bois-énergie les combustibles bois -...

Document réalisé par ValBiom pour le compte du Service Public de Wallonie, Direction générale opérationnelle - Aménagement du territoire, Logement, Patrimoine et Energie

Juin 2015

Bois-énergie

Les Combustibles Bois

Pierre MARTIN

t 081 62 71 88 [email protected]

Les Combustibles Bois | 2

La valeur ajoutée, tant économique qu’environnementale, visée par ValBiom repose essentiellement sur son positionnement indépendant, sa rigueur scientifique et sur son approche intégrée des filières de valorisation non-alimentaire de la biomasse

ValBiom produit ses meilleurs efforts pour que les informations contenues dans ce document soient le plus actuelles, complètes et correctes possible. Cependant, ValBiom ne peut en aucun cas être tenu responsable des conséquences qui découleraient de toute utilisation des informations contenues dans ce document et les inexactitudes éventuelles ne peuvent en aucun cas donner lieu à un quelconque engagement de sa responsabilité. Table des matières

LES COMBUSTIBLES BOIS ............................. ................................................. 1

1 INTRODUCTION ........................................................................................... 3

2 PRINCIPAUX PARAMETRES DE CARACTERISATION .......... ................... 3

2.1 Le pouvoir calorifique 3

2.2 L’humidité Relative 4

2.3 La masse volumique 5

2.4 Le taux de cendres 7

3 TYPES DE COMBUSTIBLES BOIS ........................ ...................................... 8

3.1 Bûches 8

3.2 Plaquettes 9

3.3 Copeaux de rabotage 13

3.3.1 Sciures et poussières de ponçage 13

3.4 Ecorces 14

3.5 Pellets 15

3.6 Bûchettes densifiées 18

3.7 Charbon de bois 19

4 EVOLUTION DES PRIX DES COMBUSTIBLES BOIS .......... ..................... 20


1 Introduction Contrairement aux combustibles fossiles, les combustibles à base de bois se présentent sous de nombreuses formes, et possèdent des caractéristiques qui peuvent fortement varier. Ce document présente succinctement les principaux paramètres qui permettent de caractériser un combustible bois et décrit ensuite les formes les plus courantes sous lesquelles nous pouvons les rencontrer.

2 Principaux paramètres de caractérisation Il est nécessaire de pouvoir estimer la qualité d’un combustible, et principalement sa capacité à fournir plus ou moins d’énergie. Cette capacité peut être mesurée sur base des paramètres suivants.

2.1 Le pouvoir calorifique

Le contenu énergétique du bois est exprimé par son pouvoir calorifique. Il représente l’énergie dégagée sous forme de chaleur lors de sa combustion complète, et s’exprime en kilowatts heure (kWh) ou en mégajoules (MJ) par kilo ou tonne de matière.

On distingue généralement le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) et Inférieur (PCI).

Le PCS correspond à l’énergie dégagée par la combustion du bois en prenant en compte la récupération de la chaleur latente de la vapeur d’eau émise lors de la combustion. En effet, même lorsque le combustible est parfaitement sec, la réaction de combustion produit de l’eau sous forme de vapeur1 : si cette vapeur est condensée par la suite, la chaleur latente peut être récupérée. Le PCS du bois dépend de sa composition chimique, plus particulièrement de sa teneur en carbone. Comme cette dernière varie très peu d’une essence à l’autre (50% de C), on peut considérer le PCS du bois comme invariable et égal à 5,4 kWh/kg (19,44 MJ/kg).

Le PCI correspond quant à lui à l’énergie produite par la combustion d’un combustible sans tenir compte de la chaleur latente contenue dans la vapeur d’eau produite. Comme le PCS est invariable, le PCI va donc dépendre principalement de la quantité d’eau contenue dans le bois. En effet, lorsque le bois brûle, l'eau qu'il contient se dégage sous forme de vapeur avec les fumées. Une partie de l'énergie produite au sein du foyer va être utilisée pour transformer cette eau en vapeur, qui ne pourra être récupérée par la suite.

