Le bois énergie de chauffage : guide avantages inconvénients

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Bois pour chauffage. Documentation Acqualys

 

Sommaire

  1. Le chauffage au bois : une énergie renouvelable
  2. Le bois énergie de chauffage
  3. Le chauffage au bois détruit-il la forêt ?
  4. La norme NF bois de chauffage
  5. Le rendement des appareils à bois combustible : le label flamme verte
  6. La combustion du bois de chauffage
  7. Le rendement des différents types de chauffage au bois
  8. Le pouvoir calorifique du bois énergie
  9. Conseils sur le bois de chauffage
  10. Environnement et santé
  11. Substances et polluants du bois de chauffage
  12. Les appareils à bois doivent impérativement s'améliorer
  13. Eléments influençant la pollution atmosphérique

 1. Le chauffage au bois : une énergie renouvelable

« Le bois produit une énergie propre, naturelle et renouvelable, une énergie locale, une énergie compétitive », lit-on sur tous les catalogues de vente de chauffages à bois. Des arguments de vente qui sont exacts pour certains et à relativiser pour d'autres. Le bois n'est pas une énergie propre au sens où l'on entend habituellement. En effet, la pollution atmosphérique extérieure crée par les fumées engendre suies, particules fines et une pollution intérieure due à la présence entre autres de benzène lors de sa combustion.

Pour les autres critères, le bois est naturel, il piège dans ses fibres  le carbone lors de sa croissance, rejette de l'oxygène lors de la photosynthèse et n'exige pas d'industrie pour le transformer, le bois est vertueux en ce sens. Le bois qui est une énergie renouvelable est également une énergie compétitive, car le prix du stère est avec le charbon l'énergie la moins chère : comparatif prix énergies kwh avoine charbon gaz électricité bois fioul granulés

Les granulés de bois, du fait de leur transformation et de l'énergie déployée, coûtent sensiblement plus cher en termes de coût et d'énergie grise. Le système de conditionnement, en sac de 15 kg, favorise le transport sur de longues distances, ce qui n'est pas acceptable en termes environnementaux. Le bois doit être intégré dans la filière forêt-collecte-transformation avec des moyens de collectes très courts (moins de 10 kms).

2. Le bois énergie de chauffage

Depuis les années 2000, les fabricants des poêles et inserts de cheminées ont fait des progrès sensibles en termes de rendement. Le rendement d’un nouvel appareil à bois peut atteindre actuellement 85 % selon les chiffres constructeurs, le rendement réel est bien sûr inférieur en pratique. Le rendement maximum n'était que de 50 % avec les poêles et inserts des années 1980. Certains appareils à bois modernes réduisent considérablement les émissions de dioxyde de carbone et suppriment la pollution par le soufre. Certains modèles élaborés sont équipés d'une chambre de postcombustion et d'un ventilateur extracteur piloté par sonde pour contrôler le niveau d'oxygène nécessaire, la phase de ralenti étant supprimée sur les appareils modernes (présence d'électronique), il n’y a pratiquement plus de formation de goudrons. Il faut noter que la présence de nombreux appareils à bois dans un secteur résidentiel crée une pollution atmosphérique qui peut entrainer des problèmes de santé (voir article plus bas environnement et santé) et de voisinage. 

Le développement du combustible bois sous forme de granulés ou de plaquettes permet de s'affranchir en partie de ces inconvénients ainsi que du problème de stockage et du chargement des bûches.

Le bois énergie se présente sous quatre formes essentielles :

1) Les bûches de bois

Les bûches sont vendues en « stères » tas de 1 m x 1 m (bûches de 1 m), 1 m x 0,80 m (bûches de 0,50 m) ou 1 m x 0,70 m (bûches de 0,30 m). Les résineux et les feuillus tendres (exemple : épicéa, pin, peuplier...) brûlent plus vite (pour un chauffage rapide) que les feuillus durs (exemple : chêne, hêtre, frêne...) qui ont un temps de combustion plus lent et que l'on recharge moins souvent.

2) Les granulés de bois ou pellets

Les granulés de bois sont constitués de petits cylindres (de 6 à 10 mm de diamètre, de 10 à 50 mm de longueur) faits de sciure compressée sans aucun additif ni agent liant, ils sont très énergétiques et sont vendus au poids (entre 8 et 10 % d’humidité).

3) Les plaquettes forestières, les copeaux

De 2 à 5 cm de longueur, elles sont issues de branchages broyés. Vendues au volume (le poids variant avec l'humidité), elles sèchent environ entre deux à quatre mois.

