Energie

Qu'appelle-t-on la combustion d'un combustible ?

La chaleur est une forme de l'énergie isue de la combustion. Le pouvoir calorifique inférieur se calcule en déduisant par convention, du PCS la chaleur de condensation (2511 kJ/kg) de l'eau formée au cours de la combustion et éventuellement de l'eau contenue dans le combustible.

  1. Qu'appelle-t-on la combustion ?
  2. Qu'appelle t-on chaleur sensible ?
  3. Le PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur)
  4. le rendement d'une chaudière 
  5. Valeur d'une tonne équivalent pétrole

Qu'appelle-t-on la combustion ? 

  • La combustion est la réaction d'un combustible (chaîne carbonée composée de carbone et d'hydrogène) et d'un comburant (dioxygène).
    Lorsque les réactifs se sont mélangés dans les bonnes proportions (conditions stœchiométriques), les produits issus de cette réaction sont du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O) ainsi qu'un dégagement de chaleur.

Qu'appelle t-on chaleur sensible ? 

  • La chaleur est une forme de l'énergie. Un corps physique selon son niveau de température contient plus ou moins de chaleur appelée chaleur sensible.
  • Un corps physique selon son état physique solide, liquide ou gazeux contient plus ou moins d’énergie appelée chaleur latente.
  • L’ensemble de la chaleur sensible plus la chaleur latente s'appelle la chaleur totale.

Le PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) 

Le pouvoir calorifique inférieur se calcule en déduisant par convention, du PCS la chaleur de condensation (2511 kJ/kg) de l'eau formée au cours de la combustion et éventuellement de l'eau contenue dans le combustible.

PCI = Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est la quantité de chaleur dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée non condensée et la chaleur non récupérée. Pouvoir calorifique inférieur (PCI) qui exclut la chaleur dégagée la chaleur de condensation de l'eau supposée restée à l'état de vapeur à l'issue de la combustion.

Exemple de calcul de PCS/PCI avec du gaz naturel

Prenons un premier exemple avec le méthane (gaz naturel),

  • le pouvoir calorifique exprimé en kilowattheure par mètres cubes (kWh/m3) correspond à la quantité d’énergie (en kWh) contenue dans un mètre cube (m3) de gaz naturel.
  • Ce pouvoir calorifique dépend de la composition effective du gaz qui a été livré (provenance, période,etc.), il est exprimé dans des conditions « normales » de température et de pression (0 °C et 1013 mbar).

Ainsi, le prix du gaz naturel est facturé en kilowattheure (kWh) PCS. Afin de pouvoir être comparé à d’autres énergies, il est nécessaire de le convertir en PCI. Le rapport entre PCS et PCI varie selon les combustibles ainsi que de leur composition.

Le rapport PCS/PCI 

  • Pour le gaz naturel, le rapport PCS/PCI est égal à 1,11.
  • Le rapport PCS/PCI est de 1,09 pour du gaz propane,
  • 1,07 pour du fioul domestique,
  • 1,05 pour du charbon.


En conclusion plus ce rapport PCS/PCI est important, plus la chaleur récupérable par condensation sera élevée.

Quelle est la différence entre le PCS et le PCI en pourcentage ?

Nota : dans la pratique, la différence entre PCS et PCI en % est de l'ordre de grandeur suivant :

  • Gaz naturel : 10 %
  • Gaz de pétrole liquéfié : 9 %
  • Combustibles solides : 2-5 %

Le rendement d'une chaudière 

Quelle est l'utilité pratique de connaître le rendement d'une chaudière ?

Lorsque l'on veut connaitre le rendement d'une chaudière, c’est-à-dire le rapport entre l’énergie fournie sous forme de chaleur et la l’énergie consommée, il suffit de relever le chiffre fourni par le constructeur qui est exprimé généralement en % PCI.

Cette valeur permet de comparer aisément les performances de toutes les chaudières quelles soit à basse température ou à condensation. Le rendement maximum (théorique) d’une chaudière à condensation gaz naturel est de 111 % sur PCI (équivalent à 100 % sur PCS).

Valeur d'une tonne équivalent pétrole 

Quelle est la valeur d'une tonne équivalent pétrole  ?

Une tonne équivalent pétrole équivaut à :

  • 1300 kg de charbon type anthracite
  • 1160 litres de fioul
  • 910 kg de propane
  • 1213.5 m3 de gaz naturel (2)

(2) valeur moyenne suivant la provenance).