Le PCI du bois anhydre (ne contenant pas d’eau) et exempt de matières minérales est relativement stable et peu dépendant de l’essence de bois2. On considère qu’il vaut en moyenne 5,14 kWh/kg (18,5 MJ/kg). La formule permettant de déterminer le PCI du bois en fonction de son contenu en eau (humidité relative, voir § 4.1.2) est la suivante (en kWh/kg) :

�� = ��é��é�� − ��é��é�� !"!#��$�!��= %��&'(�) × +1 − -.%

100 12 − %2,5 × -.%100 2

Où HR% correspond à l’humidité relative du bois exprimée en fonction de sa masse humide. Le graphique de la Figure 1 montre la relation entre le PCI et l’humidité du bois.

1 L’équation globale de la réaction de combustion peut s’écrire : �6-( + 0,589: → <�9: + 0,58-:9 + �ℎ! �� 2 Le PCI des résineux est supérieur de 5% à celui des feuillus, notamment à cause de leur contenu en résine.


Figure 1 : PCI du bois et humidité

La prise en compte du PCS n’a d’intérêt que si l’on brûle du bois dans une chaudière équipée d’un système de condensation des fumées. Ces appareils étant encore peu courants, dans la pratique on n’utilise que le PCI.

2.2 L’humidité Relative

L'humidité relative (HR), exprimée en %, représente la quantité d'eau contenue dans le bois par rapport à sa masse humide (eau + bois) :

-.%�&� �� !��>��?�@

A!��! ��>�!� 7 ��, ��?�@* 100

Comme vu dans le paragraphe précédent, l’humidité relative va influencer la quantité de chaleur fournie lors de la combustion.

Le bois étant un matériau poreux, l’eau va occuper les vides laissés dans les cellules. C’est cette eau qui sera éliminée lors du séchage. L’eau liée, contenue entre les structures moléculaires des parois des cellules, ne sera éliminée qu’après séchage en étuve.

Figure 2 : Bois frais (à gauche) et bois sec (à dro ite)


En moyenne, le bois « frais » (directement après coupe) contient entre 40 et 50 % d’eau, tandis qu’un bois sec aura une HR comprise entre 15 % et 30 %. Un bois bien sec et sain (non pourri) a un aspect grisâtre sur sa surface, et résonne clairement lorsqu’on frappe deux bûches l’une contre l’autre.

2.3 La masse volumique

La masse volumique du bois, exprimée en kg/m³ représente la masse du bois par unité de volume. La masse volumique du bois anhydre varie en fonction de l’essence : de manière générale, les résineux sont moins denses que les feuillus (Tableau 2). A fortiori, la masse volumique va aussi varier en fonction de la teneur en eau du bois.

La masse volumique intrinsèque du bois va influencer la vitesse de combustion : plus le bois sera poreux, plus le rapport surface/masse sera important. La réaction de combustion étant une réaction de surface, ceux-ci brûleront donc plus rapidement. Au contraire, dans les bois les plus denses, les gaz de décomposition arrivent plus difficilement à la surface de la pièce de bois, ils brûlent donc plus lentement.

Essence

Masse volumique anhydre (kg/m³)

Résineux

Pin noir 560

Mélèze 550

Pin sylvestre 510

Douglas 470

Épicéa 430

Sapin Blanc 410

Feuillus

Charme 750

Hêtre 680

Chêne 670

Frêne 670

Bouleau 640

Erable 590

Saule 520

Peuplier 410

Tableau 1 : Masse volumique anhydre de certaines es sences

(Source : Wood Fuels Handbook, AEBIOM 2008)

La connaissance de la masse volumique du bois est importante car celui-ci est parfois vendu par unité de volume alors que son contenu énergétique dépend de sa masse.

Selon que l'on considère le volume réel d'un morceau de bois ou le volume d'encombrement d'un empilement de bois, on parlera respectivement du volume plein (volume réel) ou du volume apparent .

A titre d’illustration, le bois-bûches est souvent vendu par stère , qui correspond à un volume d’un empilement de bûches d’1 m de long, sur 1m de haut et 1 m de large, soit 1 m³ d’air et de bois


(Figure 3). Or, le volume réel (et donc la masse) de bois contenue dans un stère peut fortement varier.

