Le bois de chauffage

Le bois de chauffage

Les essences de bois de chauffage :

Le bois de chauffage est aujourd’hui l’un des combustibles renouvelables disponible en grande quantité en Europe. Le bois de chauffage est une énergie traditionnelle, écologique, économique, propre et renouvelable. La bûche de bois est composée à 50 % de carbone, 42 % d’oxygène, 6 % d’hydrogène et 1 % de matière minérale. Grâce à sa forte teneur en oxygène, le bois de chauffage ne nécessite que peu d’air pour se consumer. 

Le pouvoir calorifique (ou chaleur de combustion) du bois de chauffage varie selon les essences, certaines étant plus adaptées que d’autres pour chauffer son habitation. Grâce à une bonne sélection des essences de bois par votre marchand de bois, vous obtiendrez le meilleur bois de chauffage.

Voici le tableau qui classifie les essences de bois de nos régions. Le coefficient 10 correspond à l’essence de bois qui donne le plus de chaleur au m3.

Les essences de bois sont classées en deux grandes familles :

– Les feuillus : chêne, hêtre, frêne, châtaignier, charme, noyer, robinier, arbres fruitiers, peuplier, saule, aulne, bouleau, etc.

– Les résineux : épicéa, sapin, pin, mélèze, etc.

Le hêtre est considéré comme le bois de chauffage idéal car il donne une belle flamme et de bonnes braises presque sans étincelles et possède un très haut pouvoir calorifique.

Le chêne a de multiples usages. Il donne de bonnes braises mais une flamme moins belle. Le pouvoir calorifique est encore un peu plus élevé que celui du hêtre et la combustion est la meilleure.

Le charme, de même que le chêne, a un très haut pouvoir calorifique. Il donne une belle flamme et brûle longtemps.

Le frêne donne la plus belle flamme. Il est idéal pour les cheminées, car il produit peu d’étincelles.

Les bûches de chêne recomposées 100% chêne, d’un taux d’humidité à moins de 8% permettent un pouvoir calorifique de 5.3 kW/kg et un taux de cendre inférieur à 1 %. 2 mètres/cube sont l’équivalent d’environ 6 à 7 stères de bois bûches ordinaires, et procurent une facilité et une propreté de stockage inégalée.

La teneur en eau :

Pour brûler correctement, le bois doit être sec. Pendant la combustion du bois, une grande partie de l’énergie produite est consacrée à chauffer et vaporiser l’eau (contenue dans le bois) dont la capacité thermique et la chaleur latente sont particulièrement élevées. 

Le bois vert contient plus de la moitié de son poids en eau. Un bois en équilibre avec l’air ambiant (équilibre obtenu au bout de deux ans de séchage pour des bûches de bois dur fendues) a un taux d’humidité de l’ordre de 20 %, à condition d’être stocké dans un local particulièrement sec et ventilé pour éviter toute reprise d’humidité.

Pouvoir calorifique inférieur (PCI) du bois :

– Bois vert 40% d’humidité = 2.7 kWh/kg

– Bois mi-sec 30% d’humidité = 3.3 kWh/kg

– Bois sec 20% d’humidité = 4.0 kWh/kg

– Bois bûches de chêne recomposées 8% d’humidité = 5.3 kWh/kg 

La teneur en eau :

Pour brûler correctement, le bois doit être sec. Pendant la combustion du bois, une grande partie de l’énergie produite est consacrée à chauffer et vaporiser l’eau (contenue dans le bois) dont la capacité thermique et la chaleur latente sont particulièrement élevées. 

Le bois vert contient plus de la moitié de son poids en eau. Un bois en équilibre avec l’air ambiant (équilibre obtenu au bout de deux ans de séchage pour des bûches de bois dur fendues) a un taux d’humidité de l’ordre de 20 %, à condition d’être stocké dans un local particulièrement sec et ventilé pour éviter toute reprise d’humidité.

Pouvoir calorifique inférieur (PCI) du bois :

– Bois vert 40% d’humidité = 2.7 kWh/kg

– Bois mi-sec 30% d’humidité = 3.3 kWh/kg

– Bois sec 20% d’humidité = 4.0 kWh/kg

– Bois bûches de chêne recomposées 8% d’humidité = 5.3 kWh/kg

La combustion :

la combustion du bois se déroule en trois phases :

1) Une phase d’évaporation : Le bois contient de l’eau. Lors de cette première phase , l’énergie produite par la combustion va être utilisée non pas pour produire de la chaleur, ce qui est le but recherché, mais pour évaporer l’eau contenue dans le bois. Ainsi, plus un bois est humide, moins sa combustion apportera de chaleur, d’où l’intérêt de brûler du bois sec. La phase d’évaporation se produit à partir d’une température de 100 °C. Cette phase de séchage doit durer le moins longtemps possible pour atteindre une température suffisante à la poursuite de la combustion du bois.

