Les dossiers du 56.230 - Chauffage : Le bois-énergie

         Tout le monde connaît le bois en bûches, énergie traditionnelle en milieu rural. Ce « bois de feu » constitue en France l’essentiel du bois-énergie. Au-delà de cet usage domestique qui nécessite une manutention quotidienne, viennent de naître de nouveaux produits, très prometteurs. L’un de ces combustibles nouveaux est le bois en plaquettes.

Le bois déchiqueté ou plaquettes.

         Ce bois est brûlé dans des chaudières automatiques spécifiques. Reliée à une trémie, une vis sans fin alimente automatiquement la chaudière en plaquettes.

          Il existe deux types de produits « plaquettes » en fonction de leur taux d’humidité : de 20 à 30 % et de 40 à 55 %. Chaque produit nécessite des équipements spécifiques : approvisionnent et chaudière. Il est donc important de faire un choix, et d’installer impérativement l’équipement qui convient.

         De plus, un mauvais calibrage (homogénéité du produit) perturbera le mécanisme d’approvisionnement au risque de provoquer des bourrages, donc au mieux des interventions humaines et au pire des pannes.    

Combustion du bois et pollution

         Contrairement aux combustibles fossiles, le bois ne contient pas de soufre. Lorsqu’il est brûlé dans un appareil à faible rendement, ou à l’air libre, (vieux poêles, ou cheminées ouvertes) il génère une quantité importante de rejets polluants. Cet inconvénient est pratiquement supprimé lorsque la combustion s’effectue conformément aux normes en vigueur (flamme verte) dans des chaudières soit :

         - Poêles nouveaux (flamme verte) à combustion à haute température,

         - Automatiques de forte puissance.

         Dans les deux cas, les rejets sont alors divisés par 40 pour le monoxyde de carbone, et par 5 pour les poussières. Les cendres représentent 0.5 % à 1 % du bois brûlé, et sont utilisables comme engrais.

         La croissance des arbres qui fournissent ce combustible est liée à la fonction chlorophyllienne. Bien gérées, les forêts contribuent à recycler le gaz carbonique.

         Enfin, contrairement aux matières premières fossiles, le bois ne fait pas courir de risques aux générations futures, puisqu’il absorbe la même quantité de carbone que celle qu’il va restituer en brûlant.

Le bois énergie et l’emploi

         Le bois nécessite trois fois plus de main d’œuvre que les énergies concurrentes. A ce jour, on considère que l’utilisation, ou la production de 1 000T de bois énergie par an crée 1 emploi temps plein minium, et qui n’est pas délocalisable.

Production et préparation des plaquettes.

         1 - Le chantier de récolte

         Le broyage peut être fait directement sur le lieu de collecte. C’est la méthode la plus économique. Une déchiqueteuse, actionnée par un tracteur, souffle : soit sur un tas, ou mieux dans une remorque tractée, le produit broyé à la dimension requise. Ces machines sont capables de broyer des branches de la plus petite jusqu’à des diamètres approchant ou dépassant les 30 cm. L’approvisionnement peut être manuel ou par des bras articulés. Les débits varient surtout en fonction de l’organisation des chantiers, mais les machines elles-mêmes peuvent facilement atteindrent les 20 m3 heures (7 tonnes) et plus.

 Broyeur monté sur automotrice avec :

 - Bras articulé pour approvisionner le broyeur

 - Benne autoportée basculante pour récupérer les plaquettes.

Puissance : 250 CV

 

      Broyeur derrière tracteur approvisionné à la main. Peut broyer des bois de 25 cm de diamètre. Puissance du tracteur : 60 à 80 CV

          2 – la plate forme de séchage et de stockage

         Avant toute utilisation, il est nécessaire de laisser sécher les plaquettes issues d’un déchiquetage en vert.  Le bois sèche naturellement : mis en tas, il monte en température (60 à 80°C) par fermentation les 3 premières semaines, puis la température s’abaisse. Après 4 à 6 mois de séchage, le bois passe ainsi de 50% à 25 % d’humidité, en ayant perdu environ 30 % de son poids (eau, gaz carbonique). Les plaquettes sont séchées en tas de 2 à 5 voire 8 m de haut, sans manipulation.  

