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Le bois, une source d'énergie thermique

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Le bois est la principale ressource énergétique issue de la biomasse solide terrestre. Une fois sec, il fournit de l’énergie thermique en brûlant, plus précisément en se décomposant sous l’effet de la chaleur. 

Feu de bois
La combustion du bois peut atteindre 800° C © THINKSTOCK

Les trois étapes de la combustion du bois

La combustion du bois génère de la chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... (énergie thermique) selon un processus qui se déroule en trois étapes successives :

Dans le bois très sec, l’eau représente encore 15 à
20 %
de la masse

  • en présence d’oxygène, les braises (ou charbons ardents), dont la température de surface atteint 800 °C,  continuent de se consumer lentement : c’est la combustion. Quand la combustion des braises est complètement terminée, le bois est réduit à l’état de cendres (représentant à peu près 1 % de la masse de bois initiale).

Notons que la pyrolyse, premier stade de la transformation du bois, se réalise en l'absence d'oxygène ou en atmosphère pauvre en oxygène (l’opération ne produit donc pas de flamme).  Si le feu est privé d’air, il s’éteint. L’oxygène est en effet indispensable pour une combustion complète.

La préparation du bois combustible

Le bois, qui fraîchement coupé contient 40 à 60 % d’eau, n’est pas satisfaisant pour être utilisé en tant que combustibleUn combustible désigne tout composant ou matière solide, liquide ou gazeux susceptible de se combiner à un oxydant.... Il dégage une épaisse fumée qui contient des substances irritantes, nuit à la qualité de l’air et encrasse rapidement les cheminées, les poêles ou les chaudières. De plus, son pouvoir calorifiqueLe pouvoir calorifique d’un combustible est la quantité de chaleur dégagée lors de sa combustion. On l’exprime en kWh ou en MJ par mètre cube. est deux fois moins important que celui du bois sec1.

800 °C : la température de surface des braises

C’est pourquoi le bois doit être sec avant sa combustion. Selon la taille des bûches ou des rondins, selon qu’il se déroule sous abri ou à l’air libre, le séchage naturel du bois peut nécessiter 1 à 2 ans. Ce processus abaisse le taux d’humidité du bois à 15 ou 20 %.

Le bois peut aussi être séché artificiellement en le soumettant à de l’air chaud climatisé ou par déshumidification de l’air du local de séchage. Ce mode de séchage est plus onéreux mais permet de diminuer à 8 % le taux d’humidité du bois, pour un temps de séchage 7 à 15 fois plus court.

Une fois préparé, le bois sert à de multiples usages. Voir le décryptage.

Le pouvoir calorifique du boisLa quantité de chaleur fournie par la combustion du bois définit son pouvoir calorifique, exprimé en kilojoules par kilogramme de bois (kJ/kg) - le joule étant l’unité de mesure internationale pour quantifier l’énergie. Le pouvoir calorifique du bois varie considérablement selon les essences (espèces d’arbres). Ainsi, la combustion du charme fournit deux fois plus de chaleur que celle du peuplier. Le chêne, le frêne ou l’érable sont également des essences d’arbres à fort pouvoir calorifique.

 

Source :

(1) Ademe

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