Bois de chauffage - pouvoir calorifique, comparaison des espèces, facteurs influençant la combustion

En parlant de meubles de toutes sortes, maisons à bușteni ou sur structure en boisLes plateaux de table en bois et les résine époxyPar exemple, pour les sols, les planchers, les portes, les fenêtres, etc., nous avons oublié l'une des plus anciennes utilisations du bois, celle du bois de chauffage. Il y a encore peu de temps, brûler du bois dans des poêles, dans des fours ou sous des feux d'artifice était la norme. Ma grand-mère paternelle n'a jamais cuisiné autrement qu'au feu de bois. Bien que la plupart des gens du village soient passés à la cuisson sur un réchaud alimenté par une bouteille, mon grand-père n'aimait pas le goût des aliments cuits de cette manière. C'est pourquoi grand-mère cuisinait sur un réchaud à bois, devant le poêle, sur un feu de bois. Le goût était vraiment unique. La grande joie de nos petits-enfants était de fouiller dans les casseroles. Lorsque nous finissions de manger, nous étions tous sales de la suie des casseroles, mais qu'importe !

Revenons aux propriétés combustibles du bois. Toutes les essences brûlent-elles de la même manière ? Si le bois est si différent d'une espèce à l'autre, et même à l'intérieur d'un même arbre, la chaleur est-elle la même quel que soit le bois qui brûle ? Pourquoi est-il parfois difficile d'allumer le feu et pourquoi le feu fume-t-il parfois beaucoup ? À quelle température le bois s'enflamme-t-il ? Comment brûler du bois efficacement ? Je suis sûr que beaucoup d'entre vous se sont posé ces questions et bien d'autres encore, tout comme moi. Je pense qu'il existe de bien meilleures façons d'utiliser le bois que le bois de chauffage, mais j'apprécie toujours les pizzas préparées dans un four à bois et le feu qui crépite dans le poêle par une journée d'hiver 🙂 .

Quel est le pouvoir calorifique du bois ?

Lorsque le bois brûle, il produit de l'énergie. Nous ressentons cette énergie sous la forme d'un dégagement de chaleur. La quantité de chaleur dégagée par le bois lors de sa combustion est son pouvoir calorifique. Valeur calorifique est la quantité de chaleur dégagée par la combustion de 1 kg de bois de chauffage. Il est mesuré en kcal/kg, kJ/kg ou kWh/kg, avec des valeurs différentes selon l'unité de mesure. Le pouvoir calorifique détermine l'efficacité avec laquelle différents types de bois peuvent chauffer l'espace souhaité.

Le pouvoir calorifique dépend de la teneur en humidité du bois et est inversement proportionnel à celle-ci. Cela signifie que plus le taux d'humidité du bois est élevé, plus le pouvoir calorifique est faible. Le bois vert, fraîchement coupé, dégage moins de chaleur que le bois bien séché. Le pouvoir calorifique maximal est déterminé au taux d'humidité 0% (pouvoir calorifique absolu). Comme il est pratiquement impossible d'atteindre ce taux d'humidité dans des conditions normales de stockage du bois de chauffage, le taux d'humidité mentionné est de 15%, ce qui est naturellement fixé par le bois lorsqu'il sèche dans l'environnement. Il est toutefois recommandé de conserver le bois à l'intérieur, près du poêle ou de la cheminée, pendant au moins 24 heures avant de le placer sur le feu. L'humidité diminuera pendant cette période et le bois brûlera mieux et plus efficacement.