         L’idéal est de disposer d’une plate forme en béton couverte et bien aérée pour permettre l’évacuation de la vapeur d’eau et des gaz.

         Il est possible sur une aire bétonnée de faire un tas en taupinière et de le recouvrir d’une bâche spéciale permettant les échanges gazeux, sans laisser passer l’eau. 

 

Séchage et stockage sous hangar

         - Chaque cellule contient un produit différent.

         - Une livraison à la chaufferie contient un mélange, pour une plus grande homogénéité et efficacité.

         3 – Approvisionnement des chaufferies

         Il se fera, à la demande, par camion benne tout simplement.

Le coût à la Tonne livrée...

         Les informations recueillies, en Bretagne, ou dans les régions qui pratiquent couramment cette technique, nous donnent des prix variant de 60 à 90 € la Tonne.

         Si on compare le prix de 1 000 T de plaquettes au coût annuel d’un emploi à plein temps, il apparaît que le coût des équipements requis est très largement prépondérant. Il convient donc de faire travailler au mieux le matériel qui existe sur le terrain : tracteurs, remorques, bras articulés, et que seule la déchiqueteuse est alors à acquérir. Compte tenu de son débit 7 T/h on peut estimer le potentiel qu’un tel engin représente pendant la saison de son fonctionnement.

         En résumé,

         La production du bois-énergie, en plaquettes à 25 % d’humidité, peut être réalisable facilement en valorisant les productions locales de nos forêts, talus, ... à partir des équipements qui existent chez les agriculteurs, les entrepreneurs agricoles et dans les CUMA. Le coût optimal ne peut être trouvé que si chacune des parties prenantes y trouve son intérêt.

La production de chaleur : le chauffage    

         Beaucoup de réalisations ont été faites dans un cadre collectif, bien souvent en associant plusieurs types de bâtiments : immeubles, Mairie, écoles, maisons de retraite, piscine etc.

         L’installation comporte un local pour loger la ou les chaudiéres, une fosse de réception servant de silo de stockage et un système d’approvisionnement en plaquettes jusqu’au brûleur. Le tout est commandé et régulé par des équipements dont la fiabilité a fait ses preuves, ce qui rend, à ce jour, ce moyen de chauffage parfaitement sécurisé.   

         Les chaudières, dimensionnées en fonction du projet, chauffent l’eau à 80 – 85°C. Cette dernière est alors acheminée, par une double conduite calorifugée (perte de 1° C au km), vers les bâtiments à chauffer. La chaleur est transférée, grâce à un échangeur au circuit d’eau (fermé) du chauffage du bâtiment.

         Le principe est le même pour la production d’eau chaude.

         Chaque entité utilisatrice peut être équipée d’un compteur individuel et être facturée en fonction des Kwh qu’elle consomme.

  
      

            Silo de stockage : Avec extracteur et Vis de reprise 

 

             Convoyeur à vis pour approvisionner le foyer

            

                            Chaudière multi sites

 

                  Compteurs pour facturation

 

     Bloc container renfermant : une chaudière de 75 KWh, silo de stockage de 45 m3 (15 T) de plaquettes avec trémie de chargement. Le bloc se raccorde au circuit existant. Possibilité de chauffer 5 maisons individuelles.

L’investissement

         Il est nettement plus élevé pour une chaudière au bois que, à puissance égale, au gaz ou au fioul. Mais les subventions diverses, pour le bois, permettent de tendre vers une égalité du coût d’investissement. Le coût de la maintenance des chaudières au bois est également nettement plus élevé, mais le faible coût du combustible permet des économies indiscutables et garantit la pérennité de ce choix. Dans le contexte économique actuel, celui-ci s’avère cohérent à tous les niveaux.

Le projet bois pour la piscine de Questembert ?

