En savoir plus sur la combustion des granulés

Les étapes de la combustion des granulés de bois

1/ Avec la chaleur, l'humidité contenue dans les granulés se transforme en vapeur 
(jusqu'à 150/250 degrés)

2/ Vient la formation de gaz qui s'échappent, s'oxydent, s'enflamment (avec des températures élevées)

3/ Reste la matrice charbonnée avec ses braises rouges.

L'ensemble déclenchera au final la production de chaleur, d'eau, de CO2 et de cendres.

La matière première 

 
Le tronc d'un arbre est constitué de différentes couches :
L'écorce est la couche la plus connue, c'est celle qu'on voit à l'extérieur et qui sert de protection.
C'est aussi la partie la plus minéralisée et si on la brûle, on retrouvera justement ces minéraux (non combustibles) dans les cendres.

L'écorce va produire 3 à 5% de cendres (on parle de "taux de cendres").

Au coeur du tronc se trouve le duramen, c'est la partie la moins minéralisée, et de ce fait si on brûle cette zone, le taux de cendres tombe à 0.2 - 0.5% (selon les essences et la taille du tronc).

Mais les scieries ne coupent pas le bois en rond. Elles tirent du tronc des coupes rectangulaires qui contiennent un maximum de duramen mais aussi un peu d'aubier ou de liber. Le taux de cendres de cette coupe oscille en général entre 0.5 et 1%. Mais le fabricant n'utilisera pas seulement des résidus de cette coupe, il utilisera aussi des broyats, des plaquettes déclassées...

La matière première conditionne donc la qualité du produit fini.
 

- La densité des granulés

Si le granulé est trop dense, le gaz produit lors de la combustion s'échappe moins et la combustion se fera pour une plus grande part en charbonnant avec un risque de production de machefer.

Pour limiter ce risque, la norme exige des granulés proches de la densité idéale de 600 Kg/m3

Chaque matière première possède un taux de compression otpimal. L'utilisation de matières premières diverses nécessitera donc certains réglages.
 

-  L'humidité des pellets

S'il y a trop d'humidité, l'énergie dégagée lors de la combustion va d'abord servir à produire de la vapeur et donc c'est autant de chaleur en moins qui sera produite.

La fabricant va donc sécher la matière première pour la passer de 45/55% d'humidité a 13/15% avant broyage (le plus fin possible).

Mais le fabricant a aussi besoin que la matière première ne soit pas trop sèche, car si elle est séche, elle n'a plus de pouvoir agglomérant et la formation de granulés dense n'est plus possible.  C'est pourquoi le séchage ne descend pas le taux d'humidité au dessous de 13/15%.

Mais là encore le taux d'humidité idéal pour aglomérer dépend de chaque matière.

L'étape de la Granulation puis du refroidissement en sortie de presse peuvent alors commencer...juste avant le dépoussiérage car il faut éviter les poussières ou "fines" qui ne permettant pas une combustion efficace.

C'est pourquoi il faudra ensuite un stockage et une livraison des pellets à l'abri de l'eau et des chocs.

La fusibilité et le taux d'Oxygène

Pour que la combustion se passe bien, il faut maintenir un juste équilibre entre quantité de combustible et arrivée d'air de sorte que la combustion s'auto-entretienne.

Si ce déséquilibre est rompu, des gaz imbrûlés se forment (CO par ex.) et/ou le bois fusionne et produit de la machefer (avec émissions nocives de Nox en prime).

La production de machefer envenime alors la situation (encrassement et déséquilibrage des apports en air)... La production de chaleur est de moins en moins optimale et le risque d'accident peut surgir.

Figurez-vous que la température de fusion (ou "fusibilité") est influencée par les minéraux présents dans la matière première. On a là une nouvelle raison de diminuer le taux de cendres (cf. le paragraphe "matière première").

Risques de gaz imbrûlés et fusibilité expliquent aussi pourquoi les normes prévoient des dosages maximales pour certains composés comme l'Azote, le Soufre et le Chlore.

  Conclusions

- La résistance/longueur /humidité idéale dépend de la matière première qui est souvent en mélange

- La résistance/densité, la longueur et l'humidité influent sur le pouvoir calorifique du granulé.

- Les composés minéraux influent sur les émissions de gaz nocifs et la fusibilité

- Le taux de cendres influe sur la production de mâchefer

Vous le voyez, la production de granulés est complexe, elle fait appel à des connaissances mécaniques et chimiques pointues. Elle nécessite une adaptation permanente à la matière première (avec mesures et analyses en continu). 

Mais le respect des normes permet déjà d'assurer un bon niveau de qualité.

Ceci étant la qualité de la combustion ne s'arrête pas à la production de "bons" granulés.

Leur combustion ne sera efficace que s'ils se retrouvent dans un appareil adapté  (avec une température du foyer et un taux d'oxygène adaptés)...
C'est là que commence notre responsabilité en tant que consommateurs. Nous nous devons d'avoir une installation de chauffage en bon état et bien réglée.

L'analyse des fumées sera le juge de paix de la qualité de la combustion ... Economies d'énergie, qualité de l'air, sécurité, sont à ce prix.