FORMATION LE BOIS énergie renouvelable

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2 énergie renouvelable 15 M Ha, c est = 25 % du territoire feuillus = 64 % résineux = 36 % Le stère (unité commerciale principale) est le volume de 1 m3 de bois Suivant le coefficient d empilage, le volume réel du bois est différent : 1 m3 apparent = 0,4 à 0,77 m3 réel

3 LE CHAUFFAGE AU BOIS NE CONTRIBUE PAS A L EFFET DE SERRE CO² émis est réabsorbé (photosynthèse) Avec des appareils bien conçus (combustion secondaire) Quantité négligeable de polluants

4 Le bois contient toujours de l eau Arbre sur pied : 40 à 80 % eau Séchage (+2 ans) : 18 à 20 % eau Hum = 80% Hum = 20% cœur écorce aubier Coupe? Le % humidité sur la masse brute est principalement utilisé, c est la masse d eau contenue dans le bois le rapport entre la masse brute du bois (eau comprise)

5 teneur en eau du bois en fonction du temps et des conditions de stockage Teneur en eau du bois en % Stères à l air libre en rondins Stères à l air libre en quartiers Bûches de 33 sous abris en rondins Bûches de 33 sous abris en quartiers Temps de séchage

6 Le pouvoir calorifique du bois C est la quantité de chaleur que peut dégager la combustion complète d une unité de combustible (Kg, litre, m3 ) s exprime en Kwh/Kg ou Kwh/l ou Kwh/m3 exemple : la combustion complète d un litre de fuel dégage 10 Kwh d où un PCI de 10 Kwh/l le pouvoir calorifique varie un peu en fonction de l essence et beaucoup en fonction de l humidité du bois

7 Pouvoir calorifique du bois 20 % humidité 50 % humidité Résineux : 4,2 Kwh/Kg 2,25 Kwh/Kg Feuillus : 3,5 Kwh/Kg 1,9 Kwh/Kg mais 1 m3 de feuillus durs = 350 à 500 Kg 1 m3 de résineux = 250 à 350 Kg 1 m3 de feuillus tendres = 250 à 400 Kg

8 Pouvoir calorifique du bois en fonction du volume et du poids à 15 % d humidité essence Hêtre Chêne Frêne Bouleau Orme Érable Saule Peuplier Pin Mélèze Épicéa Sapin PCI/volume Kwh/m PCI/poids Kwh/Kg 4,2 4,2 4,2 4,3 4,1 4,1 4,1 4,2 4,4 4,4 4,4

9 le bois est un combustible composé essentiellement de matières volatiles qui se transforment en gaz combustibles ou non matières volatiles Environ 85 % de la masse du bois charbon de bois environ 14 % de la masse du bois donnent matières minérales environ 1 % de la masse du bois 67 % de la chaleur dégagée 33 % de la chaleur dégagée

10 le bois sec s enflamme à partir de 250 C avec 20 % d humidité il faut 300 C le fuel s enflamme entre 400 et 450 C le propane s enflamme à 480 C le gaz naturel s enflamme à 580 C plus le volume des vides internes est important plus le bois s enflamme facilement (cas des résineux)

11 1) le séchage la chaleur dégagée va permettre de sécher le bois en vaporisant l eau contenue dans le bois donc ce qui entraîne une consommation d énergie pour évaporer l eau mais pas pour apporter de la chaleur plus le bois est humide et plus cette phase est importante

12 2) la combustion réelle La chaleur dégagée en 1) augmente de plus en plus, en atteignant les couches successives du bois qui se décompose en libérant des quantités de plus en plus importantes de gaz qui s enflamme ou s échappe et on arrive à la décomposition chimique du bois, les molécules sont «cassées» en molécules simples sous l effet d une forte chaleur (pyrolyse) Puis on assiste à un ralentissement de la combustion provenant de la couche de charbon qui se forme à la surface et s épaissit

13 3) la combustion des résidus solides Correspond à l incandescence du charbon de bois Lorsque prend fin le dégagement des gaz le charbon de bois formé se trouve en présence d oxygène et devient incandescent et brûle presque sans flamme. Les résidus de cette combustion sont les cendres. Ces différentes phases se distinguent difficilement dans la pratique

14 la température maximale de combustion d un bois sec est de l ordre de C avec 20 % d humidité elle est de à C

15 schéma de la combustion du bois

16 Quels sont les inconvénients d un bois ayant une forte teneur en eau?

17 inconvénients d un bois ayant une forte teneur en eau abaissement du pouvoir calorifique augmentation de la température d inflammation baisse de rendement de l appareil par calorifique par «gaspillage d énergie» pour le séchage diminution de la température de combustion et perte de rayonnement Risque de condensation dans les conduits Non destruction de certains acides

18 rôle de l air comburant la combustion complète nécessite 8 m 3 d air par Kg de bois sec la combustion n étant jamais complète, le bois jamais sec, la quantité d air nécessaire sera d environ 8 m 3 par Kg de bois si manque d air Combustion incomplète = Imbrûlés solides et gazeux (notamment CO) si excès d air Température de flamme plus faible = Rendement plus faible = Condensation de produits qui devraient brûlés

19 les fumées contiennent principalement : des éléments minéraux (cendres) des éléments gazeux (CO2, CO, hydrogène, oxyde d azote, goudrons ) des éléments hydrocarbures (acides, alcools ) des éléments de particules imbrûlées (suie, eau)

20 une combustion complète : peu de fumée s échappe, de couleur blanche, ce n est pratiquement que de la vapeur d eau et du gaz carbonique (ininflammable) une combustion incomplète : plus la fumée est sombre et plus on a à faire à une mauvaise combustion C est du gaspillage (énergie perdue), de la pollution, des conduits encrassés Fin du bois

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