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La combustion du bois de chauffage


La combustion du bois se divise en plusieurs étapes relevant de divers processus chimiques et physiques.
La haute température régnant dans le foyer provoque le chauffage du combustible. Celui-ci sèche vers 100 °C et l’eau contenue dans le bois s’évapore sous l’effet du rayonnement des parois chaudes du foyer et de la convection due à l’air primaire.
 
La matière organique se décompose vers 200 °C ; c’est la pyrolyse qui se poursuit jusqu’à 600 °C environ.
La pyrolyse est, par définition, le résultat du chauffage du bois en l’absence d’air. Celui-ci donne naissance à un résidu charbonneux (10 à 30 % de la masse de matière sèche du départ) et des produits volatils (la partie libérée sous forme de gaz, lors de l’échauffement, se monte, selon l’essence de bois, à environ 80 à 90 % du poids du bois).
 
« Le bois est donc décomposé en charbon de bois et en gaz. Ces derniers sont soit des gaz permanents (principalement du CO2 et de la vapeur d’eau et, en moindre proportion, des gaz combustibles tels du CO, du H2 et des hydrocarbures), soit des produits condensables appelés jus pyroligneux.
 
La gazéification est une transformation chimique cassant en gaz et carbone les molécules plus simples des nouveaux constituants résultant de la pyrolyse. Sont également produits par la réaction des hydrocarbures sous forme liquide et des goudrons. A partir d’une certaine température (entre 300 et 350 °C), les gaz de pyrolyse dégagés par la décomposition du bois s’enflamment. Ces gaz brûlent en de longues flammes jaunes de diffusion. Les gaz les plus difficilement combustibles brûlent à partir de 550 °C. La combustion finale touche principalement deux domaines : les gaz (CO, CO2, H2, CH4, H2O…) et le carbone. Lorsque le processus de pyrolyse est terminé et qu’il n’y a plus de flammes faute de matières volatiles à brûler, il ne reste plus qu’un résidu charbonneux rougeoyant qui rayonne encore fortement car sa surface extérieure peut atteindre une température de 800 °C.
 
A la fin de la combustion, il ne reste théoriquement que des cendres (environ 1 % de la masse introduite).»

Source: Colloque de Caen du 12/06/2008 – Energico Ingénierie
 
Pour un bon fonctionnement de nos appareils utiliser surtout des bois durs, bien sec et vieillis d’au moins deux ans, qui permettent d’obtenir des bons rendements et évite d’encrasser rapidement les conduits d’évacuation des fumées (vois tableau ci-dessous). On peut aussi utiliser des briquettes de lignite, utiles pour réaliser un feu réduit de longue durée (d’exemple des heures nocturnes).
 
Important : aux premiers allumages de nos appareils nous recommandons de faire des feux modérés pour favoriser une bonne mise en place de tous les éléments.
 
AVERTISSEMENT : éviter absolument les grandes flambées de bois fins, la paille, cartons et bois d’emballage qui peuvent causer des graves dommages dus à la chaleur très intense dégagée. Ces types d’utilisation et les dommages conséquents font déchoir immédiatement toute garantie.
 
Nous vous rappelons qu’il est interdit d’utiliser :

    • Le bois peint ou vernis
    • Les déchets domestiques
    • Les briquettes de papier (substances nuisibles : cadmium, plomb, zinc) qui provoquent de mauvaises odeurs et rejettent dans l’atmosphère des substances polluantes et nuisibles pour la santé
    • Les bois riches en résines (sapin, sapin rouge, pin) provoquent des étincelles et peu de chaleur. Une cuisinière ou un poêle ne doit pas être utilisé comme incinérateur
 
Pour l’allumage employer seulement du bois coupé en petits morceaux, qui brûle plus rapidement que les grandes bûches et permet d’atteindre plus vite la température nécessaire à la combustion complète. Pour un chauffage continu ne pas introduire trop de bois d’un seul coup, il vaut mieux en rajouter souvent par petite quantité. La quantité de bois doit toujours être proportionnelle aux besoins de chaleur. Conformément à la norme EN 13240, on recommande d’utiliser des bûches d’environ 33x5x5 cm Les intervalles normaux de recharge à la puissance nominale sont de 60 minutes.
 
