Filtre à particules : limiter la pollution du chauffage bois

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Il existe des filtres à particules qui limitent les émissions de polluants. Les industriels et les fabricants doivent améliorer leurs appareils en incorporant des filtres à particules qui limiteront les émissions de polluants (l'Allemagne impose déjà ce type de dispositif afin d'améliorer la qualité de l'air).

Sommaire

  1. Les filtres catalytiques
  2. Combustion catalytique : principe
  3. Filtres à particules (électrofiltres EF)
  4. Filtrations des fumées en voie sèche
  5. Combien coûtent les filtres à particules ?

 

2 mn pour comprendre : le bois énergie

Le bilan global (effet de serre, énergie grise, etc.) du bois énergie le positionne très favorablement. Il émet 4 à 20 fois mois d'équivalent CO2 que d'autres énergies classiques, notamment le granulé de bois qui rejette moins de polluants.

À condition d'éliminer en priorité les appareils à bois de plus de 15 ans extrêmement polluants qui consomment près de 80 % du bois énergie selon les données BVA enquêtes ménages base utilisateurs 1467 2012 CITEPA 2016.Le choix d'un appareil doit d'effectuer en fonction de la qualité de sa fabrication (longévité), de son rendement, de ses performances énergétiques.

Pour les particuliers les filtres à particules permettent de réduire les rejets, mais restent rares et coûteux. Sans une évolution de la réglementation qui obligerait les fabricants à doter leurs appareils de systèmes de filtrage, les usagers ne seront jamais enclins à dépenser plus. Des aides financières seraient incitatives pour notre qualité de l'air et donc la santé de tous. Les appareils labélisés Flamme verte 7 étoiles autorisent un rejet maximal de 20 mg par m3.

 

1. Les filtres catalytiques

L'installation de filtres à particules permet de limiter les polluants atmosphériques. L'augmentation des taux de particules fines (particules en suspension ou matières particulaires) en progression constante dans l'air est un facteur de risques sanitaires : altération des fonctions pulmonaires, de maladies cardiovasculaires, du cancer du poumon et enfin de la diminution de l'espérance de vie.

2. Combustion catalytique : principe

Lors de la première étape de combustion, les gaz non brulés transitent par une structure alvéolée avant d'être évacués dans le conduit d'évacuation des fumées. Le catalyseur possède des alvéoles revêtues de cuivre, son rôle est d'abaisser le point d’inflammation des gaz traversant la structure alvéolée, ce qui permet de fonctionner à un régime de combustion faible. Le processus d‘épuration intervient sur des fumées d'une température comprise entre 180 °C et 500 °C L'avantage des filtres catalytiques est de fonctionner sans électricité, de réduire d'environ 80 % les émissions polluantes, l'inconvénient est lié à la maintenance, car le filtre doit être remplacé régulièrement tous les 2 à 6 ans.

Des poussières très fines constituées d’une partie organique et d’une autre non organique sont émises par les appareils de chauffage domestiques à bois.
Les cendres volantes de particules fines de bois constituent la partie non organique, elles sont composées de sels minéraux qui ont brûlé en suspension dans la flamme. Lorsque la combustion est imparfaite à l’allumage lorsque le foyer est froid, lorsque le bois n’est pas assez sec, lorsque le foyer est au ralenti, lors des phases d’ouverture de la porte ou de rechargement des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) sont évacués. Le filtre amovible de l’intérieur du foyer se nettoie avec un aspirateur, une fois par an. Facilement démontable, il permet le ramonage du conduit de fumées.

3. Filtres à particules ou électrofiltres (EF)

Ces filtres à particules agissent par séparation électrostatique des particules fines contenues dans les fumées. Ces particules ionisées s’agglomèrent en une seule masse sous forme de flocons sur la paroi intérieure du conduit. Ces types filtres conviennent à tous les systèmes de combustion au bois jusqu’à des puissances de 50 kW.

La pollution atmosphérique du bois de chauffage

 

4. Filtrations des fumées en voie sèche

La combustion du bois génère divers polluants qui sont liés :

- à la composition naturelle du bois qui est un matériau complexe contenant certains éléments chimiques sous forme de traces
- à la réaction de combustion du bois « hétérogène » à la différence des combustibles gazeux ou liquide
- à la réaction de combustion du bois « incomplète » en raison de la présence d’eau dans le combustible

Les technologies de filtrage : Pour filtrer les fumées deux principes existent : la voie humide ou la voie sèche.

La voie sèche est la technique la plus répandue dans les chaufferies de petite et moyenne puissance.


3 principes existent :


- extraction des particules fines par voie gravitaire (système dit « cyclonique »)
- extraction par un filtre à manches
- extraction par un électrofiltre

Description des filtres à particules et des filtres catalytiques pour limiter les émissions de polluants du chauffage au bois

Le-bois-énergie-et-la-qualité-de-l'air

 

4. Combien coûtent des filtres à particules ?

De nombreux lecteurs nous demandent combien coûtent des filtres à particules pour les appareils à bois de chauffage.

