Le chauffage au bois : fonctionnement, types, avantages et inconvénients, prix
Une chaudière à bois est un système de chauffage central utilisant notamment le bois comme énergie principale pour générer de la chaleur.
On peut trouver du bois sous la forme de bûches, de granulés, de plaquettes ou de copeaux. Il dépend du type de chaudière en question et des exigences.
Comme toute autre chaudière, la chaudière à bois se compose de :
- Une chambre de combustion ou foyer de combustion ou brûleur.
- Un échangeur thermique.
- Un cendrier.
- Un conduit de tirage (arrivée d’air).
- Un conduit d’évacuation de fumées.
- Un silo ou réservoir à combustible intégré (cas des chaudières à granulés et des chaudières à bois automatiques).
Voici en détail le fonctionnement d’une chaudière à bois.
Combustion du bois
Les bûches, les granulés, les plaquettes ou les copeaux sont introduits manuellement ou automatiquement (par vis sans fin ou par tapis roulant depuis le silo) dans la chambre de combustion où ils sont brûlés manuellement ou automatiquement.
La combustion s’effectue en quatre étapes :
- Le séchage : entraîne la perte d’eau du bois en raison de la chaleur.
- La pyrolyse ou gazéification : Le bois se décompose en gaz combustibles et en charbon de bois lors de la pyrolyse ou gazéification, sous l’influence de la chaleur et d’un apport restreint d’air primaire.
- L’oxydation des gaz : La réaction des gaz combustibles avec l’air secondaire entraîne la production d’énergie, de dioxyde de carbone et d’eau.
- La combustion du résidu charbonneux : Le charbon de bois restant brûle avec l’air secondaire, ce qui génère de l’énergie, du dioxyde de carbone et de l’eau lors de la combustion.
Conversion de l’énergie en chaleur
La combustion génère de l’énergie qui est convertie en chaleur par l’échangeur thermique. Ce dernier est absorbé par les tubes ou les plaques métalliques qui le composent, puis il est transmis à un fluide caloporteur (généralement de l’eau) afin de le chauffer. Et cela, peu à peu, jusqu’à ce qu’il atteigne une température idéale.
Distribution de la chaleur
Le rendement énergétique est le rapport entre la quantité d’énergie consommée (bois) et la quantité d’énergie produite (chaleur). Il est influencé par divers éléments, parmi lesquels les plus cruciaux sont la qualité du combustible (le bois) et la qualité de l’émission. Le concept est simple : l’utilisation d’un combustible de qualité et d’un bon tirage favorise une combustion optimale, ce qui permet d’obtenir un rendement accru.
Afin de faciliter votre compréhension, nous allons simplifier le processus de combustion du bois de la manière suivante :
Bois + Air comburant (O2) → Chaleur + Dioxyde de carbone (CO2) + Particules résiduelles + Eau (H2O)
On appelle combustion complète cette combustion lorsque le bois est entièrement utilisé et que la quantité de particules résiduelles, de CO2 et d’eau produite est faible. Cependant, afin que cela soit réalisable, il est nécessaire que l’oxygène (O2) soit adéquat et que le bois soit assez sec (sinon, il ne sera pas complètement brûlé).
Le niveau d’oxygène fourni est influencé par le processus de tirage de la chaudière à bois et la qualité du conduit de tirage. Lorsque l’air comburant du foyer de combustion est ajouté par convection naturelle, on parle de tirage naturel : l’air chaud est évacué afin de laisser place à l’air frais. Le terme « tirage forcé » est utilisé lorsque les flux d’air chaud et d’air froid sont contrôlés par un ventilateur.
Afin d’optimiser l’apport en oxygène, il est nécessaire d’avoir un conduit étanche, qui ne se rétrécit pas, qui ne se coude pas et qui est régulièrement nettoyé et entretenu (propre, en bon état).
Afin d’optimiser la combustion du bois, les fabricants ont développé diverses technologies pour améliorer le rendement de la chaudière à bois. On peut mentionner :
- La double combustion : consiste à récupérer les gaz de combustion afin de les brûler à nouveau dans une deuxième chambre de combustion (chaudière à bois à condensation) ou dans le foyer de combustion principal, après avoir été aspirés et réinjectés dedans par un conduit d’air secondaire (chaudière à bois à post-combustion).
- La gazéification : est une méthode thermique qui implique la combustion complète du bois afin de le décomposer en gaz combustibles qui seront ensuite brûlés pour générer de la chaleur.
- La combustion inversée : consiste à brûler le bois par le haut plutôt que par le bas comme c’est le cas habituellement.
- L’hydro-accumulation : consiste à utiliser un ballon tampon dans une chaudière à bois, où la chaleur générée est conservée sous forme d’eau chaude. Elle est ensuite employée pour chauffer le logement, même lorsque la chaudière est hors service.