2) Une phase de décomposition : Si l’on chauffe du bois jusqu’à une température de 240 °C environ, ce dernier va s’enflammer. Il s’agit en fait de l’inflammation des gaz combustibles libérés par la décomposition du bois. Cette phase est aussi appelée gazéification du bois. La décomposition du bois produit des gaz combustibles comme l’oxyde de carbone, l’hydrogène ou des hydrocarbures. En l’absence d’une quantité d’oxygène suffisante (apporté par l’air) et si la température est trop faible, la combustion de ces gaz est incomplète et ils partent dans la cheminée (fumée). Il est donc important d’avoir un apport d’air suffisant pour assurer une combustion complète des gaz issus de la décomposition du bois. 

3) Une phase de carbonisation : A partir d’une certaine température (de l’ordre de 500 °C) il ne reste plus que du carbone incandescent (les braises). Il se produit alors une réaction d’oxydation du carbone qui libère de la chaleur. Cette réaction nécessite suffisamment d’oxygène et une température élevée pour être complète. Dans le cas contraire, on aura des gaz imbrûlés qui s’échapperont par la cheminée, d’où une perte d’énergie et le rejet de monoxyde de carbone. Lorsque cette phase se déroule, la température générée peut atteindre les 1500 °C. La combustion ne dégage alors que du CO² et de la vapeur d’eau.

A la fin de la combustion, il ne reste théoriquement que des cendres (environ 1 à 2 % de la masse introduite).

Le volume du bois : 

Même s’il est vrai qu’aujourd’hui le stère n’est plus une unité reconnue légalement pour le calcul de la quantité de bois de chauffage, l’usage dans la profession d’exploitant forestier et l’absence d’unité équivalente, veut qu’elle soit encore prépondérante par rapport au mètre cube. 

En effet le mètre cube permet de calculer un volume, or des bûches empilées ne peuvent correspondre à un volume en raison de la présence de vide entre elles. C’est pourquoi nous parlons dans la profession de stère qui reste notre unité de référence.

Sachez que plus vos bûches sont courtes plus le volume apparent diminue pour une même quantité exprimée en stère.

Exemple :

Mon fournisseur de bois de chauffage m’a livré X stères de bois de chauffage en 40 cm.

Après avoir rangé, voici les mesures de mon tas de bois :

Longueur = 8 mètres – Hauteur = 2 mètres – Profondeur = 0,40 mètre => Coefficient = 1,36.

8 m x 2 m x 0,40 m x 1,36 = 8.7 stères !

Intérêts

Intérêt écologique

Les plantes absorbent le gaz carbonique et renouvellent le stock d’oxygène de notre atmosphère. Par le mécanisme de la photosynthèse, elles fabriquent des hydrates de carbone, constituant principal des matières végétales. C’est pourquoi, il est d’usage de considérer que le carbone rejeté lors de la combustion de biomasse est neutre à l’échelle planétaire. Si l’on raisonne en cycle de vie, le bois entraîne selon l’ADEME, moins d’émission de CO2 que les énergies fossiles classiques. L’agence a calculé que l’utilisation de bois en bûches entraîne l’émission de 40g de CO2 par kwh restitué alors que l’utilisation du fioul émet 466g de CO2/kwh. Concrètement la consommation de 4 stères de bois en remplacement d’1 tonne de pétrole permet d’éviter le rejet dans l’atmosphère de 2,5 tonnes de CO2.

Rappelons également que le bois est une énergie renouvelable qui se renouvelle environ un million de fois plus vite que les énergies fossiles comme le charbon ou le pétrole.  Selon l’ADEME, si sa gestion est raisonnable, on peut en même temps assurer le renouvellement de la forêt et satisfaire le besoin des hommes : chaque année, en France, la récolte annuelle de bois (52 millions de m3 en 2003) est inférieure à la production biologique de la forêt (125 millions de m3). La filière bois-énergie constitue par ailleurs un excellent moyen de valoriser les sous-produits et déchets de la filière bois. Elle participe aussi à la gestion rationnelle et à l’entretien des forêts, donc notamment à la qualité  des paysages et à la diminution du risque d’incendie.

