en partie centrale la veilleuse contenant l’injecteur gaz (non visible sur cette photo), puis l’électrode d’allumage (généralement cette électrode est raccordée à un allumeur piézoélectrique qui envoi l’étincelle sur la tête de veilleuse afin de l’enflammer il peut exister également des petits boitier que l’on appel allumeur récurant qui vont emmagasiner de l’énergie afin de créer un train d’étincelles susceptible d’enflammer la veilleuse .
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Nous voyons à l’extrémité gauche de la tête de veilleuse un raccord en laiton prolongé d’un tube en aluminium qui amène le gaz à la veilleuse.
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Veilleuse type Polidoro
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Photo n° 2 – Veilleuse permanente servant à allumer un brûleur principal de chaudière
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Attention ceci correspond à un montage expérimental en laboratoire le brûleur principal ici au premier plan est composé de trois rampes en phase de combustion.
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Ce montage est effectué dans des conditions appropriées nous vous déconseillons fortement de réaliser ce type de montage qui s’avère particulièrement dangereux.
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Le même brûleur placé dans la chambre de combustion de la chaudière. Noter en bas à gauche l’allumeur piézoélectrique noir reliant l’électrode d’allumage par un câble blanc. Le tube cuivre relié par un colson rouge au tube d’admission du gaz en aluminium est une partie du thermocouple celui-ci vient se visser à la vanne gaz représentée en partie haute sur cette photo.
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Présentation de plusieurs modèles de veilleuses d’allumage permanentes complètes
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Photo n°3 – Veilleuse avec allumeur piézo
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Photo n°4 – Veilleuse type Furigas avec thermocouple à droite
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Photo n° 5 – Veilleuse type Théobald équipant en particulier les chaudières de la marque Frisquet
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Photo n° 6 – Bloc veilleuse n’appartenant pas à une chaudière mais a un accumulateur d’eau chaude sanitaire – Veilleuse type Junkers
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Bien évidemment il existe encore de très nombreux modèles de bloc veilleuse permanente avec thermocouple cependant il n’est pas possible dans la présente publication d’en faire l’énoncé.
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Il est très important pour un bon fonctionnement de la chaudière que la veilleuse soit stable, puissante, de couleur bleue et que le thermocouple soit correctement positionné à l’intérieur.
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Photo n° 7 – Une veilleuse présentant une flamme parfaite et un positionnement du thermocouple adéquate.
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Afin d’obtenir ce type de veilleuse il est important de vérifier un accessoire faisant partie intégrante de la veilleuse : l’injecteur. En effet si celui-ci est encrassé ou même tout simplement abîmé la restitution de la flamme à la veilleuse sera sans appel. La flamme de la veilleuse deviendra molle, instable, présentant une teinte orangée et quelques fois dans les situations les plus graves il n’y aura plus de flamme du tout.
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Photo n° 8 – Quelques modèles d’injecteurs veilleuses
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Injecteur n°4 – 1 trou
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Injecteur n° 24 – 2 trou
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En partant de la gauche 3 injecteurs de types longs et 1 injecteur coloré de marque Robershaw pour GN*
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* Gn = Gaz Naturel
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Position de l’injecteur dans la veilleuse
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Photo n° 9 – Bloc veilleuse avec en haut le thermocouple – Au centre la veilleuse avec l’injecteur qui se trouve sortie puis le tube aluminium d’admission de gaz – En bas l’électrode d’allumage
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Veilleuse type Polidoro
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Problème fréquemment rencontré ayant des répercussions sur le bon fonctionnement de la chaudière
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Il est impératif de brosser une fois par an l’injecteur de la veilleuse dans le cas contraire la chaudière présentera de manière totalement aléatoire des arrêts répétés par disjonction de la veilleuse, des difficultés d’allumages après plusieurs mois d’arrêt par exemple lors de la remise en service du chauffage et hiver après la saison estivale. Ce type d’anomalie ne provient pas du thermocouple, ni de la vanne gaz, ni du SPOTT (sécurité de refoulement des fumées), ni de la chaudière elle même, ni du thermostat d’ambiance. Le problème est lié à l’injecteur veilleuse encrassé.
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Pour observer à quel point l’injecteur peut s’encrasser nous allons présenter une série de photos prises sur des veilleuses non entretenues
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Injecteurs sortis de leurs veilleuses observez la poussière qui arrive à se placer jusque dans l’orifice calibré et qui réduit le débit de gaz à la veilleuse. Ces injecteurs équipent bien des chaudières fonctionnelles mais présentant des difficultés avec l’apparition de mise en sécurités régulières pendant la saison de chauffe.
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Photo n°10 – Injecteur sale Photo n° 11 – autre injecteur sale vu de profil
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Photo n° 12 – Injecteur sale vu de face
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Photo n° 13 – Injecteur de veilleuse recouvert de gras et de poussière
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Photo n° 14 – Observez ces deux injecteurs ils sont identiques à cela près que l’un est neuf et l’autre usagé
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Photo n° 15 – Intérieur d’une veilleuse – Observez la poussière présente dans le tube veilleuse (tube situé à droite c’est dans ce tube que l’on introduit l’injecteur)
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B – Le Thermocouple
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Le thermocouple est une sécurité de flamme cette technologie est abandonnée depuis plusieurs années maintenant cependant il reste encore en usage un très grand nombre de chaudière à thermocouple. La technologie qui remplace le thermocouple est dite à allumage électronique et sonde d’ionisation (ceci fera l’objet d’un article spécifique).
