Avantages de la biomasse comme combustible de chauffage
La biomasse végétale est la matière constituée par les plantes. L’énergie qu’il contient est l’énergie solaire stockée lors de la croissance par photosynthèse.
La biomasse, si elle est utilisée dans un cycle continu de production-utilisation, constitue une ressource énergétique renouvelable et respectueuse de l’environnement .
Effet de serre dû au chauffage au gaz et au fioul
En brûlant du gaz ou du pétrole pour se chauffer, le carbone extrait des profondeurs du sous-sol est transféré et accumulé dans l’atmosphère, alimentant ainsi l’effet de serre. Au contraire, la combustion de biomasse ne contribue en rien à l’effet de serre, car le carbone dégagé par la combustion du bois provient de l’atmosphère elle-même et non du sous-sol.
Actuellement, la contribution de la biomasse au besoin en énergie primaire est bien en deçà du potentiel disponible, et est produite principalement par l’utilisation de bois de chauffage pour brûler dans les cheminées et poêles, souvent obsolètes et inefficaces. Cependant, les technologies d’utilisation des combustibles végétaux dans les systèmes de chauffage domestique ont connu un grand développement ces dernières années et ont atteint des niveaux d’efficacité, de fiabilité et de confort très similaires à ceux des systèmes traditionnels au gaz et au diesel.
Cet article présente un aperçu des principaux types de chaudières à combustion de biomasse, appliquées au chauffage des petits et moyens utilisateurs.
Combustibles végétaux
Il existe essentiellement trois typologies, selon les trois grandes catégories de combustibles végétaux :
- Bois de chauffage à brûler en bûches.
- Bois déchiqueté (copeaux); et
- bois et pressés ( Granulés de broyés pellets ).
Le chauffage à la biomasse est non seulement bénéfique pour l’environnement, mais aussi pour les économies, car à chaleur égale produite, les combustibles végétaux coûtent beaucoup moins cher que les combustibles fossiles.
Combustion du bois en bûches
La combustion du bois pour la combustion reste le moyen le plus courant d’utiliser la biomasse pour le chauffage domestique. Du fait de la nécessité d’un chargement manuel des chevilles, les chaudières à bois ont une puissance limitée à quelques dizaines de kilowatts, et leur utilisation la plus adaptée est le chauffage de maisons isolées à un ou quelques étages.
Fonctionnement des chaudières à biomasse
Les chaudières à flamme inversée portent cette désignation en raison de la position de la chambre de combustion, située en dessous du trou dans lequel le bois est chargé.
Il s’agit généralement de chaudières équipées d’un rotor pour la circulation forcée de l’air de combustion. Dans certains modèles (air soufflé ), le rotor est situé sur la face avant de la chaudière et pousse l’air à l’intérieur, le faisant circuler à travers le combustible jusqu’à la sortie des fumées. Dans d’autres modèles, le rotor est situé à l’arrière, à la place de la sortie des fumées, et aspire les gaz de combustion créant une dépression dans la chaudière qui permet l’attraction de l’air de combustion de l’extérieur.
Une partie de l’air (primaire) est introduit dans la chaudière juste au-dessus de la grille sur laquelle repose le bois. L’air primaire entraîne la combustion (phase de gazéification), avec formation d’une couche de braises au contact de la grille et dégagement de gaz combustibles issus de la pyrolyse du bois (notamment monoxyde de carbone et hydrogène). Les gaz libérés sont aspirés à travers la grille et dans la chambre inférieure, où l’ajout d’air secondaire permet de compléter la combustion. Les facteurs essentiels pour une combustion optimale sont une quantité d’air adéquate, une température élevée et des turbulences dans la chambre de combustion, et la permanence des gaz chauds dans le foyer suffisamment longtemps pour que les réactions thermochimiques de combustion soient terminées.
L’inversion de la flamme permet d’obtenir une combustion progressive du bois, qui ne s’enflamme pas complètement dans le compartiment de chargement mais ne brûle que lorsqu’il atteint le voisinage de la grille. De cette façon, la puissance délivrée par la chaudière est plus stable dans le temps et la combustion peut être mieux contrôlée, augmentant considérablement les performances et réduisant les émissions polluantes.
Sonda lambda
Les modèles les plus avancés utilisent des systèmes de régulation à microprocesseur et atteignent des rendements thermiques de plus de 90 %. Parmi les nouveautés les plus significatives, présentes même dans les modèles de petite puissance, est la régulation de l’air de combustion en fonction du besoin en oxygène, calculé dans les fumées avec une sonde spéciale (sonde lambda). La régulation lambda permet de réguler et d’optimiser en permanence la quantité d’air pendant tout le cycle de fonctionnement de la chaudière à bois, depuis le premier allumage jusqu’à l’épuisement du combustible.