Figure 3 : Un stère de bois

Le coefficient d’empilement (CE) permet de déterminer le volume réel de bois (volume plein) contenu dans ce volume composé d’air et de bois (Figure 4). Le CE est toujours inférieur à 1, et varie en fonction de la section des bûches et de leur rectitude.

Figure 4 : Le coefficient d’empilage des bûches

Par ailleurs, lorsque les bûches de ce stère sont recoupées (en bûches de 33, 45 ou 50 cm), elles occuperont moins d’espace une fois rangées.

Bûches de 1 m Bûches de 50 cm Bûches de 33 cm

1 stère occupe 1m³ 1 stère occupe 0,8 m³ 1 stère occupe 0,7 m³

De même, les plaquettes de bois (chips) sont encore fréquemment commercialisées en utilisant le m³ apparent de plaquettes (MAP) , qui correspond à un tas de plaquettes d’1 m³. En moyenne, le déchiquetage d’1 m³ de bois plein donnera entre 2,5 et 3 MAP : un MAP contient donc

1 m

1 m

1 m

1 m

1 m

1 m

1 stère de fines bûches (Ø 5 cm) contient réellement 0,44 m³ de bois

1 stère de rondins (Ø 23 cm) contient réellement 0,68 m³ de bois

1 m

1 m

1 m

1 m

1 m

1 m

1 stère de fines bûches (Ø 5 cm) contient réellement 0,44 m³ de bois

1 stère de rondins (Ø 23 cm) contient réellement 0,68 m³ de bois


réellement environ 0,4 m³ de bois (Figure 5). Cette proportion varie en fonction de la granulométrie des plaquettes : plus elle est fine, plus le volume de bois plein contenu dans un MAP est faible.

Figure 5 : m³ plein et MAP

Une fois que le volume réel est connu, il est aisé, à partir de la masse volumi que et de l’humidité relative, de calculer la masse de bois c ontenue dans un empilement et d’en déduire son contenu énergétique à partir du Pouvoir Calorifique.

Exemple :

Quelle est la quantité d’énergie contenue dans 15 s tères de chêne (CE : 0,57) à 25 % HR ?

Volume de bois plein : 15 x 0,57 = 8,55 m³ Masse de bois sec : 8,55 m³ x 670 kg/m³ = 5729 kg3 Masse totale (bois + eau) : 5729 / (1 - 0,25) = 7639 kg Contenu énergétique (PCI du bois à 25% HR = 3,7 kWh/kg) : 7639 kg x 3,7 = 28.264 kWh

2.4 Le taux de cendres

Le taux de cendres correspond à la teneur en matière minérales contenues dans le bois. Ces dernières peuvent avoir une influence sur le pouvoir calorifique, puisqu’elles ne participent pas à la réaction de combustion. Un bois avec un taux de cendres élevé aura par conséquent un PCI légèrement plus faible qu’un bois pur.

Le bois sans écorces a un taux de cendres moyen compris entre 0,5 t 1,5 % de sa masse anhydre, les écorces peuvent en contenir jusque 5 %. Plus un combustible bois contient d’écorces, plus il aura un taux de cendres élevé.

Les cendres de bois naturel sont principalement composées de calcium, potassium, et magnésium, ce qui en fait potentiellement un bon engrais de culture4. Elles peuvent aussi contenir dans une moindre mesure du sodium, du fer et de la silice.

La composition des cendres, et donc du combustible dont elles proviennent, va avoir un impact sur leur fusibilité, qui est un paramètre important dans la gestion des appareils de chauffage. Lorsque les cendres fusionnent, elles produisent du mâchefer, sorte d’amalgame solide qui peut bloquer les systèmes d’évacuation et les arrivées d’air des appareils. De manière générale, la fusion débute à partir de 900 °C, s’intensifie à partir de 1200 °C jusqu’à liquéfaction autour de 1400 °C.

3 Attention : ce résultat est une approximation qui ne tient pas compte de la variation du volume de bois en fonction de son taux d’humidité. 4 Attention, actuellement, la réglementation wallonne considère les cendres comme des déchets, elles ne peuvent être utilisées comme amendement de sols que moyennant autorisation du Département de la Protection des Sols du SPW.


3 Types de combustibles bois Il existe une multitude de formes de combustibles bois, lesquelles sont présentées dans les paragraphes suivants.