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1- Principe de fonctionnement
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Le thermocouple se compose de deux fils de métaux différents soudés bout à bout de façon à fermer une boucle. Le chauffage d’un des points de liaison entre les deux métaux provoque une différence de potentiel (tension) qui engendre un faible courant électrique (30 mV avec +/- 5 mV). Ce courant est envoyé dans la bobine d’un électro-aimant, ce dernier maintient une armature en fer doux. Si le chauffage du thermocouple est interrompu le courant disparait, l’électro-aimant ne maintient plus l’armature qui est repoussée par un ressort de rappel et le clapet gaz alimentant la veilleuse se referme par l’intermédiaire d’un jeu de leviers arrêtant la veilleuse.
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Comme la tension donnée par le thermocouple est faible (30 à 35 mV) il est impératif qu’il y ait un excellent contact entre les bornes du thermocouple et l’électro-aimant. Le courant étant faible l’effet attractif de l’électro-aimant n’est pas suffisant pour rapprocher l’armature des pôles on doit donc agir manuellement sur le bouton poussoir de l’armature.
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Photo n° 16 – Thermocouple avec son embout ou insert magnétique
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La tête du thermocouple se trouve en haut alors que l’embout magnétique (insert magnétique) se situe en bas. Le clapet gaz est situé sur l’extrémité de l’électro-aimant il est de couleur blanc et repose sur le ressort de rappel. Observez la taille courte du tube en cuivre du thermocouple.
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Schéma de l’électro-aimant et du thermocouple
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En haut on observe la coupe du thermocouple et en bas l’embout magnétique composé de son électro-aimant
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Photo n° 17 – L’embout magnétique est ouvert en deux parties
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On observe à gauche l’armature en fer doux et à droite le ressort de rappel de l’embout magnétique (insert magnétique).
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Schémas de principe du fonctionnement : Thermocouple / Embout magnétique / Veilleuse
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Position n° 1 – Etat de repos – Veilleuse éteinte – Clapet gaz fermé
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Clapet gaz Electro-aimant Poussoir
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Position n° 2 – Actionner le bouton poussoir – Ouverture du clapet gaz – Allumer la veilleuse
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Position n° 3 – Relâcher le bouton poussoir – Le clapet gaz reste collé en position ouvert – la veilleuse reste allumée
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Problème fréquemment rencontré : faut il ou non remplacer le thermocouple ?
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A cette question il faudra répondre dans 99 % des cas NON. En effet le thermocouple est un accessoire particulièrement résistant même fortement endommagé, ouvert ou craquelé le thermocouple continue de produire une différence de potentiel suffisante. A titre d’information l’électro-aimant reste fermé pour une tension minimum de 10 mV en dessous de cette valeur la différence de potentiel n’est plus suffisante pour maintenir le clapet gaz ouvert. Afin de confirmer le diagnostique de remplacement du thermocouple le seul moyen est la mesure de la tension de restitution si cette valeur est supérieure à 20 mV vous pouvez considérer que votre thermocouple a encore de nombreuses années devant lui.
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Principe de mesure de la tension de restitution du thermocouple
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Photo n° 18 – la mesure d’une tension se fait au moyen d’un multimètre en position tension – Observez la valeur indiquée sur le multimètre.
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Là encore vous êtes en présence d’un montage de laboratoire mais moi même étant un homme de terrain il est tous à fait possible d’opérer au contrôle du thermocouple avec un montage différent, en dévissant l’embout froid du thermocouple, raccordez votre multimètre de la manière présentée sur la photo 19, puis actionnez le bouton poussoir afin de faire arriver le gaz à la veilleuse et ainsi faire chauffer la partie chaude du thermocouple laissée en place, maintenez avec votre doigt le bouton poussoir actionné jusqu’à stabilisation de la valeur lue.
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Photo n° 19 – Agrandissement du raccordement pour la prise de mesure
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Photo n° 20 – réglage du multimètre
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Une fois cette opération réalisée vous êtes en mesure de diagnostiquer sans le moindre doute si il est nécessaire ou non de remplacer le thermocouple.
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Petit bilan de dépannage :
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Lors des opérations de dépannage si votre client vous dit que la chaudière est difficile à faire démarrer, qu’elle se coupe régulièrement, ou qu’elle fonctionne pendant des semaines puis se met à disjoncter tous les jours voir plusieurs fois par jour n’hésitez pas dans la majorité des cas il s’agit d’un injecteur de veilleuse sale, profitez en pour brosser l’extérieur de la veilleuse ainsi que le thermocouple, remontez l’ensemble en faisant vos testes d’étanchéité au mille bulles, ne serrer par trop la noix à la veilleuse vous risquerez de l’aplatir et donc de la rendre fuyarde. si vous avez un problème contactez moi si vous êtes de la région je peux vous fournir des injecteurs, du tube aluminium à la coupe, des noix et raccords de tous types à un prix avantageux.
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Note personnelle :
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Cet article a été rédigé en ayant une pensée pour Denis, alors Denis si tu lis cela amuse toi bien. A très bientôt.