4) Les briques de bois reconstituées (ou briquettes de bois)

3. Le chauffage au bois détruit-il la forêt ?

On peut se poser la question suivante : le bois que l'on utilise pour le chauffage accentue-t-il la déforestation comme dans certaines parties du monde ? En France, l'utilisation du bois énergie participe à l'entretien de la forêt étant donné qu'il s'agit d'un sous-produit de l'exploitation forestière. Les rémanents (branches issues de l'abattage des arbres) sont systématiquement évacués, enterrés ou brûlés sur place pour effectuer les travaux de sylviculture qui contribuent à la régénération et à la préservation des forêts. Dans les zones sensibles, un entretien régulier permet de maîtriser les risques d'incendie. Le développement du combustible bois sous forme de granulés ou de plaquettes assure une optimisation du recyclage des sous-produits de la forêt et démontre l'intérêt économique de ce type de combustible. En effet, l'offre et la demande du combustible granulé pourraient s'installer durablement avec des prix stabilisés tandis que les produits pétroliers devraient continuer à croitre de façon plus ou moins régulière.

4. La norme NF bois de chauffage

La marque NF bois de chauffage garantit : la densité, pour les feuillus, du groupe 1 (chêne, hêtre, frêne...) au groupe 3 (peuplier, saule, épicéa, pin...), la quantité livrée et le degré d'humidité (catégorie hl pour un bois « sec », moins de 20 % d'humidité).

5. Le rendement des appareils à bois combustible : le label flamme verte

Accéder au site flamme verte : 40% de crédit d'impôt sur les appareils bois

 

 

 

 

 

 

Crée il y a 10 ans, le label flamme verte* ci-dessus, a été une première étape avant d'obtenir des appareils véritablement non polluants.

* Il faut toutefois ne pas se fier aveuglément à ce label flamme verte, car il se contente d'un procès verbal d'essai effectué sur un appareil dont les réglages ont pu être modifiés et optimisés en cours de test dans le laboratoire d'essai. Ce label insuffisant n'apporte pas d'informations véritablement fiables mais il a le mérite d'exister.

Ce label flamme verte vise à améliorer de façon progressive les performances des appareils de chauffage au bois vendus en France. Depuis le 1er janvier 2009, les appareils de chauffage doivent respecter de nouveaux seuils de rendements et notamment d'un seuil de rejet de polluants. Si l'exigence de rendement des appareils à bois indépendants (foyers fermés, inserts, poêles) ne varie pas et reste à 70%, le seuil concernant le taux de monoxyde de carbone dans les fumées passe à 0.3% maximum contre 0.5% par le passé.

 

 

 

 

 

 

Ci-dessus : cette étiquette identifie les équipements les plus performants. Documentation Picbleu

Le label Flamme verte, crée il y a dix ans par l’ADEME et les fabricants d’appareils indépendants de chauffage au bois a évolué. Depuis le 1er janvier 2010, un nouvel étiquetage identifie les équipements les plus performants permettant une adaptation aux évolutions technologiques et aux contraintes environnementales toujours plus contraignantes. La nouvelle étiquette ci-dessus classe les appareils en cinq catégories, symbolisées par des étoiles. Plus la performance globale de l’appareil est importante, plus le nombre d’étoiles est élevé, avec un maximum de 5 étoiles. Pour être labellisés, les appareils doivent afficher 3, 4 ou 5 étoiles.

Les exigences de qualité vont s'accentuer avec les années. Depuis le 1er janvier 2011, un troisième critère relatif aux émissions de poussières s'était ajouté aux deux précédents. Avec de nouveaux critères, les fabricants vont devoir s'adapter en permanence à des exigences accrues en matière de réduction des émissions de monoxyde de carbone, de poussières, de rendement énergétique, en bref l'amélioration de la qualité de l'air. Depuis le 1er janvier 2012, la labellisation est devenue plus difficile à obtenir pour les fabricants et n'est attribuée qu’aux appareils affichant quatre ou cinq étoiles. En 2015, il ne sera attribué qu'aux appareils à 5 étoiles. 5 étoiles correspondant aux matériels et chaudières les plus performants et les moins polluants. Actuellement, 80 % des appareils vendus sont labellisés Flamme Verte. Les critères pris en compte sont le rendement énergétique de l’équipement et le monoxyde de carbone (CO) émis dans l’atmosphère.  Un crédit d'impôt de 36 % sur le matériel a été mis en place pour le remplacement des anciennes chaudières par des équipements moins polluants. Tous les appareils labellisés Flamme Verte sont éligibles à ce crédit d'impôt.