3.1 Bûches

Les bûches proviennent de l'exploitation de taillis ou de récupération des branches (houppiers) lors de coupes commerciales de bois. Il s'agit de bois dont la qualité et les dimensions ne sont pas suffisantes pour des usages dits nobles : sciage (fabrication de meubles, etc.), tranchage ou déroulage (utilisation en menuiserie, etc.).

Figure 6 : Bois pouvant être valorisés en bois de c hauffage (taillis à gauche et houppiers à droite)

Les bûches sont des combustibles extrêmement hétérogènes. Elles peuvent être d'essences variées, de bois frais ou de bois sec, de gabarits différents, aussi bien rectilignes que noueuses et irrégulières. Leur PCI varie de 1.600 à 2.200 kWh/stère, selon le type de bois et le coefficient d’empilement. Elles demandent tout de même un espace de stockage important, toujours à l'abri des précipitations et dans un endroit aéré, pour favoriser leur séchage.

Figure 7 : Empilement de bûches. Les trois niveaux d e couleur montrent bien l’état du séchage.

De gauche à droite, bûches sèches de 2 ans, 1 an et de l’année.

Elles constituent le moyen de chauffage au bois le plus anciennement et traditionnellement utilisé pour le chauffage domestique. Elles sont très rarement utilisées pour le chauffage collectif ou industriel car la manutention que demandent les fréquents rechargements de l'installation représente un coût de fonctionnement important.


Tableau de synthèse : Bûches

Unité d e vente m³ apparent (stère)

Humidité ( HR%) Variable selon séchage : 50 % si bois frais, ~30 % si

séché 1 an à l’air, <25 % si 2 ans

Contenu énergétique volumique 1.600 à 2.200 kWh/MAP selon essence et HR%

Masse volumique Très variable selon essence et CE

Avantages Inconvénients

Facilement disponible en zone rurale Hétérogénéité

Prix attractifs Manutention importante, pas d’automatisation

Charme de la flamme Place de stockage et séchage importante

PCI/stère très variable selon essence, HR%, CE (de

0,55 à 0,70)

Tableau 2 : Récapitulatif bûches

3.2 Plaquettes

Les plaquettes de bois ou « chips » sont des fragments ou des copeaux de bois dont la taille peut fortement varier d’une catégorie à l’autre. Ils sont obtenus par déchiquetage ou par broyage de bois de différentes catégories : branches, arbres impropres au sciage, bois bocagers, parcs et jardins, connexes de scieries, bois de rebus, taillis à courte rotation… Pour déchiqueter le bois, il existe plusieurs types de déchiqueteuses (à disques, à tambour, etc.), autonomes ou non. En fonction de leurs caractéristiques, elles peuvent accepter différents types de bois et produire des plaquettes de dimensions déterminées (moyennant, notamment, l'usage d'un crible).

Il y a lieu de distinguer plusieurs types de plaquettes en fonction de leur provenance :

> Les plaquettes blanches ou d’industrie : il s’agit des produits résultant du déchiquetage de chutes de l’industrie du bois. Elles sont normalement dépourvues d’écorces, de feuilles, d’aiguilles ou de brindilles. Leur granulométrie varie entre 2 et 80 mm et leur unité de mesure est la tonne ou le MAP. Elles sont utilisées en chaudières industrielles ou domestique pour les particuliers, mais sont généralement utilisées pour la fabrication de pellets, ou de panneaux de bois ainsi que de pâte à papier.

Figure 8 : Plaquettes blanches

> Les plaquettes forestières vertes : elles proviennent du déchiquetage des résidus d’exploitation et d’entretien des forêts et espaces verts et comprennent les feuilles,


aiguilles et brindilles. Elles peuvent être utilisées en chaufferie industrielle ou domestique et sont impropres à la fabrication de pellets, de panneaux de bois ou de pâte à papier.

Figure 9 : Plaquettes vertes

> Les plaquettes forestières grises : elles proviennent soit du déchiquetage des résidus d’exploitation et d’entretien des forêts et espaces verts à l’exclusion des feuilles, aiguilles et brindilles, soit du déchiquetage en industrie de bois non écorcé. Utilisation en chaudière industrielle ou domestique sont impropres à la fabrication de panneaux ou de papier.

