Chauffage automatique au bois : bien l’installer

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La chaudière automatique utilise du combustible bois sous forme de plaquettes ou de granulés. En cela elle permet d'éliminer les désagréments de la chaudière à bûches traditionnelle. Elle est ainsi adaptée pour le chauffage individuel ou collectif. Les nouvelles technologies développées au départ par les pays nordiques (Autriche, Norvège, etc.) ont permis de faire évoluer les matériels qui sont désormais extrêmement performants en terme de confort d'utilisation (comparable aux chaudières gaz et fioul), et de qualité de combustion (rendements voisins de 90%).

Principe d’une chaudière bois automatique


source Mission régionale Bois Energie


L'amenée du combustible est automatique depuis le silo jusque dans la chaudière (1-2-3-4-5). Sur la base des besoins en chaleur évalués par une sonde de température sur le départ et le retour d'eau, la chaudière pilote automatiquement son alimentation en combustible et en air.

Le brûlage du bois à haute température permet une combustion complète assurant un haut rendement et limitant les rejets polluants. Celle-ci est permise par la décomposition dans le foyer des différentes étapes de la combustion du bois. Une première insufflation d'air (air primaire) permet d’assurer la combustion et la gazéification du bois, tandis que l'introduction d'air à un second niveau (air secondaire) permet la combustion des gaz et goudrons. (6)
La combustion complète est garantie au travers d'une sonde à oxygène qui permet, au côté des sondes de température d'assurer la régulation et le rendement élevé (> 80%).
Un échangeur de chaleur (8) positionné horizontalement ou verticalement permet le réchauffage du fluide caloporteur (eau généralement) qui est ensuite distribué. Des systèmes de ramonage mécanique ou pneumatique permettent de limiter l'intervention manuelle pour l'entretien.
Le traitement des fumées (11) en sortie de chaudière permet uniquement de limiter au maximum le rejet de poussières. Le décendrage automatique limite la contrainte d'entretien en évacuant et stockant les cendres dans un bac adéquat (10) (la combustion quasi-complète permet d'avoir de très faibles volumes de cendres 1 à 2 % du volume de bois consommé).

Le dimensionnement d'une chaudière bois en fonction des besoins des bâtiments chauffés est essentiel pour un fonctionnement adéquat et optimum sur le plan de la performance énergétique. Un surdimensionnement entraîne un fonctionnement à bas régime qui altère la combustion et le rendement ainsi que la durée de vie de la chaudière, sans parler du surcoût d'investissement inutile. Il faut donc, comme pour tout système de chauffage, faire calculer par votre installateur, un bilan de déperditions thermiques et sélectionner la chaudière bois immédiatement supérieure. Si le surdimensionnement est important, c’est à votre détriment. Un peu comme si vous rouliez à 40 km/h avec la 4ème vitesse enclenchée !



Installation d’une chaudière automatique

L'installation de chauffage automatique se compose de 4 éléments essentiels qui sont :
  • Le silo de stockage du combustible.
  • Un système de transfert du combustible depuis le silo vers la chaudière.
  • La chaudière bois dans son local chaufferie.
  • Le système d'épuration des rejets gazeux et d'évacuation des cendres.

Le silo de stockage bois

L'acheminement du combustible est réalisé par un système mécanique, en général une vis sans fin. Une sécurité coupe feu existe entre le stockage et le foyer afin d'éviter tout risque d'incendie.
Suivant la puissance, les besoins de chauffage et le type de combustible bois, plusieurs technologies existent pour la reprise du combustible en fond de silo et pour le transport du silo à la chaudière.


Capacité en eau / capacité utile
La capacité d'un silo peut aller de 2 x 2m sur une hauteur de 3 m environ soit 12 m³ pour des installations individuelles jusqu'à 6 x 6m x 3 ou 4 m soit 110 m³. Ceci représente le « volume » en eau du silo. Compte tenu des pertes inévitables dans les angles (silo carré et dessileur rotatif), et du fait que le remplissage n’est jamais fait à ras bord - et qu’il reste toujours un stock mini avant livraison - un coefficient de remplissage de 60 % semble approprié.

  • Ainsi, le volume utile d'un silo de 100 m³ en eau sera de 60 m³.

Le dimensionnement du silo doit être prévu pour des volumes utiles permettant des livraisons soit de 30 m³, soit de 60 m³ soit de 100 m³, volume de livraison habituel des camions standard.