Pouvoir calorifique - influencé par l'essence et la structure interne du bois

Le pouvoir calorifique des essences de bois varie d'une espèce à l'autre. Il dépend de:

1. la teneur en cellulose et en lignine. La lignine a un pouvoir calorifique de 6000 kcal/kg et la cellulose et l'hémicellulose de 4150 kcal/kg. Cela signifie que le bois de chauffage ayant une teneur plus élevée en lignine (bois de résineux) dégage plus de chaleur.
2. densité - La densité du bois de chauffage est très importante. Plus le bois est dense, plus son pouvoir calorifique est élevé. D'où les différences entre la base du tronc d'un arbre - plus dense, pouvoir calorifique plus élevé - et la cime - plus meuble, brûle plus vite et dégage moins de chaleur.
3. Réduire la teneur en eau - Il est très important de connaître la quantité d'eau contenue dans le bois au moment de l'abattage car, après le séchage, l'eau laisse des vides, ce qui se traduit par un bois plus flétri. Le bois qui a une humidité de 35-40% au moment du sciage (par ex. chêne) sera beaucoup plus dense à un taux d'humidité de 15% que le bois ayant eu un taux d'humidité de 60-65% (par ex. plop, saule).

Malgré ces différences, le pouvoir calorifique des essences rapporté à la masse n'est pas très différent. Pas au point de considérer une essence comme du bois de chauffage inutile, alors qu'une autre réchauffera immédiatement votre maison. La différence notable se situe au niveau du taux d'humidité, de la vitesse de combustion et du rapport surface/volume, que nous aborderons dans un instant. Mais tout d'abord, voici quelques exemples de valeurs calorifiques déterminées à 15% d'humidité. Toutes les sources ne donnent pas les mêmes valeurs, mais elles sont assez proches.

• Pin - 4000 kcal/kg
• Molid - 3725 kcal/kg
• Pois chiches - 3700 kcal/kg
• Acacia - 3575 kcal/kg
• Fag - 3550 kcal/kg
• Cerise - 3550 kcal/kg
• Chêne - 3450 kcal/kg
• Plop - 3200 kcal/kg

Dans les exemples ci-dessus, le pouvoir calorifique du bois en question est lié à sa masse. En revanche, s'il est rapporté à l'unité de volume, le bois dense - chêne, acacia, hêtre - aura le pouvoir calorifique le plus élevé.

L'inflammabilité du bois. Facteurs influençant la combustion

Rapport entre la surface et le volume

Le bois brûle parce qu'il est inflammable. Pour s'enflammer, il a besoin d'une source de feu. Un bois de densité moyenne et d'une teneur en humidité de 12-15% s'enflamme à 300ºC. L'inflammabilité du bois augmente de façon directement proportionnelle à rapport entre la surface et le volume. C'est pourquoi le bois fin, la sciure de bois s'enflamme plus rapidement qu'une bûche. Toujours dans cette idée, la suspension de poussière de bois dans l'air peut constituer un mélange explosif. Le bois brûle de l'extérieur vers l'intérieur. Un bois plus fin s'enflamme et brûle plus rapidement, tandis qu'un bois plus épais brûle plus longtemps.

Humidité

Humidité est un autre facteur qui influence la combustion. Le bois humide brûle plus lentement car l'eau doit d'abord être éliminée. Le pouvoir calorifique du bois humide est plus faible parce qu'une partie de l'énergie est utilisée pour évaporer l'eau. Elle est d'abord libérée l'eau libre puis l'eau liée de la structure ligneuse. L'eau disparaît progressivement au fur et à mesure que le feu progresse vers l'intérieur. L'éliminer rapidement crée des tensions et le bois se fissure, propageant des étincelles. Plus le bois est dense et dur, plus les tensions sont importantes, augmentant ainsi la probabilité de formation d'étincelles.

Circulation de l'air

La combustion du bois est un processus oxydatif. Pour être entretenu l'air est nécessaire (en particulier l'oxygène dans l'air). C'est pourquoi un feu couvert s'éteint et lorsqu'une source d'air entre, le feu devient plus chaud (comme lorsqu'on ouvre une porte ou une fenêtre dans une pièce où un feu couve). Il a été déterminé que 0,6 kg d'air est nécessaire pour brûler 1 kg de bois. En raison de la plus grande quantité d'air présente dans les grandes casseroles, les feuillus brûlent mieux que les résineuxCes derniers ont des vaisseaux très fins fermés aux extrémités (trachéides). Le bois à gros pores brûle mieux que le bois à petits pores. Mais la densité du bois joue également un rôle. Plus le bois est dense, plus il est difficile à enflammer et plus il brûle lentement, en dégageant de la chaleur plus longtemps.