Figure 10 : Plaquettes grises.

Les plaquettes forestières sont généralement produites à l’endroit même où se trouve le bois à broyer, soit en forêt en bord de coupe, soit sur des plateformes de déchiquetage permettant d’optimiser les chantiers par la concentration du bois à broyer.

Selon la logistique, le bois sera broyé frais ou après un premier séchage à l’air libre. Lorsqu’elles sont produites à partir de bois frais, les plaquettes ont une humidité de 50 %. Elles peuvent atteindre une humidité d’environ 25-30 % après un séchage naturel (à l’air libre) en tas sous abri ventilé d’environ une saison (six mois printemps-été). Lors de ce séchage, des phénomènes de fermentation interviennent : ils produisent une chaleur nécessaire au séchage, mais peuvent dégrader entre 6 et 15 % de la matière sèche qui n’est plus disponible pour l’énergie.

Un séchage artificiel peut aussi être envisagé, lorsque de la biomasse telle que de l’écorce ou les fractions de criblage les plus fines sont disponibles. Ce séchage permet de diminuer le temps de stockage et aussi d’atteindre des taux d’humidité plus bas (20%). Certains producteurs tamisent leurs plaquettes afin de garantir une granulométrie la plus homogène possible.

Le PCI des plaquettes est le même que celui du bois dont elles proviennent. Leur contenu énergétique volumique varie entre 750 et 1.000 kWh/MAP en fonction de l’humidité et du taux d’écorces. Leur masse volumique varie de 250 à 350 kg/m³ selon la granulométrie et l’essence du bois dont elles proviennent.


Les plaquettes forment un combustible beaucoup plus homogène que les produits de départ. La mise en plaquettes de produits connexes aux dimensions variées permet de faciliter le stockage, le séchage et le transport du combustible. Cette homogénéité et leur taille réduite rend également possible l'automatisation complète de la chaudière qui ne demande aucun chargement manuel.

Chaque installation possède des exigences spécifiques en ce qui concerne le type de plaquettes à utiliser pour en assurer le bon fonctionnement.

On peut dire de manière générale que :

> Plus la (puissance de la chaudière est petite, plus les plaquettes doivent être petites. > Plus la chaudière est petite, plus le bois doit être sec. > Plus la chaudière est petite, plus le bois doit être pur (exempt de particules, feuilles,

aiguilles). > Plus le bois est pur et sec, moins il y a de cendres. > Plus le bois est pur et sec, plus la densité énergétique est élevée.

Actuellement, il n’existe pas encore de réglementation uniforme ni de système de certification concernant les exigences de qualité imposées aux plaquettes de bois. Généralement, c’est la norme autrichienne « Önorm M7133 » qui est utilisée comme norme de référence (Tableau 3). La classification s’effectue suivant :

> La taille des plaquettes (qui est importante pour la fiabilité et la taille de l’installation) > Le taux d’humidité (plus l’humidité est faible, plus la valeur calorifique est grande) > La densité (plus la densité est élevée, moins l’on nécessite de place de stockage) > Le taux de cendres

Les plaquettes utilisées en chaufferie domestiques ne peuvent en aucun cas contenir de traces de :

> Matières étrangères comme des cailloux, du sable, du plastique, du fer, etc. ; > MDF, agglomérés, OSB et autres déchets de bois ; > Produits chimiques provenant du traitement du bois (couleur verte, jaune ou brun foncé.

Seules les installations équipées de la technologie et des autorisations adéquates peuvent brûler des plaquettes contenant ces types de matières.


Dimension des plaquettes

Classe Analyse de criblage (mm) Valeurs maximales

<20% 60-100% <20% max 4% Surface (cm²) Longueur (cm)

