LE COMBUSTIBLE BOIS jean-marc.ringot@afpa.fr 2007.

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1 LE COMBUSTIBLE BOIS 2007

2 Les différents combustibles bois
Les chaudières à bois

3 Les différents combustibles bois
Intérêt du chauffage au bois Le bois utilisé pour le chauffage est fabriqué grâce à l’énergie solaire et aux matières organiques puisées dans le sol. Le bois énergie, c’est du « soleil en boite » Le CO2, gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique (effet de serre), émis par la combustion du bois est réabsorbé par les surfaces boisées. Le bois énergie ne contribue pas au réchauffement climatique.

4 Les différents combustibles bois
La ressource bois Environ 50 % de la quantité de bois d’une forêt est valorisable en bois énergie dont 30 % issue de l’exploitation forestière. Le bois énergie est une énergie renouvelable. Avec une gestion renouvelable des surfaces boisées, c’est-à-dire en ne prélevant que la quantité de bio masse produite chaque année, on peut prélever l’équivalent de kWh/an et par hectare de bois de chauffage. Ceci correspond aux besoins de chauffage d’une maison neuve répondant à la réglementation thermique actuelle. Avec 1 ha de surface boisée, on peut chauffer une maison neuve de 100 m2 Avec 15 millions d’hectares de surfaces boisées, il est potentiellement possible de chauffer 75 % des habitations principales ou 50 % des surfaces bâties chauffées en les considérant isolées comme des maison neuves.

5 Type des bois de chauffage
Les différents combustibles bois La filière bois énergie Type des bois de chauffage 50% valorisable en bois énergie Exploitation forestière Bûches Plaquettes forestières 100 % de bois 30 % houppiers, branchages 30 % d’ écorces, sciures, Souches restent sur place 4 % écorces 4 % sciures 8 % dosses, délignures chutes courtes 2,5 % de chutes 0,5 % sciures 1 % de copeaux Bûches de sciure densifiée Écorce Plaquettes industrielles Granulés ou pellets Première transformation du bois 40 % de fûts Deuxième transformation du bois 12 % matière première 8 % valorisé ‘bois d’œuvre, menuiseries, ameublement, etc..)

6 Les différents combustibles bois
Le bois énergie se présente sous différents formes adaptées à différents usages. Bûches Bûches de sciure densifiée Granulés ou pellets Utilisées dans les cheminées, poêles, inserts et les chaudières à chargement manuel. Utilisés dans les poêles et les petites chaudières < 500 kW à chargement automatique. Le bois déchiqueté : Plaquettes forestières Plaquettes industrielles Écorce Utilisées dans les grosses chaudières à chargement automatique.

7 Les différents combustibles bois
Avantages, inconvénients, utilisation des différents types de bois Type de bois Avantages Inconvénients Utilisation Bûches massives Le plus classique. Le moins cher. Le moins susceptible d’importante augmentation. Manipulation du bois vers la chaudière. Pas d’automatisation possible. Dans les cheminées, les inserts, les poêles et les chaudières classiques. Bûches de sciure compactée Fort pouvoir calorifique (26 % de volume en moins pour la même quantité d’énergie). Moins de manipulation. Prend moins de place. Plus propre. Prix environ 66 % plus cher que la bûche à énergie utile équivalente. La ressource est limitée. Risque d’augmentation importante du prix avec le développement de son utilisation. Dans les cheminées et les inserts. Intéressant en zone urbaine. Granulés de bois (pellets) Fort pouvoir calorifique. Automatisation possible. Filière encore peu développée donc difficulté d’approvisionnement. Dans les poêles semi-automatiques ou les chaudières automatiques. Plaquettes forestières Automatisation indispensable. Prix très bas très peu susceptible d’augmentation de prix importante. Demande de gros volumes de stockage. Dans les chaudières automatiques d’assez grosse puissance en agriculture ou pour les collectivités.

8 Les différents combustibles bois
La qualité du bois de chauffage selon les essences. La qualité du bois se juge : à sa densité plus elle est importante moins le bois brûle vite. à sa capacité à faire de la braise permet de rallumer le feu facilement le matin ou le soir. Bois d’excellente qualité : charme, chêne, frêne, érable Bois de bonne qualité : bouleau, orme, hêtre Bois de qualité médiocre : saule, sapin, pin mélèze, tremble Bois de mauvaise qualité : tilleul, peuplier, tous les feuillus « tendres » Conseils : Préférer les bois « durs » (denses). Eviter les résineux. Proscrire les bois de récupération traités (contenant des substances nuisibles pour l’environnement). Choisir du bois certifié NF bois de chauffage.

