Chauffage au bois: faire du feu sans fumée

Publié le : 19 November 2020

Chauffage au bois : faire du feu sans fumée

Avec la chute des températures ces dernières semaines, le chauffage fait son grand retour. Parmi les nombreuses possibilités, le bois est une ressource énergétique qui présente de nombreux avantages du point de vue technique comme économique. Cependant, son utilisation est à l’origine d’émissions polluantes dans l’air et peut contribuer, dans certaines zones, aux épisodes de pollution atmosphérique. Heureusement, il existe des mesures simples pour maîtriser la combustion de bois de son installation, notamment à l’allumage…

Qu’est-ce qu’une combustion ?

Le phénomène du feu est généralement représenté par ce que l’on nomme le « triangle du feu », dont les 3 côtés symbolisent les 3 éléments indispensables pour déclencher une combustion :

Combustible (charbon, bois, papier, essence, gazole, butane, propane, huile de cuisson,…)
Comburant (oxygène de l’air)
Energie d’activation (chaleur, flamme, étincelle)

Une combustion est une transformation chimique au cours de laquelle une substance brûle. Cette transformation est entretenue par un mécanisme entre le combustible et le comburant. Dans le cas de la combustion du bois, matière organique, les atomes de carbone (C) se combinent avec les atomes d’oxygène (O), dans une réaction qui libère de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière (flammes).

Si la combustion est « complète », la totalité du combustible est consommée et la quantité d’énergie produite est maximale. Ainsi une combustion de bois réalisée dans les meilleures conditions dégage de la vapeur d’eau (H₂O) et du dioxyde de carbone (CO₂). Une combustion complète dégage beaucoup d'énergie et produit donc une flamme très chaude : elle est bleue (exemple de la cuisson au gaz).
Si la combustion est « incomplète », par exemple si l’apport en oxygène est insuffisant, d’autres produits de la combustion se forment : des imbrûlés (suies), des Composés Organiques Volatils (COV), du monoxyde de carbone (CO)… Une combustion incomplète dégage moins d'énergie et la flamme qu'elle produit est donc moins chaude : elle est jaune (exemple du chauffage au bois).

La disparition de l’un de ces éléments, combustible ou comburant, entraîne l’extinction du feu.

Quels produits se dégagent de la combustion du bois ?

Dans des conditions optimales, la combustion du bois rejette uniquement du dioxyde de carbone (CO₂) ainsi que de la vapeur d’eau (H₂O). Or les polluants de l’air issus de la combustion du bois changent en fonction du rendement de l’appareil et de la qualité de la combustion. En outre, le chauffage au bois domestique réalisé peut être à l’origine d’émissions de gaz et de résidus solides :

Particules fines (en moyenne, près de 30% des émissions de PM10 et 45% de PM2,5 imputées au secteur résidentiel en Bourgogne-Franche-Comté en 2016) de différentes origines : particules de cendres issues du foyer, de poussières de bois non brûlées ou encore de charbon et entraînées par les fumées ; particules directement émises lors de la pyrolyse du bois : sels (KCl, NaCl, K₂SO₄), oxydes métalliques, suies, hydrocarbures lourds condensés, goudrons...
Oxydes d’azote (près de 7% des émissions de NOx dans l’air ambiant attribuées au secteur résidentiel), en lien avec l’oxydation de l’azote naturellement présent dans l’air
Composés Organiques Volatils (près de 45% des émissions dues au secteur résidentiel), à savoir des hydrocarbures formés durant les étapes d’oxydation du carbone, dont le Benzène (94% des émissions liées au secteur résidentiel)
Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), formés durant le cycle d’oxydation du carbone en CO₂
Dioxyde de soufre (SO₂) (18% des émissions attribuables au secteur résidentiel), provenant de l’oxydation du soufre du bois. Cependant la teneur en soufre dans le bois est assez faible et la majorité du soufre reste dans les cendres, notamment sous forme de sulfate de potassium (K₂SO₄)
Monoxyde de carbone (CO), formé lors de l’oxydation du carbone qui constitue le bois, et d’autant problématique pour la qualité de l’air intérieur
Acide chlorhydrique (HCl), la teneur en chlore (Cl) du bois étant très faible, la majeure partie des résidus de chlore se retrouvent dans les cendres (sous forme de chlorure de sodium (NaCl) ou de chlorure de potassium (KCl)

A certaines périodes de l’année et dans certaines zones, ces émissions de polluants peuvent contribuer significativement aux épisodes de pollution atmosphérique.