G30 1-3 3-16 >16 <1 3 8,5

G50 1-6 6-32 >32 <1 5 12

G100 1-11 11-63 >63 <1 10 25

G120 1-63 63-10 >100 <1 12 30

G150 1-100 100-130 >130 <1 15 40

Taux d'humidité

Classe Humidité (% base humide) Description

W20 <20 Sec à l'air

W30 20-30 Adapté au stockage

W35 30-35 Adapté au stockage de manière limitée

W40 35-40 Humide

W50 40-50 Frais

Densité

Classe Densité (kg/m³) Description

S160 <160 Faible densité

S200 160-250 Densité moyenne

S250 >250 Densité élevée

Taux de cendres

Classe Taux de cendres (%) Description

A1 <1 Faible taux de cendres

A2 >1 Taux de cendres élevé

Tableau 3 : Exigences de la norme ÖNORM M7133

Tableau de synthèse : Plaquettes

Unité de vente MAP (1m³ apparent), Tonne (plus rare)

Humidité ( HR%) Variable selon séchage : 50 % si frais,

25~30 % si séché 1 an sous abri ventilé, <25 % si séchage artificiel

Contenu énergétique volumique 750 à 1.000 kWh/MAP

Masse volumique 250 à 350 kg/MAP selon humidité et granulométrie

Avantages Inconvé nients

Facilement disponible Place de stockage importante

Prix attractifs Pas d’utilisation en poêles

Fluidité permettant l’automatisation Appareils de chauffage plus chers, rentable pour

puissances moyennes (>30 kW)

Manutention aisée Taille et qualité variable

Tableau 4 : Récapitulatif plaquettes


3.3 Copeaux de rabotage

Les copeaux sont des éclats de bois résultant d'activités comme le rabotage. Il s'agit d'un combustible généralement très sec et aux dimensions hétérogènes. Ils sont couramment produits en mélange avec de la sciure sèche et des poussières de ponçage.

Figure 11 : Copeaux de rabotage

Leur valorisation énergétique se fait dans des installations adaptées à ce mélange, souvent sur le site même de leur production. Les copeaux peuvent aussi entrer dans la fabrication de briquettes de bois densifié. Ils peuvent aussi être utilisés comme litière de haute qualité pour les animaux tels que les chevaux.

Tableau de synthèse : Copeaux de rabotage

Unit é de vente MAP (1m³ apparent), Tonne (plus rare)

Humidité ( HR%) 10 à 15 %

Contenu énergétique volumique 350 à 500 kWh/MAP

Masse volumique 80 à 110 kg/MAP selon humidité et

granulométrie


Facilement disponible pour l’entreprise productrice

Place de stockage très importante

Fluidité permettant l’automatisation Masse volumique faible

Nécessite une chaudière adaptée

Tableau 5 : Récapitulatif copeaux

3.3.1 Sciures et poussières de ponçage

Les sciures sont constituées de fines particules de bois propre. Elle est produite lors du sciage des grumes (sciure humide) ou lors du travail de planches dans les industries de seconde transformation du bois (sciure sèche). Dans ce second cas, elle sera couramment produite en mélange avec d'autres formes de résidus de bois sec (poussières de ponçage).


Figure 12 : La sciure sert de base à la fabrication de pellets

Historiquement, la sciure propre était principalement récupérée pour la fabrication de panneaux de particules. Elle fait désormais aussi l’objet d’un marché pour l’énergie puisqu’elle entre comme matière première dans la fabrication de pellets ou de bûches de bois densifié. Elle peut parfois être utilisée directement en chaudière, généralement sur le site même de sa production pour le séchage de bois ou le chauffage de locaux.

Tableau de synthèse : Sciures

Unité de vente Tonne


PCI 1600 à 2.800 kWh/T

Masse volumique 230 à 550 kg/MAP selon humidité

Avantages Inconv énients

Facilement disponible pour entreprise productrice

Place de stockage très importante

Fluidité permettant l’automatisation Mauvaise conservation

Masse volumique faible


Tableau 6 : Récapitulatif sciures

3.4 Ecorces

Les écorces proviennent des entreprises de sciage ou des chantiers de découpe. Elles sont plus difficilement valorisables pour la production d'énergie car, d'une part, elles sont généralement fort humides (40 à 60 % HR) et, d'autre part, elles ont un taux de cendres fort élevé. Les chaudières utilisant des écorces sont spécialement conçues pour faire face à ces deux propriétés. Plus coûteuses et nécessitant des technologies plus robustes, ces installations ne seront rentables que pour des chaufferies de très grande puissance.


Figure 13 : Ecorces sur le site d’une scierie

La valorisation énergétique des écorces reste le plus souvent limitée à la scierie où elles ont été produites.

