Installations automatiques de chauffage au bois

Le bois est un matériau particulier. Sa combustion se décompose en trois temps: d’abord, une phase de séchage qui intervient par évaporation de l’eau présente dans le bois et jusqu’à une température d’environ 150°C. Après la déshydratation, la pyrolyse ou décomposition thermique permet de libérer, à une température comprise entre 150 et 600°C, les composants volatils du bois pour obtenir, au final, du charbon de bois. Grâce à l’adjonction, entre 400 et 1300°C, d’air (oxygène), se déroule l’oxydation, c’est-à-dire la combustion à proprement parler. A ce stade, les gaz libérés au cours de la pyrolyse ainsi que le charbon de bois brûlent en produisant de l’énergie. De la parfaite application des réactions de combustion du bois résulte la valorisation énergétique de ce matériau, qui allie à un haut degré d'efficacité un minimum de rejets.

Les bûches
Les bûches et le bois en morceaux restent le combustible le plus usuel. La personne qui opte pour un chauffage à bûches dispose d'assez de place pour stocker son combustible et a généralement un lien étroit avec la forêt et le bois. Ce faisant, elle est consciente d'opter pour un système de chauffage qui lui demandera un certain travail.
La bûche est le plus ancien moyen de couvrir ses besoins en énergie. En cas d'urgence, sa fabrication pourrait être assurée même sans équipement auxiliaire à moteur. L'évolution de la technique a toutefois permis d'en mécaniser la production: tronçonneuses, scies et scies circulaires, fendeuses à bois, fendeuses combinées, camions, etc. Le processus de combustion a lui aussi été mécanisé, par exemple dans les poêles: ventilateurs pour contrôler l'amenée de l'air de combustion, accumulateurs de chaleur. Quel que soit le système de chauffage à bûches choisi, il est important de disposer d' assortiments de bûches homogènes. Un bois de mauvaise qualité peut induire une combustion incomplète, ce qui signifie mauvais rendement, émissions nocives et encrassement du poêle. En Suisse, l'approvisionnement fiable et régulier au cours de l'année n'est pas possible partout. En général, la campagne dispose d'emplacements suffisants pour sa fabrication, l'entreposage et le séchage. Il est en effet important d'utiliser des bûches qui ont séché au minimum un année, l'idéal serait deux an. Dans les régions à forte densité d'habitations, il faut compter avec de multiples limitations. C'est pourquoi une majorité de clients optent pour des chauffages d'appoint, comme la cheminée ou le poêle. Des installations à bûches plus importantes pourraient également rester rentables, pour autant que les conditions cadres soient favorables (bois bon marché et distances de transport réduites).
On peut trouver du bois en morceaux sous forme de rondins et de quartiers de 100, 50, 33 ou 25 cm de long dans les commerces pour bricolage et loisirs ou auprès du triage forestier local.

