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Combustion du bois

Les phases de combustion du bois

La combustion du bois se fait en trois phases : dans un premier temps le bois est séché, puis a lieu la pyrolyse suivie de la phase de combustion.

L’air primaire et le séchage

Même « sec » le bois contient encore 15 à 20 % d’humidité. L’air primaire apporte l’oxygène nécessaire à la combustion, il intervient dans le séchage du bois.

L’air secondaire et la combustion des gaz

Quand la température s’élève, les gaz combustibles se dégagent. Ils se combinent à l’oxygène de l’air et s’enflamment en dégageant de la chaleur. L’air secondaire détermine la qualité de la combustion : en excès il est source de pertes thermiques, en défaut la combustion sera incomplète et créatrice d’imbrûlés et de goudron.

La combustion des résidus charbonneux

Une fois que tous les gaz sont dégagés, il reste un résidu charbonneux, le charbon de bois. Les flammes virent au bleu, le charbon de bois devient incandescent et brûle à son tour, presque sans flammes.

Dans la pratique, les trois phases de combustion surviennent plus ou moins simultanément : les gaz commencent à s’enflammer avant que toute l’eau soit évaporée et les résidus charbonneux commencent à se consumer avant que tous les gaz aient brûlé.

Une combustion efficace et non polluante

La fumée qui s’échappe est un indicateur de combustion complète ou incomplète. Si la combustion est complète, il ne devrait pratiquement pas s’échapper de fumée, sinon un peu de « fumée » blanche (vapeur d’eau). Plus la fumée est noire, plus la combustion est incomplète.

Les fumées contiennent ou produisent les éléments suivants :

Le bistre : apparence brune-noirâtre, condensation contenant de l’acide acétique en forte proportion qui dissout les goudrons. Il se forme quand la chaudière fonctionne en dessous du point de rosée (à l’allumage et si les retours sont trop froids). Il est responsable de la corrosion des chaudières, il est incombustible.

Le calcin : d’aspect noir et vernissé, visible dans la partie basse du conduit de fumée, il est inflammable quand il est effrité. C’est un dépôt d’éléments issus de la combustion des résines et des goudrons.

Le goudron : adhésif et visqueux brun-noirâtre, il résulte de la seconde phase de combustion, se dépose à l’intérieur du conduit quand il n’est pas brûlé dans le foyer.

La suie : elle est composée du carbone non brûlé lors d’une combustion incomplète.

La vapeur d’eau (vaporisation de l’eau contenue dans le combustible) : plus un combustible est humide, plus il faudra d’énergie pour vaporiser l’eau, ce qui a pour effet de baisser le rendement. Une forte teneur en eau, augmente le risque de corrosion.

Le point de rosée : température des fumées de bois autour de 60°C.

Inconvénients d’une combustion incomplète

Gaspillage : une partie de l’énergie du bois est perdue.

Pollution : les gaz imbrûlés contiennent des substances indésirables (oxydes de carbone, oxydes d’azote, particules de goudrons…).

Les conditions d’une combustion complète

-         La combustion doit s’effectuer à une température élevée (supérieure à 800°C).

-         L’appareil de chauffage doit disposer d’une chambre de combustion des gaz (avec l’arrivée de l’air dit secondaire).

-         Le mélange gaz chaud et l’air secondaire doivent séjourner assez longtemps dans la chambre de combustion pour que les gaz puissent brûler en totalité.

-         Le foyer doit-être bien fermé, de préférence revêtu d’un matériau réfractaire pour que la température soit suffisamment élevée et maintenue pendant la combustion.

Pouvoir calorifique du bois

Selon l’essence

Toutes les essences fournissent sensiblement la même quantité de chaleur à poids égal. Ce qui varie beaucoup d’une essence à l’autre, c’est la densité du bois, c’est-à-dire le poids d’un stère et donc le pouvoir calorifique par stère.

La marque NF classe les bois de chauffage en trois groupes.

 

 

Groupe 1

Groupe 2

Groupe 3

Pas de groupe NF

Chêne, charme, orme, hêtre, érable

Châtaignier, robinier, merisiers et fruitiers divers

Peuplier, bouleau, platane…

Résineux

Bois durs et calorifiques

Bois moins durs et moins calorifiques

Feuillus tendres

La consommation de résineux libère plus d’acides et de goudrons

350 à 500 kg/ stère*

G1 >Kg/ stère* > G3

250 à 350 kg/ stère*

250 à 400kg/ stère*

*Poids moyen d’un stère de bois sec (20% d’humidité)

Selon l’humidité du bois

Le bois perd beaucoup de son pouvoir calorifique s’il n’est pas sec. Du bois vert, qui contient plus de 50% d’eau, fournit deux fois moins d’énergie que du bois « sec » (qui contient encore près de 20% d’humidité).

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