En augmentant le rendement, la chaudière à bois devient plus efficace et économique : vous recevrez davantage de chaleur pour la même quantité de bois utilisée.
Émissions de la combustion
Le conduit de fumées est utilisé pour évacuer les gaz produits lors de la combustion à l’extérieur du logement. Ils renferment du CO2, des vapeurs d’eau (H2O) et d’autres particules comme l’azote (N2), l’oxyde d’azote (NOX), l’oxyde de soufre (SOX), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), etc.
Les différents types de chaudières à bois
Il en existe plusieurs types comme :
La chaudière à bois bûches
La chaudière à bûches est un poêle à bois de grande taille. Cependant, le dispositif a la capacité de chauffer toute votre maison. Il fonctionne de manière simple : la chaleur générée par la combustion du bois chauffe l’eau qui est acheminée dans les pièces par le réseau des radiateurs ou le système de chauffage au sol.
Afin de la mettre en marche, il est nécessaire d’alimenter la grande chambre de remplissage avec du bois. Par la suite, il est déplacé vers la chambre de combustion. Outre l’alimentation manuelle de la chaudière, il est nécessaire de retirer régulièrement les cendres du foyer. Le rendement de ces dispositifs varie de 80 à 90 %.
Si vous décidez d’utiliser une chaudière à bûches, il est recommandé d’installer un ballon d’eau en même temps. Grâce à cet appareil, il sera possible de conserver l’eau chaude plus longtemps et de contrôler plus aisément la température des radiateurs.
La chaudière à granulés
Le fonctionnement des chaudières à granulés est identique à celui des chaudières à bois bûches. Leur principale distinction réside dans leur carburant. Les pellets ou granulés sont des petits morceaux de bois compactés, commercialisés sous forme de sacs plutôt que de stères.
Il convient de souligner une autre distinction entre les deux systèmes : la chaudière à granulés est alimentée de manière automatique. Les pellets sont approvisionnés depuis l’espace de stockage grâce à une vis sans fin, ce qui vous évite une manutention excessive. De plus, un silo de 5 à 10 m3 est nécessaire pour chauffer une maison de 120 m2.
Le matériel garantit le même confort que les chaudières à gaz ou au fioul. Dernier bénéfice : les performances des chaudières à granulés sont extrêmement élevées, avec des rendements variant de 85 à 97 %.
La chaudière mixte bûches et granulés
Les deux équipements sont rassemblés dans la chaudière mixte bûches et granulés. Elle se compose de deux chambres de combustion distinctes, ainsi qu’un ballon tampon pour l’eau chaude sanitaire. La chaudière opte pour un mode de fonctionnement automatique, dans le but d’économiser au maximum d’énergie ou de compenser un manque occasionnel de combustible. Si vous avez une préférence, il est également possible de sélectionner votre mode de combustion.
Étant donné que c’est une « double chaudière », elle peut cependant avoir un désavantage : elle occupe beaucoup plus de place que les autres appareils. Le prix d’achat et de mise en place est également plus élevé.
En revanche, les chaudières mixtes à bûches et à pellets offrent des performances supérieures à celles des autres types. En optant pour le mode d’énergie adéquat en fonction du moment, elles garantissent un rendement d’environ 95 %.
La chaudière biomasse
Le fonctionnement de ce type de chaudière à combustion est identique à celui des autres chaudières à bois. Cependant, elle consomme des déchets de bois (sciure, écorce) et des déchets organiques (paille, coques de fruits, etc.). La chaudière biomasse, tout comme la chaudière à pellets, peut être sélectionnée avec l’option d’alimentation automatique. Il est nécessaire de la connecter à un silo de stockage.
La chaudière à haute performance énergétique
Ce dispositif, également connu sous le nom de chaudière à granulés à condensation, présente des performances supérieures à celles des autres chaudières à bois. Le concept est basique :
- Grâce à la combustion des granulés, le système de chauffage génère de la chaleur.
- Les fumées transmettent leur énergie à l’eau du circuit de chauffage grâce à un échangeur.
- Une chaudière à haute performance énergétique condense la vapeur d’eau provenant des fumées afin d’améliorer son rendement.
Certaines chaudières à énergie élevée présentent un rendement supérieur à 100 %. Par contre, ces modèles sont plus onéreux que les chaudières à bois traditionnelles.
Comment choisir sa chaudière à bois ?