Contrôle de la combustion

La qualité de la combustion se contrôle facilement en évaluant ces simples paramètres :

    • Couleur et consistance des cendres : si la combustion est bonne, les cendres sont blanches et fines. Une coloration sombre indique des restes de carbone, dus à une charge de bois et donc une combustion insuffisante.
    • Couleur des fumées : pour celles-ci fiez-vous à la règle qui dit… plus les fumées sont invisibles, meilleure est la combustion.
    • Humidité du bois et pouvoir calorifique : Le pouvoir calorifique du bois dépend principalement de sa teneur en humidité. Plus le bois est humide, plus il faudra apporter d’énergie à la combustion pour l’évaporer. Cette énergie est au détriment du pouvoir calorifique. Donc, plus le bois est humide, plus bas est son pouvoir calorifique.
 
Par exemple: Le bois fraichement coupé a un contenu d’humidité de 50% et un pouvoir calorifique de 2.3 kWh/Kg environ. Le bois bien sec (séché à l’air) par contre, présente un contenu d’humidité du 15% environ et un pouvoir calorifique de 4.3 kWh/Kg environ. Il en résulte qu’en brûlant du bois très humide on a, par rapport à du bois sec, seulement la moitié environ du pouvoir calorifique. Tenir compte également qu’en outre, la combustion de bois très humide provoque une augmentation de la corrosion des parois du foyer, et que la vapeur aqueuse libérée en abondance se condense plus facilement dans les tuyaux de fumées et dans le conduit, ce qui crée des dommages dus aux goudrons et suies grasses.
 
L’humidité élevée du bois provoque en outre un abaissement de la température de combustion, empêchant ainsi une combustion complète de tous les composants du bois. On perd le contenu d’énergie de ces imbrûlés (+ de consommation) et du point de vue écologique un résultat inadmissible « la Fumée indienne ».
 
Comment sécher et conserver le bois
 
Voici quelques remarques très importantes :
 
Pour bien sécher, le bois a besoin de temps 18 à 36 mois suivant essence. Le bois doit être préparé scié et fendu – prêt à l’emploi, ce qui favorise un séchage plus rapide. Les bûches doivent être empilées dans une lieu ventilé, le plus ensoleillé
 possible, et protégé de la pluie (préférer l’exposition à sud). Laisser des passages pour l’air entre les bûches pour pouvoir évacuer l’humidité libérée.
 
Ne pas couvrir le bois avec une pellicule plastique ou couverture imperméable, l’humidité ne pourrait pas s’évacuer.
    • Ne jamais stocker de bois frais dans une cave, il pourrirait au lieu de sécher.
    • Seul le bois déjà bien sec peut être conservé à l’intérieur d’une maison.
 
Évaluation de l’humidité du bois
 
Notre méthode pour la détermination de la qualité de votre bois est importante pour la meilleure utilisation de nos poêles et cuisinières.
 
Rappelons d’abord que :

    • L’humidité d’un bois de chauffage (pour éviter tous problèmes de condensation, etc.) doit être inférieur à 20%.
    • Le bois est juste sec lorsqu’il atteint un état d’équilibre, c’est-à-dire lorsque ne perd plus ni n’absorbe plus l’humidité ambiante… il poids reste constant.
 
Méthodologie

    • Prélever quelques bûches en différents points du tas de bois.
    • Marquer les bûches pour ne pas les confondre
    • Peser ces bûches et noter leur poids.
    • Sécher les bûches artificiellement (par exemple en laissant dans le flux de l’air chaud de convection du poêle ou de la cuisinière.
    • Remettre ces bûches à leur position d’origine dans le tas de bois.
    • Les y laisser 2 jours.
    • Repeser ces bûches et constater s’il y a une différence de poids.

Conclusion
 
Si le poids relevé après le séchage est égal à celui marqué en départ cela veut dire que le bois est sec.
 
Si le poids relevé après le séchage est inférieur à celui marqué en départ cela veut dire que le bois n’est pas sec (humidité supérieure au 20%) et ne doit pas encore être utilisé.