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RÉSUMÉ
En ces temps favorisant les énergies renouvelables, le bois est à l’honneur comme combustible, avec de nombreux gisements disponibles, après bien sûr une étape plus ou moins importante de conditionnement. Cet article fait le point sur cette source d’énergie, les procédés et les matériels de conditionnement, ainsi que sur les appareils de combustion du bois. Ces derniers font l’objet d’évolutions permanentes, ils ont la capacité de répondre à des besoins très différents et surtout leurs performances ne cessent d’augmenter.
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Yann ROGAUME : École nationale supérieure des technologies et industries du bois (ENSTIB) - Laboratoire d’études et de recherches sur le matériau bois (LERMAB) UMR 1093 INRA/ENGREF/UHP Nancy I
INTRODUCTION
La production de chaleur à partir du bois est un phénomène connu par tous, ne serait-ce que pour un barbecue ou dans une cheminée. Cependant, de nombreux développements sont en cours, notamment dans le cadre de la volonté de favoriser l’utilisation des énergies renouvelables. Des systèmes performants et adaptés aux différents besoins exprimés existent aujourd’hui et sont régulièrement optimisés.
Cet article, divisé en deux fascicules [BE 8 747] et , propose une vue globale sur le bois en tant que combustible et sur les différents systèmes de production d’énergie, sous forme de chaleur ou d’électricité.
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Les combustibles bois
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3. Appareils de combustion du bois
Les différents appareils de chauffage domestique au bois peuvent être classés selon plusieurs critères : le type de chargement (manuel ou automatique), le type de chauffage (appoint ou relié à un réseau), le type de foyer de combustion…
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Classement par type de chargement
Les appareils à chargement manuel sont généralement des systèmes de petite puissance (cheminée, poêles, inserts) alimentés en bûches et dont le fonctionnement dépend beaucoup de l’utilisateur. Les systèmes à chargement automatique utilisent le plus souvent des combustibles divisés (granulés, plaquettes…) et peuvent être de puissances plus importantes, avec une combustion mieux maîtrisée.
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Classement par type de chauffage
Les appareils d’appoint (poêles, inserts, cheminée, cuisinières) sont utilisés dans de nombreuses habitations pour réduire les consommations du système de chauffage principal et transmettent la chaleur à de l’air par convection et rayonnement autour de l’appareil. Certains appareils peuvent être reliés au réseau de chauffage central : il s’agit alors de chaudières dont le fonctionnement peut être manuel ou automatique.
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Classement par type de combustion
Les différentes technologies de combustion dépendent principalement du combustible utilisé et de la taille de l’appareil. Les principaux types sont présentés dans les paragraphes suivants.
3.1 Rappel des principes de la combustion
La combustion consiste en une oxydation plus ou moins rapide et à haute température de produits combustibles. Elle fait intervenir diverses sciences de base : mécanique des fluides, thermique, chimie, le tout selon les lois de la thermodynamique. Ainsi, la maîtrise de la combustion ne peut se faire qu’en appréhendant l’ensemble de ces phénomènes.
L’équation générale de combustion s’écrit :
Pour les solides comme le bois, la combustion se déroule en trois étapes :
-
séchage du combustible ;
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dégradation thermique (souvent appelé pyrolyse) ;
-
combustion des gaz, puis oxydation lente...
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