Performances des chaudières labellisées flamme verte
 
Chaudières
Rendement %
Taux de monoxyde de carbone *
Taux de COV (1)
Taux de poussières **
Manuelles
Puissance nominale
< 50Kw
> 80
5000 ppm
150
150 mg/m3
Manuelles
Puissance nominale
> 50Kw
> 85
3000 ppm
100
150 mg/m3
 
 
 
 
 

*   Valeurs d'émissions exprimées en partie par million (ppm).

** Valeurs exprimées en milligrammes par mètre cube (mg/m3).

6. La combustion du bois de chauffage

Le bois s’enflamme en présence de l’oxygène de l’air à une température d’environ 300 °C (700 ° pour l’anthracite). La quantité de chaleur dégagée auto alimente le foyer. Lors d’une rénovation, par exemple la mise en place d’un insert dans une cheminée existante, il faut faire très attention aux poutres de bois qui sont situées au voisinage. Elles sont constamment séchées et peuvent s’enflammer à des températures beaucoup plus basses. Voir article sur la partie sécurité incendie. 

Pour brûler 1 kg de bois, il faut 1 kg d’oxygène. Dans l’air atmosphérique, l’oxygène représente 1/5 du volume total. La combustion du bois demande donc une énorme quantité d’air.

Quantité d’air nécessaire pour la combustion du bois

Type d’appareil

kg de bois

Oxygène nécessaire

Production calorique

Quantité d’air consommée par kg de bois lors de la combustion

Foyer ouvert(cheminée)

1 kg

1 kg

2 à 4 kWh

60 à 100 m3

Foyer fermé (insert)

1 kg

1 kg

2 à 4 kWh

8 m3

         

Il est impératif de prévoir une amenée d'air frais sous le foyer pour éviter que l'air soit prélevé directement dans le logement. 2 conséquences : l'air chaud est évacué à l'extérieur et la VMC empêche l'évacuation des fumées occasionnant un mauvais tirage naturel. (fumées intérieures) 

Le tableau ci-dessus montre que pour une cheminée à bois classique, il faut environ 240 m3 d’air pour une combustion de 4 kg/h (avec une allure réglée moyenne) le rendement est mauvais. Il faut donc installer un insert ou ne pas utiliser la cheminée pour chauffer, le volume d’air intérieur du logement sera vite évacué, car le conduit de cheminée agit comme une pompe. La différence de densité entre l’air chaud (moins dense), créé par la combustion et l’air extérieur produit un mouvement ascendant.

7. Le rendement des différents types de chauffage au bois

Rendements d’appareils de chauffage à bois

Cheminée ouverte : rendement 10 à 15 % (rendement lors de la combustion)*

Insert fermé par une vitre : 30 à 70 %

Poêle à bois moderne (à combustion secondaire) : 70 %

Chaudière de cheminée : 85 à 94 %

Chaudières à bois : 85 à 94 %

Chaudière à granulés de bois (Pellet) : 85 à 94 %

Chaudière à plaquettes forestières : 75 à 90 %

Réseaux de chaleur : 95 %

* Sur une année, le rendement peut être négatif, à cause des pertes thermiques par le conduit d’évacuation des fumées lorsque la cheminée n'est pas utilisée.

Rendement d'une cheminée et d'un poêle à bois

Type appareil

Ancien + de 10 ans

Appareil récent

Appareil récent

 

-

Rendement

Rendement

Autonomie

Observations

Foyer ouvert (cheminée)

2%

- de 10 %

Quelques heures

A éviter

Foyer fermé (insert)

30 à 60 %

60 à 80 %

Quelques heures

-

Poêle à bûches

40 à 60 %

60 à 80 %

Quelques heures

-

Poêle à granulés

-

+ de 80%

12 à 72 heures

-

Poêle de masse à bûches

-

80 à 90 %

8 à 24 heures

-

Source ADEME (Données théoriques)

8. Le pouvoir calorifique du bois énergie

Le pouvoir énergétique des différentes essences de bois est proche, mais il varie considé­rablement selon que le bois est sec (moins de 20 % d'humidité) ou vert (45 % d'humidité). Dans ce dernier cas, la chaudière voit son rendement divisé par 2, s'encrasse et pollue jusqu'à 4 fois plus.

Tableau comparatif pouvoir calorique inférieur (PCI) des énergies

9. Conseils sur le bois de chauffage

Achetez uniquement les appareils portant  le label Flamme verte (garantissant un rendement de 65 % pour les poêles et de 70 % pour les chaudières) et un taux de monoxyde de carbone (Co, toxique) infé­rieur à 0,5 % du volume des fumées (combustible constitué de bûches de bois) ou inférieur à 0.04 % du volume des fumées (combustible constitué de granulés de bois).