Quelles sont les espèces qui brûlent le plus efficacement ?

Les résines brûlent plus lentement et dégagent plus de chaleur (en raison de leur teneur plus élevée en lignine). Une autre raison pour laquelle les arbres résineux dégagent plus de chaleur est leur teneur en résine, qui est considérée comme un véritable combustible. Les feuillus jeunes ou moins denses brûlent plus rapidement et dégagent moins de chaleur. Au fur et à mesure que leur densité augmente, ils dégagent plus de chaleur qu'un volume similaire de bois résineux.

Brûler du bois - pour la chaleur, la protection et la coloration

Brûler du bois pour se chauffer ou cuisiner est en fait une combustion, puisqu'elle est totale. J'ai déjà écrit sur la combustion du bois, mais il s'agissait de la protection et de la coloration. Pour ceux qui s'intéressent à la méthode japonaise Shou Sugi Ban de protection du bois extérieur ou de mise en valeur du design naturel du bois par le brûlage, voir informations ici.

La combustion totale du bois de chauffage avec un rendement maximal produit de l'eau, du dioxyde de carbone et des cendres. Les cendres représentent entre 0,5 et 1% du volume de bois sec. Si le bois de chauffage est trop humide et trop épais ou si l'air est insuffisant (mauvais tirage, bois disposé de manière à empêcher la circulation de l'air), la combustion est incomplète et des gaz dangereux (monoxyde de carbone, monoxyde d'azote) et de la fumée se dégagent. La fumée est constituée de carbone (charbon) entraîné par l'air ou la vapeur d'eau avant qu'il ne soit complètement brûlé et transformé en dioxyde de carbone.

La chaleur produite par la combustion du bois n'est pas sèche, car l'eau est éliminée au cours du processus, qu'il s'agisse de l'eau contenue dans le bois ou de l'eau provenant de la combustion totale de la masse de bois. C'est pourquoi, dans les pièces équipées d'un poêle à bois ou d'une cheminée, la chaleur est agréable et les narines ne sont pas sèches.

Déchets de bois - matière première pour les matériaux combustibles

Il est également possible d'utiliser le bois comme combustible sans brûler les troncs d'arbres, le bois de chauffage en général. Les déchets de transformation - sciure de bois, poussière de bois - peuvent être traités et transformés en source d'énergie. On obtient ainsi des briquettes ou des granulés utilisés pour alimenter les chaudières et les poêles produisant de la chaleur. Récemment, les granulés sont devenus les favoris parce qu'ils sont légers et 10 fois plus petits que les briquettes et qu'ils peuvent être transportés pneumatiquement jusqu'à la zone de combustion.

Les briquettes et les granulés sont fabriqués en pressant les déchets de bois dans des dispositifs spéciaux sans ajout de colle. Le collage est dû à la teneur en humidité du bois. Le bois doit donc avoir un taux d'humidité compris entre 12 et 15%. S'il est plus humide, il doit être séché au préalable, sinon il se désagrège. De plus, pour un bon collage, il ne doit pas y avoir d'écorce dans le mélange. Les procédés technologiques et les installations sont différents, les briquettes étant obtenues à une pression inférieure à celle des pellets.

Bien qu'il s'agisse d'un sujet très courant, j'espère avoir trouvé des informations nouvelles et utiles pour vous. Si vous pensez que cela pourrait intéresser d'autres personnes, n'hésitez pas à les partager. Si vous avez des commentaires, des questions ou des ajouts, veuillez les laisser ci-dessous dans l'espace prévu à cet effet.