Intérêt social

La récolte, la transformation et l’utilisation du bois-énergie sont de puissants facteurs de développement de l’emploi, notamment dans les zones rurales. Selon la Fédération National du Bois, le bois-énergie permet de créer en moyenne trois fois plus d’emploi local que les énergies fossiles. Ceci s’explique par la nécessité de mobiliser le bois issu de l’entretien des milieux naturels ou issus des activités commerciales, artisanales et industrielles, de collecter et transformer les matières premières en combustible, de livrer le bois en chaufferie, d’exploiter les chaufferies et de recycler les cendres en agriculture ou en forêt. En prenant pour hypothèse une augmentation de la part du bois de 50% dans le bilan de la consommation finale d’énergie en France, la FNB estime que le nombre d’emplois supplémentaires pourrait atteindre plus 20.000.

Intérêt économique

Le combustible bois n’étant pas ou peu influencé par les variations conjoncturelles du prix du baril de pétrole, la FNB est convaincue que le bois-énergie est un moyen de maîtriser le coût de l’énergie sur le long terme. Elle explique que dans le cas d’une chaufferie conventionnelle, le combustible fossile représente à lui seul 80 % des charges de chauffage de l’usager. Avec une chaufferie bois, le combustible bois ne représente que 25 % à 30 % du coût final de la chaleur produite, le reste de la facture correspondant à l’amortissement des équipements, aux frais de personnel et de maintenance de la chaufferie ainsi qu’à l’énergie fossile utilisée en appoint (gaz ou fioul).Selon l’ADEME, le prix du kWh produit à partir de bois revient à 3,50 centimes d’euro dans le cas de bûches vendues 60€ la stère contre en moyenne 7.00 ct€ le kWh du gaz naturel, 9.60 ct€ le kWh de fioul et 11,00 ct€ le kWh électrique.

 Le faible coût du combustible bois compense en partie les coûts plus importants d’amortissement et d’exploitation des équipements. Des subventions à l’investissement (40 à 70% selon les régions et l’importance des projets) restent toutefois nécessaires pour atteindre l’équilibre économique, voire présenter un léger avantage par rapport aux énergies fossiles.

Contraintes écologiques

Avec le développement du bois-énergie la question de la pollution de l’air par les fumées des installations a pris de l’importance. Si la combustion du bois s’avère neutre sur le plan du CO2, elle s’accompagne en revanche d’émissions d’autres polluants. En théorie, les produits de la combustion complète du bois sont uniquement du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O) mais lorsque la combustion est incomplète , d’autres produits sont retrouvés dans les fumées : monoxyde de carbone (CO), imbrûlés solides (suies, goudrons, charbon,..), Composés Organiques Volatils, Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques, dioxines et furannes. Ces produits restent toutefois minoritaires car même dans le cas d’une combustion incomplète, les fumées sont composées à 99% en volume d’H2O, CO2. 

Pour mieux évaluer l’impact de ce potentiel polluant dû au développement de la filière, plusieurs études ont été lancées notamment par le Centre Interprofessionnel Technique d’Etudes de la Pollution Atmosphérique (CITEPA) et le Ministère de l’écologie en partenariat avec l’ADEME, le CSTB et l’université de Savoie. Mais selon un document de synthèse élaboré par l’association de surveillance de la qualité de l’air ATMO Rhône-Alpes daté d’octobre 2007, il semble difficile d’évaluer l’impact du chauffage au bois sur la qualité de l’air au regard des nombreux paramètres qui influent sur les émissions : caractéristiques du combustible (essence, taux de cendres, taux d’humidité), nature du foyer (géométrie, distribution d’air, tirage), qualité de fonctionnement (temps de séjour, excès d’air, charge de bois,…) et les paramètres liés à l’installation.

Des normes imposent des émissions maximales pour les appareils mais selon l’association il est nécessaire de renforcer les connaissances, notamment sur les émissions atmosphériques des différents matériels en fonctionnement réel, sensibiliser les professionnels à l’importance du dimensionnement des installations et surtout de sensibiliser la population sur l’importance d’une bonne combustion et de la provenance du bois. L’ADEME mise d’ailleurs sur la modernisation du parc de matériels pour réduire les émissions polluantes. À l’horizon 2020, les émissions devraient être réduites de 30% pour les métaux, 38% pour les dioxines, 58% pour les poussières.

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