Les écorces trouvent aussi une voie de valorisation dans la filière du paillage horticole.

Tableau de synthèse : Ecorces

Unité de vente Tonne


PCI 1.800 à 2.300 kWh/T

Masse volumique 250 à 500 kg/MAP selon humidité


Facilement disponible pour entreprise productrice

Place de stockage importante

Fluidité permettant l’automatisation Taux de cendres élevé

Pas d’autres valorisations matière Masse volumique faible


Tableau 7: Récapitulatif écorces

3.5 Pellets

Les pellets sont des particules cylindriques de bois densifié. Leur diamètre varie entre 6 et 12 mm pour une longueur allant jusque 40 mm.

Figure 14 : Pellets de bois


Les pellets de bois sont majoritairement produits à partir de connexes de la première transformation du bois, principalement de la sciure ou des plaquettes blanches humides, broyées pour obtenir une granulométrie fine et homogène. Le broyat ainsi obtenu est séché et compressé en un matériau plus dense et cohérent. Aucun additif chimique n’est utilisé, la cohésion est assurée par la lignine naturellement contenue dans le bois. Lors de son passage dans la presse, la sciure est soumise à de fortes pressions et frictions, qui vont provoquer une augmentation de température. La lignine va alors se plastifier et migrer en partie vers l’extérieur du pellet en formation. En refroidissant, la lignine agit alors comme une colle qui va maintenir la forme et la densité du pellet. Une vision schématique d’une unité de production de pellets est présentée à la Figure 15.

La densification du bois permet d’augmenter le contenu énergétique du combustible par unité de volume, rendant ainsi son transport et son stockage plus efficace. L’origine de l’augmentation de la densité énergétique est double. D’une part, la compression du bois lors de son passage en presse augmente sa masse volumique (celle d’un pellet est plus élevée que le bois dont il provient). D’autre part le séchage préalable de la sciure avant son entrée en presse (minimum 12 % HR) et son séchage final lors de l’augmentation de température dans la presse permet d’atteindre une humidité finale inférieure à 10 % HR, augmentant ainsi significativement le contenu énergétique.

Figure 15 : Schéma de fonctionnement d’une unité de pelletisation (© ITEBE, 2001)

Le procédé de densification a aussi l’avantage de transformer un combustible relativement hétérogène en un produit homogène et standardisé, permettant l'entière automatisation des installations de production d'énergie.

Cependant, selon le soin qui est apporté au processus de fabrication ainsi qu’au choix de la matière première, les pellets seront de qualité parfois fortement variable. Les principales


caractéristiques d’un pellet de qualité sont la résistance à l’abrasion lors de la manutention et du transport (la durabilité), une densité élevée, une humidité faible et un taux de cendres très bas.

Actuellement, certaines entreprises travaillent sur un procédé de torréfaction de bois, pour produire des pellets torréfiés. La torréfaction permet d’obtenir un combustible très sec (1 à 5 % HR), hydrophobe, avec une densité énergétique plus importante (5.000 à 7.000 kWh/T), plus homogène et plus friable. Ces caractéristiques font que ce combustible est idéal pour le transport longue distance et les grosses centrales de production d’énergie. Actuellement, il n’existe pas de marché pour ce combustible qui est encore peu répandu.

Afin de garantir au consommateur et aux fabricants d’appareils de chauffage une qualité élevée, des systèmes de certification ont été développés. Les pellets certifiés répondent à un cahier des charges très strict, en matière de qualité de la matière première, de caractéristiques physiques et chimiques, de pouvoir calorifique, etc. Ce cahier des charges existe maintenant sous la forme d’une norme européenne : c’est la norme EN 14961-2, elle-même traduite en norme internationale ISO 17225. Cette norme est un document de référence qui définit les caractéristiques des pellets permettant de juger de leur qualité. Le Tableau 8 présente quelques-uns des paramètres ainsi que leur valeur limite tels qu’exigée par la norme pour la catégorie A1.