9 Les différents combustibles bois
La certification NF bois de chauffage L'étiquette des produits ou fournies à la livraison par les entreprises certifiées, doit mentionner : • le groupe correspondant à l’essence (G1 à G3), • la longueur, • la classe d'humidité (H1 à H3), • la quantité livrée en stères. Groupe Essences G1 Chêne, charme, orme, hêtre, frêne, érable G2 Châtaignier, acacia, fruitiers G3 Résineux (épicéa, sapin, pin, mélèze…) et autres feuillus (peuplier, bouleau, platane…) Classe Humidité H1 H < 20 % H2 20 % < H < 35 % H3 H > 35 % Choisir du bois de qualité G1 – H1 ou G2 – H1 Attention au panachage des essences. • est appelé G1 un ensemble dont 95 % des essences appartiennent au groupe 1, • est appelé G2 un ensemble dont moins de 15 % des essences appartiennent au groupe 3, • tout autre panachage est appelé groupe 3.

10 Les différents combustibles bois
La qualité du bois de chauffage selon l’humidité. Relation taux d’humidité* pouvoir calorifique (quantité de chaleur dégagée en brulant) Zone de bois sec à l’air Point de repère : Une tonne de bois sec (20 % d’humidité) fournit en brulant 3900 kWh (équivalent à 390 litres de fioul), alors qu'un bois frais ne fournit que 2200 kWh soit 43 % moins (la différence d’énergie sert pour évaporer l’eau). A retenir : Le pouvoir calorifique par tonne de bois est très peu dépendant de l’essence utilisée mais de l’humidité contenue. Par contre, les essences n’ayant pas la même densité, pour une même teneur en humidité, un bois peu dense contient moins d’énergie par unité de volume qu’un bois dense. * Le taux d’humidité est le rapport entre la masse d’eau contenue dans le poids et la masse totale du bois.

11 Les différents combustibles bois
Relation humidité temps de séchage du bois Pour le bois bûche Temps de séchage optimal pour obtenir un bois sec à 20 % d’humidité Sous abri Bûches de 33 cm en quartiers 15 mois Bûches de 33 cm en rondins 17 mois À l’air libre Stère en quartiers de 1 m 18 mois Stère en rondins de 1 m plus de 24 mois A retenir : Pour qu’un bois soit assez sec pour bruler, il faut au 1,5 à 2 ans de séchage.

12 Les différents combustibles bois
Les unités de mesure du bois bûche Le stère (symbole st) est l’unité de mesure de volume utilisée pour les bois de chauffage. Le stère équivaut à un mètre cube, soit un empilement de rondins ou de quartier de bois d'un volume équivalent à celui d'un cube d'un mètre de côté. Une valeur exprimée en stères exprime le volume apparent du bois, ne tenant pas compte de l'espace existant entre les bûches. Attention : Des bûches de 1 m recoupées en 50 cm ou 33 cm prennent moins de volume apparent. Un stère de bois recoupé en 2 n’occupe que 0,8 m3. Un stère de bois recoupé en 3 n’occupe que 0,7 m3. 1 mètre 1 stère (st) = 1 m3 La relation entre la masse de bois exprimée en tonnes et son volume exprimé en stères est très variable selon l’essence de bois plus ou moins dense et son humidité. Pour un bois de qualité chauffage d’essence charme, chêne, frêne, érable avec une humidité entre 15 et 20 %, on peut estimer qu’un stère de bois pèse entre 450 et 500 kg.