Accès au silo pour les livraisons
L'accès au silo est souvent le problème récurrent des installations et la principale source de contre référence. Il est important de réfléchir l'accès pour les camions de livraisons dans la globalité du projet :

  • Quel type de camion va venir livrer ?
  • Est-ce que le camion peut manœuvrer facilement ?
  • La trappe de livraison est-elle suffisamment dimensionnée ? (optimal 3m x 2m)
  • Le camion peut-il benner sans difficulté ? (débord de toiture, gouttières, muret à proximité, etc)
  • Que se passe-t-il en cas de conditions météorologiques défavorable ? (neige, vent, etc)

Exemple de livraison de granulés par camion




Les systèmes de transfert du silo jusqu'à la chaudière
Il existe 2 principaux systèmes de transfert depuis le système de déstockage en fond de silo jusqu'à la chaudière : les systèmes à vis sans fin et le tapis. Dans les usages domestiques, le système utilisé est celui de « la vis sans fin ».
Les systèmes à vis se composent d'une vis métallique de fort diamètre (allant de 100 mm à plus de 200 mm selon les cas), actionnée par un moteur électrique via un motoréducteur. La vis tourne dans une auge métallique généralement de section carrée. Cette géométrie permet de véhiculer les bouts de bois les moins calibrés dans les angles de l'auge. Dans la majorité des cas, le transfert s'effectue par une seule vis, mais pour des cas particuliers (débit important nécessaire, granulométrie non constante, sécurité nécessaire, etc…), il est possible de disposer de 2 vis dans la même auge.
Les systèmes à vis équipent généralement les installations de faibles à moyennes puissances (de 20 à 500 kW). Ceci s’explique par le fait que dans cette gamme de puissance :

  • L'investissement doit être le moins élevé possible pour rentabiliser rapidement l'installation.
  • Le combustible est généralement calibré et sec
Les consommations de bois ne sont pas trop importantes et ne nécessitent pas d'avoir un silo de forte capacité pour obtenir une autonomie intéressante.


En savoir plus sur l’extraction par vis consultez le dossier
LE CHAUFFAGE AU BOIS



La chaudière
Surface nécessaire : le génie civil représente un poste d'investissement important. Il est essentiel de bien dimensionner la surface en tenant compte de plusieurs paramètres :
  • Encombrement de la chaudière.
  • Dégagements nécessaires à l'entretien courant de la chaudière (autour et au dessus).
  • Dégagements nécessaires au remplacement d'un élément de la chaudière (vis, etc).
  • Espace permettant de stocker un minimum de matériel pour assurer la maintenance (fluide, matériel, etc).
  • Espace permettant de stocker un 2ème bac à cendre le cas échéant.


Accès

Les accès à la chaufferie sont également importants. Selon la configuration, la puissance et la consommation de la chaudière, il peut devenir très délicat d'assurer l'entretien courant. L'évacuation des cendres est un exemple de problèmes que l'on rencontre résultant d'une mauvaise conception : il est très difficile de sortir un bac à cendre lourd par une rampe d'escalier (cas de chaufferie en sous sol). De même une rampe d'accès non couverte peut rapidement devenir impraticable en cas de chute de neige. Les eaux de ruissellement doivent être traitées avec la plus grande attention pour ne pas qu'elles prennent directement le chemin de la chaufferie.
Comme pour le silo, il convient de bien penser ces éléments et se mettre à la place du personnel qui assurera le suivi au quotidien. Quelques petites économies à l'investissement engendrent généralement de forts coûts et désagréments au fonctionnement...


Configuration silo chaufferie
Le silo et la chaufferie forment ainsi un couple indissociable dont l'implantation sera déterminée par les conditions d'accès détaillées ci-dessus, la configuration du bâtiment et du terrain. Une bonne implantation est la condition de réussite de votre projet.




Les principales configurations sont les suivantes :

Silo et chaufferie bois : possibilités d’implantation

source Mission régionale Bois Energie



Certains fabricants propose des solutions en kit à implanter en chaufferie avec trémie à granulés, vis sans fin, chaudière à granulés, régulation complète.

Exemple de kit automatique :
Chaudière granulés de bois 24 ou 48 kW de DEVILLE THERMIQUE





EN RESUME

Une installation de chaudière automatique fonctionne essentiellement aux granulés de bois ; combustible dont la nature et la constitution permet une gestion des approvisionnements au même titre qu’un autre combustible fioul, GPL ou autre. L’installation de chauffage bois automatique est composée d’un silo dans lequel seront entreposés les granulés de bois, d’une vis sans fin, acheminant le combustible de manière automatique jusqu’à la chaudière. Celle-ci est dotée d’une régulation pour régler la puissance en fonction de la demande. Globalement, l’installation automatique de chauffage bois figure parmi les plus performantes ce qui se traduit par les meilleures rendements annuels et un confort d’utilisation qui vous fait oubliez que votre combustible est du bois. Quant au coût d’installation, évidemment il est supérieur à une chaudière avec manutention de bûches. Il faudra compter pour une installation complète avec pose de la chaudière, silo, vis sans fin, inclue la production d’eau chaude sanitaire, entre 16 000 à 20 000 € TTC (hors aides et crédit d’impôt).




Sources et liens utiles
www.froeling.com/fr
www.crepito.fr
www.deville-thermique.com
www.wallach-pellets.fr
www.sunmachine.fr
www.okofen.fr
www.ofme.org/bois-energie

www.xpair.com




Pour en savoir plus : dossier
" SE CHAUFFER AU BOIS "



Janvier 2009

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