Dans le cadre du chauffage domestique, les mauvaises conditions de combustion (la combustion est dite « incomplète ») sont surtout le fait de températures insuffisamment élevées et de gaz produits ne séjournant pas assez longtemps dans le foyer.

Le bois, une énergie renouvelable ?

La combustion du bois est peu émettrice de dioxyde de carbone (CO₂), principal gaz à effet de serre. Avec l’hypothèse que le carbone émis à la combustion est compensé par du CO₂ capté lors de la croissance des arbres, la combustion du bois émet 11 fois moins de CO₂ que celle du fioul, 5 fois moins que celle du gaz et 4 fois moins que l’électricité (source : « Bilan environnemental du chauffage domestique au bois », BioIS, 2005).

L’allumage : une des étapes déterminantes

Les phases de combustion les plus émettrices de polluants sont l’allumage et, dans une moindre mesure, la fin de la combustion (appelée « régime de braises »), d’après l’étude Peren2bois, associant de nombreux partenaires scientifiques dont l’INERIS et l’ADEME.

La plupart du temps, l’allumage du feu est effectué du bas vers le haut : le feu est mis à du papier journal placé sous une pyramide d’éléments organisée avec les plus petits en bas et les plus gros en haut. Les petits éléments enflamment les moyens qui enflamment à leur tour les plus gros. En outre, cette technique produit surtout de la fumée dans les premières minutes après l’allumage, ce qui entrave la montée en température du foyer, condition sine qua non pour que la combustion se déroule bien.

La technique d’allumage par le haut, ou allumage inversé, permettrait une réduction de 30 à 50% des émissions polluantes sur un cycle complet. Simple à mettre en œuvre, elle consiste à mettre les bûches de bois en bas et le bois d’allumage en haut, avec un allume-feu. La combustion se fait alors progressivement du haut vers le bas et le foyer atteint rapidement une température idéale. Les gaz générés par la combustion se retrouvent pris dans les flammes et servent de combustibles à leur tour.

Cette technique convient parfaitement au poêle à bois et à la cheminée à bois, qui sont toujours équipés d’un système d’évacuation des gaz résiduels par le haut. De cette façon, les gaz générés par la combustion sont étouffés dans les flammes et finissent à leur tour en combustibles. Certes un peu plus long que l’allumage classique, ce type d'allumage est moins polluant que la méthode traditionnelle, mais également plus efficace énergétiquement, donc plus économique. Par ailleurs, étant donné que pas ou peu de petits combustibles (papier journal) sont utilisés, la production de cendre est réduite et l’encrassement de l’appareil est limité.

Une vitre qui s’encrasse vite, des braises importantes, des parois qui goudronnent, tous ces signes indiquent une mauvaise combustion et une pollution élevée. Une vitre propre, une cendre grise très fine et en faible quantité témoignent d’une combustion parfaite et peu émissive.

Les bons gestes

Pour un allumage inversé réussi :

Je veille à garder un lit de cendres des restes du feu précédent
J’ouvre toutes les arrivées d’air de l’appareil
J’empile les bûches en mettant les plus gros diamètres en bas, les plus petits en haut et en les croisant
Je ne surcharge pas le foyer et espace les bûches pour que l’air circule
Je pose un cube d’allumage sur le dessus
J’allume le cube et ferme la porte du foyer
J’utilise des bûches de bois sèches (avec un taux d’humidité inférieur à 15 %)

J’utilise correctement mon installation :

J’entretiens mon appareil ainsi que le conduit
J’utilise un bois de chauffage bien sec
Je recharge en bois lorsqu’il n’y a plus de flammes, sur le lit de braises vives, en ouvrant la porte le moins longtemps possible
Je ne ferme jamais totalement l’arrivée d’air

Je m’interdis certaines techniques :

Je bannis le carton et le papier journal
Je ne brûle que du bois de chauffage : exit les palettes, les caisses, les planches de meubles et autres qui ne conviennent pas pour le chauffage domestique.
Je ne brûle jamais des déchets ménagers ou du jardin.