Les pouvoirs énergétiques des différentes essences de bois sont proches, mais ils varient considé­rablement selon que le bois est sec (moins de 20 % d'humidité) ou vert (45 % d'humidité). Dans ce dernier cas, la chaudière voit son rendement divisé par 2, s'encrasse et pollue jusqu'à 4 fois plus.

10. Environnement et santé

800 000 tonnes de suie se diffuseraient dans l'air à cause des 400 millions de cuisinières à bois de la planète. 2 milliards d’humains utilisateurs de ces appareils contribuent à l'émission de 10 % des particules émises dans l'atmosphère, soit l’équivalent de celle de tous les véhicules Diesel, ce qui représenterait 890 000 tonnes de dioxyde de carbone. La cuisine au bois est un mode de cuisson utilisé dans beaucoup de pays en voie de développement, par tradition, mais surtout par obligation (Source : étude de chercheurs de l'université de l'Illinois).

Le bois peut, dans certains cas, être nuisible à la santé, car parmi les substances émises par la combustion du bois, certains composés émis sont reconnus comme des substances potentiellement mutagènes et cancérigènes (benzène et HAP, par exemple) d'autres sont susceptibles de provoquer différents malaises et affections respiratoires (des maux de tête, des nausées, l’irritation des yeux et du système respiratoire), des maladies cardiorespiratoires peuvent ainsi aggraver l'état de certaines personnes souffrant de déficiences respiratoires chroniques et même être à l’origine d’une mortalité plus hâtive. Plus de 95 % des particules émises par le chauffage au bois peuvent être inhalées, leur diamètre microscopique pouvant pénétrer les poumons profondément, touchant particulièrement les très jeunes enfants, les personnes âgées, les asthmatiques, les individus souffrant d'emphysème ou de problèmes cardiaques (Source : Norman King, épidémiologiste à la direction de santé publique de Montréal Canada).

11. Substances et polluants du bois de chauffage

De nombreuses substances polluent l'atmosphère et la combustion du bois constitue également une source de contamination.

Bilan des émissions de polluants des énergies

Tableau des substances émises lors de la combustion du bois de chauffage

Les principaux polluants

Particules fines (dont Pm 2,5 qui pénètrent profondément dans le système respiratoire).

Le monoxyde de carbone (CO)

Les oxydes d’azote (NOx)

Les composés organiques volatils (COV)

L’acroléine (substance irritante que l’on trouve dans la fumée de tabac)

Le formaldéhyde (ou formol également présent dans beaucoup de produits usuels

Des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)

Des dioxines (PCDD), des furanes (PCDF) et de nombreux produits irritants


Voir le tableau sur les substances contaminantes lors de la combustion du bois : Les émissions de particules fines du chauffage bois polluent l'air

12. Les appareils à bois doivent impérativement s'améliorer

Afin de réduire les émissions de particules fines de sa cheminée ou de son chauffage à bois, il est possible d'équiper la sortie du conduit de fumée avec un filtre électrostatique qui réduira de 60 à 95 % l'émission de micro particules très fines. Le conduit d'évacuation des fumées devra impérativement être en inox. Un filtre électrostatique crée un champ électrique qui attire et fixe les particules fines, il fonctionne avec de l'électricité (puissance 30 watts). Son entretien se limite à son nettoyage lors des 2 ramonages obligatoires.

Depuis la fin des années 1980, plusieurs technologies ont été développées pour rendre les appareils de chauffage au bois plus écologiques. Les filtres à particules, les catalyseurs et les entrées d'air secondaires sont des exemples de technologies qui permettent une combustion presque totale des gaz émis et évitent l'émission de fumée visible. Ces technologies ont été développées pour répondre à des normes environnementales sévères comme la norme américaine pour poêle à bois EPA. Malheureusement, la plupart des appareils de chauffage au bois en utilisation, qui datent du début des années 1980 et ne sont pas pourvus de ces technologies, sont encore très polluants. De gros efforts de sensibilisation et de pédagogie doivent être réalisés pour garantir une utilisation efficace et propre des ressources.

Dans très peu de temps, avec la prise de conscience des éco citoyens, faire brûler du bois dans une cheminée ouverte sera aussi choquant que de déverser de l'huile de vidange dans la nature, pratique particulièrement polluante qui se faisait dans le passé par simple ignorance.

13. Eléments influençant la pollution atmosphérique

      Éléments influençant la pollution atmosphérique
Les conditions climatiques
La topographie.
La densité de la population.
Les essences de bois utilisées
La qualité des appareils de combustion.
Les techniques de combustion utilisées.
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