Caractéristiques physiques de la norme EN 14961 -2, granulés de catégorie A1 (chauffage domestique, et petites puissances)

Diamètre 6 mm ±1 ou 8 mm ±1 Masse volumique apparente

≥ 600 kg/m³

Longueur 3,15 mm ≤ L ≤ 40 mm Origine matière 1 ère Bois vierge (naturel)

Humidité ≤ 10 % Température de fusion des cendres

≥ 1200 °C

Cendres ≤ 0,7 % Azote < 0,3 %

Résistance mécanique

≥ 97,5 % Soufre < 0,03 %

Quantité de fines ≤ 1 % Chlore < 0,02 %

Additifs ≤ 2 % Contrôle des métaux lourds

oui Pouvoir calorifique inférieur (PCI)

4600 ≤ PCI ≤ 5300 kWh/kg

Tableau 8 : Exigences de la norme EN 14961-2

La certification garantit donc que les pellets répondent aux spécifications de cette norme, mais également que la production est réalisée selon un processus contrôlé et validé par un organisme indépendant.

C'est la raison pour laquelle la plupart des notices techniques de chaudières ou de poêles exigent l'usage de pellets certifiés. Soulignons qu'en cas de litige sur une installation, la garantie du constructeur peut ne pas fonctionner si le granulé utilisé n'est pas certifié.

En Belgique, deux systèmes de certification sont actuellement utilisés : « DINplus » et « ENplus ».


Tableau de synthèse : Pellets

Unité de vente Tonne (vrac) ou sacs de 15 kg


PCI 4.500 à 5.100 kWh/T

Masse volumique 600 à 650 kg/MAP


Facile à transporter, stocker et utiliser Perte de l’aspect « feu de bûches »

Fluidité et grande homogénéité permettant l’automatisation

Prix plus important

Autonomie importante Très sensible à l’humidité

Haute densité et contenu énergétique

Place de stockage moins importante

Combustion performante grâce à la standardisation du combustible

Tableau 9 : Récapitulatif pellets

3.6 Bûchettes densifiées

Le bois densifié peut également prendre la forme de bûchettes ou de briquettes. De plus grandes dimensions (5-10 cm de diamètre ou de largeur pour 20-30 cm de longueur), elles sont fabriquées à partir de copeaux, plaquettes ou sciures selon le même principe que les pellets.

Figure 16 : Briquettes de bois (© Copo.be)

Elles ne peuvent être utilisées dans des installations automatiques mais gardent les avantages des combustibles à haute densité énergétique. Elles s'utilisent comme produit de substitution des bûches dans les appareils de chauffage domestiques.

Tableau de synthèse : Briquettes et bûchettes densifiées

Unité de vente Sac de 6 à 10 bûchettes


PCI 4.000 à 4.600 kWh/T

Masse volumique 800 à 950 kg/MAP



Usage pratique en dehors des zones rurales Plus friable que les granulés

Maintien de l’aspect « feu de bûches » Prix élevé

Très sensible à l’humidité

Haute densité et contenu énergétique Manutention importante, pas d’automatisation

Place de stockage moins importante Peu présent sur le marché actuellement

Tableau 10 : Récapitulatif briquettes et bûchettes densifiées

3.7 Charbon de bois

Ce combustible est produit à partir de la carbonisation du bois dans une atmosphère pauvre en oxygène. La carbonisation permet d’augmenter significativement le PCI du combustible par concentration du carbone et élimination de l’eau, qui atteint 7.600 à 9.000 kWh/T.

Ce combustible n’est que très rarement utilisé pour le chauffage, mais reste le combustible de prédilection pour la cuisson sur barbecue étant donné sa capacité à fournir des braises chaudes et continues, sans flammes.


4 Evolution des prix des combustibles bois ValBiom réalise un suivi des prix mensuels des combustibles bois. L’évolution des prix montre que sur les 5 dernières années, les prix sont restés très stables en comparaison avec les combustibles fossiles. Les pellets ont un prix qui va varier un peu plus selon la saison : c’est en été qu’il est le plus avantageux, c’est donc à ce moment qu’il faut privilégier le réapprovisionnement du silo.

Figure 17 : Suivi des prix ces 4 dernières années

Une présentation plus détaillée du suivi des prix, comprenant une description de la méthodologie et un commentaire est disponible sur le site de ValBiom.

bois-énergie les combustibles bois -...

Documents