Les plaquettes
Les chauffages à plaquettes de bois sont utilisés avec succès depuis des années pour le chauffage de grands bâtiments (écoles, églises, bâtiments communaux), d'entreprises industrielles (scieries, menuiseries, bureaux) et de services (Home). Lors de la construction d'une centrale thermique de grande jpuissance, il est fréquent que les bâtiments voisins soient raccordés à un chauffage à plaquettes centralisé. Ce réseau peut raccorder quelques habitations jusqu'à des quartiers entiers de villes, comme à Porrentruy ou à Avenches. Il existe deux filières d'approvisionnement distincte, celle qui produit de la plaquette sèche avec stockage préalable pour le séchage (approvisionnement indirecte) et celle qui produit de la plaquette verte sans stockage (approvisionnement directe). Dans les chauffages modernes, on peut brûler sans problème des plaquettes sèches ou vertes.
Suite à l'intérêt grandissant pour l'utilisation rationnelle de l'énergie dans les bâtiment, des constructions à faible besoin énergétiques sont nées. Grâce à des progrès techniques, certains chauffages à plaquettes conviennent aussi à des objets ayant de faibles besoins en chaleur. Les plus petites chaudières ont une puissance thermique réglable de 5 kW et plus.
Dans le cas de la chaîne d'approvisionnement direct, le bois-énergie abattu est transformé en plaquettes dans la forêt même, puis directement transporté vers le consommateur. La chaîne d'approvisionnement directe est avantageuse, car le travail de transformation est minimal et aucun stockage intermédiaire des plaquettes n'est nécessaire. Bien entendu, le fournisseur de bois-énergie doit assurer la securité d'approvisionnement en hiver aussi, lorsque l'acces à la forêt est rendu plus difficile. Il est possible d'entreposer le bois rond dans un endroit protégé et accessible en tout temps, y compris en cas de neige et de verglas. Les plaquettes ont une teneur en eau allant jusqu'à 60% (au maximum). L'entreposage des bois abattus et non ébranchés pendant quelques semaines ou quelques mois permet de réaliser déjà un séchage préalable substantiel (teneur en eau < 50%). En même temps, la forêt conserve ainsi la plus grande part du feuillage et des aiguilles sous forme de matières minérales.
Dans le cas de la chaîne d'approvisionnement indirecte, le bois-énergie fait objet d'un stockage intermédiaire sous formes de plaquettes, en dehors de la forêt. Cette filière est plus coûteuse car elle requiert un stockage intermédiaire. Elle se justifie lorsque l'accès à la forêt est impossible en hiver, ou lorsqu'il s'agit de traiter de très grandes quantités de plaquettes (stock tampon) dans une prise en compte régionale de l'approvisionnement en bois-énergie.
Il existe, à côté des chaines d'approvisionnement direct et indirect, la chaîne d'approvisionnement mixte combinant les deux variantes. Elle permet une grande sécurité d'approvisionnement et elle est un peu moins coûteuse que la chaîne d'approvisionnement indirecte, parce que le stock intermédiaire de plaquettes est de plus petite taille. Etant donné que les travaux de récolte, de déchiquetage, de transport et d'entreposage dépendent surtout du volume à traiter et non du poids, les prix au contenu énergétique du bois de résineux sont généralement de 10% à 15% supérieurs à ceux du bois de feuillus.

Pellets
Pour la fabrication des petits pellets cylindriques de 5 à 45 mm de longueur, on utilise de la sciure et des copeaux provenant de l’industrie du bois, qui sont pressés à haute pression au travers d’une matrice, presque comme des vermicelles. Grâce aux caractéristiques homogènes du combustible on obtient, pour les chauffages à pellets, une combustion très efficace et uniforme avec très peu de cendres. Le poids spécifique des pellets est, selon la nature du bois, 1,5 à 2 fois plus élevé que celui des bûches. 2 kilos de pellets substituent 1 litre de mazout, mais ne nécessitent qu’environ le double de place. La production de pellets utilise beaucoup moins d’énergie que peut nous le faire supposer le procédé de fabrication. Le pourcentage en énergie grise pour les pellets s’élève au maximum 10%.
Les pellets, nom donné aux granulés de bois, sont fabriqués à partir de sciures et de râpures, autrement dit de copeaux de rabotage, qui sont autant de déchets produits dans les scieries lors des opérations de découpe et de fraisage du bois. La matière première utilisée pour la fabrication des pellets doit impérativement être exempte de colle, laques ou autres matériaux étrangers au bois. Pressée à haute pression dans une matrice, la sciure dégage de la chaleur et, ce faisant, active la substance organique qui imprègne les fibres du bois. Ainsi libérée, cette substance agit tel un liant et confère aux pellets leur cohésion et leur forme. Nul besoin, par conséquent, de recourir à un quelconque additif ou liant artificiel.
Le poids d’un pellet est, en fonction de l’essence de bois utilisée, une fois et demie à deux fois supérieure à celle d'un morceau de bois. Ce granulé de forme cylindrique a un diamètre compris entre 5 et 7 mm et une longueur oscillant entre 10 et 50 mm. Un mètre cube de pellets pèse environ 650 kg. Grâce à sa teneur extrêmement faible en eau, le pellet dispose d’un pouvoir calorifique très élevé, qui se situe aux alentours de 4,9 kWh par kg. Combustible ligneux homogène, le pellet a un pouvoir de combustion à la fois énorme et constant. Il ne produit en outre qu’une quantité fort limitée de cendres. Enfin, dernier avantage mais non des moindres, la fabrication de ce granulé de bois nécessite beaucoup moins d’énergie que son processus de production ne pourrait le laisser supposer. En effet, l’énergie grise indispensable à sa fabrication équivaut à peine à 2,7% de l’énergie que dégage le pellet lors de sa combustion.
À l’encontre d’autres chauffages au bois automatiques, les chaudières à pellets sont déjà disponibles à partir d’une puissance de 3 kW. C’est ainsi qu’elles conviennent à une utilisation dans des maisons individuelles modernes requérant un apport d’énergie peu important (maisons Minergie).