Si les chaudières à bois sont pratiquement identiques – à l’exception du mode automatique que n’a pas la chaudière à bûches –, elles présentent quelques différences significatives, notamment en ce qui concerne le rendement et le prix. Il s’agit d’un résumé :
| Type d’appareil | Rendement | Appareil autonome | Puissance | Prix | Avantages principaux |
|---|---|---|---|---|---|
| Chaudière à bûches | 75 à 90 % | Non – rechargement manuel | À partir de 12 kWh | Entre 2 000 € et 7 000 € | Prix de l’appareil et du combustible |
| Chaudière à granulés | 85 à 97 % | Oui – Rechargement manuel et automatique | À partir de 12 kWh | Entre 8 000 € et 20 000 € | Meilleur rendement Économies importantes sur la facture énergétique |
| Chaudière mixte bûches & granulés | 75 à 95 % | Oui – Rechargement manuel et automatique | À partir de 12 kWh | Entre 14 000 et 20 000 € | Fonctionnement automatique Choix du combustible |
Finalement, certaines raisons pour opter pour votre chaudière à bois restent entièrement subjectives. Il est important de prendre en considération l’aspect esthétique de l’appareil afin de faciliter l’intégration de la chaudière à votre intérieur.
Avantages et inconvénients de la chaudière à bois
La chaudière à bois est un véritable système de chauffage et une option idéale pour les régions qui ne sont pas raccordées au gaz naturel. Elle présente de nombreux bénéfices tels qu’un prix d’achat relativement abordable, un coût de fonctionnement très bas, une écologie prouvée, et ainsi de suite. Son encombrement, son manque de praticité et la nécessité d’un entretien annuel sont également quelques inconvénients.
Avantages de la chaudière à bois
La chaudière à bois présente de nombreux avantages, parmi lesquels on peut mentionner notamment :
- Un carburant écologique et abordable : Le principal avantage de la chaudière au bois réside dans son combustible. Grâce à un coût de 0,038 € par kWh, les bûches sont actuellement la solution la moins onéreuse pour un chauffage. À la différence des granulés de bois, les bûches sont une matière peu modifiée, ce qui leur permet d’obtenir des prix compétitifs et de réduire leur impact sur l’entourage. Le bois de chauffage présente un bilan carbone neutre, ce qui signifie que le CO2 (dioxyde de carbone) rejeté lors de sa combustion pour le chauffage est compensé par le CO2 absorbé pendant la croissance de l’arbre. Ainsi, les émissions de CO2 sont inférieures à celles d’une chaudière au gaz ou au fioul.
- Une dépense raisonnable : Il est plus économique d’utiliser une chaudière à bûches que celle à granulés de bois. C’est donc une solution avantageuse pour exploiter cette ressource renouvelable sans avoir à faire face à un investissement trop important. En moyenne, le coût varie de 3.000 € à 8.000 € TTC, avec le matériel et la pose inclus.
- Des aides pour diminuer les frais d’installation : Si vous souhaitez encore diminuer ce montant, veuillez noter que la chaudière à bois peut bénéficier de différentes aides de l’État, des régions ou des départements, ainsi que de la TVA à taux réduit (5,5%). Les subventions les plus significatives sont le Crédit d’Impôt Transition Énergétique (CITE), qui contribue à hauteur de 30% des dépenses de matériel. D’un autre côté, cette assistance intervient après les travaux, car ceux-ci sont inscrits aux impôts de l’année future.
Une autre option pour les foyers dont les ressources sont inférieures aux limites est de bénéficier de la subvention de l’Anah. Enfin, lorsqu’il s’agit d’un ensemble de travaux (installation d’une chaudière bois combinée à un autre projet), il est envisageable de solliciter un Eco-prêt à taux zéro auprès d’une institution bancaire.
Inconvénients de la chaudière à bûches
Outre ces avantages, la chaudière à bûches comporte également des désavantages. Les plus cruciaux en sont :
- Un système de chauffage volumineux : la chaudière à bûches requiert une superficie de plusieurs mètres carrés dans une pièce de type garage ou buanderie. Il est possible d’inclure la réserve de bois dans la chaudière ou de la séparer. Dans ce cas, il sera nécessaire de réserver un espace supplémentaire pour l’entreposage des bûches de bois. En général, elles sont conservées pendant plusieurs mois avant d’être utilisées afin de garantir une bonne sécheresse du bois. Effectivement, l’utilisation d’un bois humide entraînerait une combustion médiocre, ce qui entraînerait un rendement faible* et une augmentation des émissions polluantes.
- Un chargement manuel des bûches : La chaudière à bûches peut être moins pratique qu’une chaudière au gaz naturel, par exemple, car elle devra être régulièrement alimentée en bûches. Néanmoins, les chaudières à bois modernes ont maintenant une chambre de stockage du bois qui permet de charger plusieurs bûches pour que la chaudière puisse fonctionner en autonomie pendant plusieurs jours.
Le chauffage au gaz : fonctionnement, avantages et inconvénients, coût