13 Les différents combustibles bois
Quelques équivalences énergétiques = kWh électriques 1 stère H1 G1  500 kg = 156 kg propane = 176 m3 gaz naturel = 200 litres fioul A retenir : 1 stère = 500 kg de bois bûche = kWh

14 Les différents combustibles bois
Comparaison des prix, avantages et inconvénients des différentes énergies pour le chauffage Énergie Prix en euro pour kWh Avantages Inconvénients Fioul (environ 100 litres) 68.2 € Disponible sur tout le territoire. Autonomie d’énergie de la quantité stockée. Nécessite une cuve de stockage. Avance financière du remplissage de la cuve. Risque de flambée des prix. Gaz Naturel 53,9 € Prix le plus faible et encore encadré par l’état. Facturation à la consommation sans autre avance que l’abonnement. Il faut que le logement soit raccordable au réseau de gaz, ce qui n’est pas le cas partout. Gaz propane (environ 78 kg) 106,1€ Certains fournisseurs font payer à la consommation comme pour le gaz naturel. Prix élevé. Nécessite de la place pour une cuve de stockage. Electricité Double tarif 12 kVA 112,3 € Faible investissement Pas de place pour le stockage. Prix le plus élevé. Bois bûche Bois granulés vrac 25 à 50 € 55 à 72 € Aides financières à l’investissement. Énergie peu chère dans les régions boisées. Contrainte d’approvisionnement en combustible. Source : dépliant «prix des énergies » de Août 2006 du ministère de l’industrie

15 Les chaudières à buches
Les chaudières à bois Il existe plusieurs types de chaudières à bois. Les chaudières à buches Les chaudières à granulés Les chaudières à bois déchiqueté et granulés Les chaudières à bois déchiqueté et à copeaux

16 La combustion ascendante
Les chaudières à bois Il existe plusieurs types de chaudières à bois en fonction du type de combustion. La combustion ascendante La combustion inversée La combustion énergie système

17 Les chaudières à bois La combustion ascendante Une grille largement dimensionnée assure la séparation du combustible de l'arrivée de l'air - par différence de température, les flammes montent vers le haut en léchant les surfaces d'échanges et sortent par la cheminée - il en résulte un très mauvais rendement et une marche à faible puissance impossible entraînant la formation de goudron et de bistre.

18 Les chaudières à bois La combustion inversée Ce système assure une bonne combustion mais présente l'inconvénient d'avoir en permanence de l’oxygène dans la réserve ce qui n'autorise pas la marche à très faible puissance. Ce système peut fonctionner avec ou sans ventilateur, pour pallier le tirage de la cheminée. Dans certaines chaudières, l'arrivée d'air est réalisée au niveau de la grille afin de diminuer la masse de combustible en combustion.

19 Les chaudières à bois La combustion énergie système C'est un compromis entre la combustion ascendante afin d'obtenir une température élevée dans la réserve, les gaz ne pouvant s'échapper puisqu'il n'y a pas d'issue, et la combustion inversée qui, dans notre système est plus une post-combustion qu'une combustion proprement dite. Ce système permet : -D'avoir, lorsque la chaudière fonctionne, une génération de gaz et vapeurs dans la réserve. -D'obtenir une reprise de cette combustion en flamme inversée à forte concentration. -D'obtenir un fonctionnement à la puissance 0 sans grande inertie par l’intermédiaire des gaz et vapeurs produits dans la réserve ce qui autorise toutes sortes de fonctionnements, donc des autonomies très grandes. Jusqu'à trois jours en hors gel. -D'éliminer l'allure à puissance réduite.

20 Les chaudières à buches
Il existe plusieurs types de chaudières à bois. Légende : 1 : Grand volume de remplissage, adapté aux bûches de 50 cm de longueur et au bois de chauffage grossier. 2 : Chambre de combustion tourbillon haute température. 3 : Ventilateur de tirage par aspiration à réglage électronique. 4 : Régulation modulaire par microprocesseur intelligent. 5 : Nouvelle technologie (système d'optimisation du rendement) pour obtenir un rendement, jusqu'à 91,8 %. 6 : Aspirateur spécial des gaz de distillation qui empêche la fumée de sortir.

21 Les chaudières à granulés
Il existe plusieurs types de chaudières à bois.

22 Les chaudières à bois déchiqueté
Il existe plusieurs types de chaudières à bois.

23 Les chaudières à buches
Il existe plusieurs types de chaudières à bois.

24 Les chaudières à buches
Il existe plusieurs types de chaudières à bois.

25 Les systèmes d’alimentation

26 Les systèmes d’alimentation

27 Les systèmes d’alimentation

28 Les systèmes d’alimentation