Actuellement, les sociétés modernes doivent faire face à la problématique des particules fines que rejettent les véhicules diesel. Le Centre international de Recherche sur le Cancer (CIRC) a classé les gaz d’échappement des moteurs Diesel comme cancérogènes certains pour l’homme (Groupe 1). D'autres sources de pollution sont également désignées : les chaufferies au bois qui émettent de grandes quantités de particules fines. Et il n'y a pas que le diesel qui est cancérigène, toutes les poussières fines le sont. Les « Poussières » sont constituées de « Particules en suspension » que l'on peut visualiser lorsqu'un rayon de soleil entre dans une pièce, dans l'ombre, ou qu'un rayon lumineux (type spot) met les poussières en évidence. Il est heureux que l'on ne puisse pas visualiser toutes les poussières qui nous entourent, car le stress serait permanent.

  •  Pour les utilisations professionnelles : appareils de filtration des fumées pour les chaudières automatiques collectives à effet multicyclone, filtres à toile ou filtre céramique.
  •  Pour les chaudières de moyenne puissance qui garantissent des émissions < 50 mg/ Nm3. Coût de 25 000 à 35 000 €.
  •  Pour les chaudières de moyenne et grosse puissance > 500 KW qui garantissent des émissions < 20 mg/Nm3. Filtre à toile, à manche ou électrofiltre Coût : de 40 000 à 250 000 € selon la puissance et la technologie.
  •  Pour les particuliers, Systèmes de filtration type « pot catalytique » avec électrode, filtre à céramique ou catalyseur à placer sur les conduits de fumée. Les performances indiquées permettent une réduction de plus de 50 % des émissions particulaires. Coût : de 1 000 à 2 500 €.
La tenue dans le temps de ces appareils de filtration n'est pas certaine en raison de leur faible retour d'expérience.

Les filtres à particules

Les filtres à particules et les filtres catalytiques sont destinés à limiter les émissions de polluants et particules fines

Fabricants de filtres particules, catalytiques, électrofiltres

Marque/Système/Description

Fondis Zéro CO (catalyse)

Technologie intégrant dans la partie supérieure du foyer un catalyseur de type métallique oxydant les matières organiques polluantes qui sont neutralisées. 
L'intérêt de Zéro CO est son fonctionnement dans les phases critiques de pollution (allumage et extinction).

Palazzetti O2RING (catalyse)

Grand Prix du concours de l’innovation lors du salon bois énergie 2011, ce système réduit les émissions  de particules fines du bois-énergie à l’allumage et au rechargement. Le filtre recyclable peut-être
reconditionné après 6 ou 8 ans d’utilisation

Poujoulat (catalyse)

Une solution fiable et innovante permettant de réduire l’émission de CO pour des appareils anciens.

Oekesolve OekoTube (électrofiltre)

Elimine jusqu’à 95% des particules fines contenues dans le gaz des fumées

Poujoulat TopClean (Electrofiltre)

TopClean intégrant le système Oekotube du fabricant Oekesolve

Rüegg Zumik®on

(électrofiltre) Elimine plus de 80% des particules fines issues de la combustion du bois

Les particules aggravent les maladies de type cardiorespiratoire, irritent les voies pulmonaires et augmentent le taux de mortalité.

  • L'indice ATMO

    En cliquant sur la carte ci-dessous de la fédération des associations de Surveillance de la qualité de l'air, vous pouvez accéder au portail de votre région :

    Atmo France Portail habitat Picbleu

    L'indice ATMO

    Sur le tableau ci-dessous, l’indice ATMO, obligatoire pour les villes de plus de 100 000 habitants, est un indicateur de la qualité de l’air calculé chaque jour à partir de la surveillance de quatre polluants (dioxyde d’azote, ozone, dioxyde de soufre, particules de type PM10), sur une échelle graduée de 1 à 10 et avec des couleurs vert, orange et rouge.

    La qualité de l'air temps réel sur la région Aquitaine

    Sur la carte ci-dessous, le niveau de qualité de l'air grâce à la mesure de quatre polluants (dioxyde d’azote, ozone, dioxyde de soufre, particules de type PM10). 

    L'air intérieur des logements est parfois plus pollué que l'air extérieur et une aération correcte doit permettre son renouvellement.

  • Les classifications des particules fines

    PM10 : Particules de diamètre inférieur à 10 microns (μm) - 36,7 % des TSP* (peuvent pénétrer dans les bronches)

    PM2.5  Particules de diamètre inférieur à 2,5 μm - 25 % des TSP et 69% des PM10- (peuvent pénétrer dans les alvéoles pulmonaires)

    PM1,0  Particules de diamètre inférieur à 1 micromètre appelées particules très fines (peuvent pénétrer dans les alvéoles pulmonaires)

    PM0,1 Particules de diamètre inférieur à 0.1 micromètre appelées particules ultrafines ou nano particules (peuvent passer la barrière alvéolo-capillaire)

    *TSP : Particules totales en suspension

    Toutes les particules d'un diamètre aérodynamique ou diamètre aéraulique supérieur à 10 micromètres sont retenues par les voies aériennes supérieures (nez, bouche). 

    Diamètre des principaux polluants de l'habitat

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Les performances des chaudières bois gaz se sont améliorées