Les briquettes de bois
On entend par briquettes de bois la transformation artificielle, par pressage, du bois – généralement des restes de bois secs et non traités comme les sciures et râpures (copeaux de rabotage) – en des formes nouvelles, dont des bouchons de bois durs parfaitement calibrés. Selon le matériau de base utilisé, les bouchons ont des réactions différentes lors de la combustion. C'est ainsi que certains se consument comme du bois de chauffage tandis que d’autres rougeoient plus qu’ils ne flambent. On peut dire en moyenne que du fait de son haut degré de compaction ou de tassement lors de sa transformation en briquettes, le produit naturel qu'est le bois présente à peu près le même comportement au feu que le lignite. A cette différence près toutefois que les briquettes de bois, dont la perte au feu produit moins de suie, de cendres et de souffre, sont plus propres et plus écologiques. En outre, elles sont fabriquées à partir d’une matière première naturelle et renouvelable, le bois, dont le bilan carbone est a priori neutre. En d’autres termes, le bois qui brûle rejette lors de la combustion autant de CO₂ dans la nature que l'arbre qui pousse en absorbe lors de la photosynthèse. Autant dire que les briquettes de bois sont comparables à un morceau de bois et, à ce titre, utilisables comme moyen de chauffage.
Toutefois, les briquettes comportent bien des avantages par rapport au bois de chauffage traditionnel. A commencer par leur pouvoir calorifique qui, rapporté à leur volume, est considérablement plus élevé. Il en résulte que le client a besoin d’un espace moindre pour stocker sa provision de combustible forestier. En effet, quelle que soit la qualité des bouchons, une tonne de briquettes de bois (soit la quantité habituellement livrée) remplace environ 3 à 5 stères de bois de chauffage hêtre tout en n’occupant qu’1,5 stère. Autre avantage, leur conditionnement – d’autant plus pratique que la plupart de ces briquettes sont emballées dans des paquets d’environ 10 kg, autrement dit maniables et aisément transportables jusqu’à votre poêle, et restent donc bien protégées durant leur transport sur les palettes.
Aucun problème d’humidité non plus avec les briquettes. Etant fabriquées à partir de copeaux de bois bien secs, elles recèlent un pourcentage d’humidité résiduelle en principe extrêmement faible et a priori identique pour toutes les briquettes issues d’un même lot de production. A l’inverse, le bois séché à l’air peut, au sein d’un même lot, accuser des différences de séchage parfois sensibles de sorte qu’à l’exception du bois séché en cellule, il est impossible de garantir un même degré de séchage et, partant, une même teneur en humidité. Enfin, dernier point mais non des moindres, les briquettes de bois produisent beaucoup moins de cendres que le bois normal de sorte que vous n’aurez pas à nettoyer le foyer de votre cheminée aussi souvent.
Les briquettes de bois résultent de la transformation artificielle, par pressage, de restes de bois secs et non traités comme les sciures et râpures (copeaux de rabotage). La pression exercée est telle que la lignine, substance organique qui imprègne les fibres du bois, agit tel un liant et confère leur cohésion aux copeaux. Nul besoin donc de recourir à un autre liant. Enfin, le processus de pressage garantit l’absence quasi-totale d’air dans les briquettes. Cette caractéristique, conjuguée à leur faible taux d’humidité résiduelle (environ 10%), assure aux briquettes de bois un pouvoir calorifique supérieur à celui du bois.