         Le choix des types de chaudières et leur nombre est dicté par : 

         - La nécessité d’un service continu : Une chaudière en panne doit pouvoir être remplacée sans délai par une autre de même capacité. Les chaudières à bois ont un temps de démarrage trop long pour être utilisées comme équipement de substitution en standby, c’est donc une chaudière à gaz qui devra jouer ce rôle. Le nombre de chaudières à gaz sera minimal, il dépend de la probabilité de panne simultanée de plusieurs chaudières à bois.

         - La capacité à absorber la demande ponctuelle lors des deux vidanges annuelles des bassins de la piscine.

         - L’Adéquation entre la compétence, et donc le coût, du personnel de surveillance et le besoin en chauffage qui est évidemment bien moindre en été. La compétence du personnel de surveillance peut être utilisée différemment aux saisons moins froides, pour assurer l’ingénierie de nouvelles installations par exemple.

         -  Le coût du matériel et les subventions associées.

         - Le coût du combustible : Les plaquettes de bois seront utilisées de préférence au gaz qui est beaucoup plus cher et dont l’usage sera dosé avec parcimonie.

         - Le besoin du ou de préférence des utilisateurs. Le coût pour chacun sera d’autant moins élevé que le besoin global sera important. Le prix de revient d’une chaufferie ne croît pas aussi vite que sa puissance. La surcapacité induite par la vidange biannuelle des bassins doit être absorbée par d’autres utilisateurs que la piscine.    

         Les arguments développés ci-dessus conduisent à choisir une ou de préférence des chaudières à bois comme moyen principal de chauffage. Par contre une chaudière à gaz en usage d’appoint (panne du moyen de chauffage principal, renouvellement de l’eau des bassins, périodes de grands froids, faible consommation en été qui ne justifie pas du personnel en permanence sur le site) est plus économique mais aussi plus polluante.

         En programmant la vidange des bassins au printemps et en automne, une surcapacité de chauffage peut être récupérée l’hiver pour d’autres équipements situés à proximité : écoles, mairie, foyer logement, maison de retraite.

         Un choix judicieux de deux chaudières à bois et une chaudière à gaz (qui peut s’ajouter ou se substituer à l’une des deux autres), toutes les trois de même capacité, a été fait dans d’autres installations jugées très rentables par les exploitants. Il permet d’utiliser au mieux les avantages du bois et de minimiser l’usage du gaz, mais surtout d’en faire bénéficier plusieurs bâtiments se situant à proximité.

         La piscine de Questembert sera chauffée par une seule chaudière à bois et une chaudière à gaz, et pour son usage exclusif alors que d’autres équipements existent à proximité.

         Nos interrogations sur la piscine de Questembert :

         Pourquoi si peu d’ambition sur des projets innovants ?

         Pourquoi une telle frilosité alors que le monde agricole se mobilise dans les autres régions : Bretagne et ailleurs ?

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Quelques chiffres références... source AIQUALYS février 2009

Combustibles          Unité       Pouvoir calorifique      coût au kWh en €

- feu de cheminée     1 kg                4.6 kWh                         0.17 € (1)

- Feu dans insert      1 kg                4.6 kWh                         0.10 € (2)

- Bois plaquettes      1 kg                 3.5 kWh                        0.04 € (3)

- Bois granulé           1 kg                4.6 kWh                         0.06 € (3)   

- Fuel                         1 l                 10.0 kWh                        0.07 à 0.8 € (4)

- Gaz de ville            1 m3              12.0 kWh                        0.06 € (4)

- Gaz propane          1 m3              12.0 kWh                        0.10 € (4)

- Pétrole                    1 l                                                          0.18 € (3)

- Electricité              1 kWh             1 kWh                           0.10 à 0.12 € (3)

- Pompe à chaleur   1 kWh            1 kWh                            0.05 à 0.06 €

- Electricité solaire    kWh             1 kWh                            0 €                    

Coût moyen réel en fonction du rendement.

           (1)                                                 15 %

           (2)                                                 60 %

           (3)                                                 70 %

           (4)                                                 80 à 90%