Une chaudière à granulés pour chauffer ma maison

Aux portes du Vercors dans le village de Monestier de Clermont, près de Grenoble, Robert vit avec ses 3 enfants dans une maison de 140 m2. Transmise de génération en génération, cette maison familiale date des années trente, et l’isolation de cette grande bâtisse reste imparfaite. A 846 m d’altitude, le chauffage de la maison reste en fonctionnement plus de 6 mois par an. En décembre 2009, Robert a fait installer une chaudière à granulés pour chauffer les 2 étages de sa maison.

Maison de robert - Crédit photo : Xavier COLLIN

Historique

En 2008, Robert envisage de changer de chaudière, il chauffe alors la maison avec une chaudière classique au fioul installée dans sa cave avec sa cuve de 3000l. Cette installation occupe une surface habitable non négligeable.
Dans un premier temps, il pense à une chaudière fioul basse température. Puis il envisage l’acquisition d’une chaudière à granulés, plusieurs de ses amis en possèdent déjà dans les environs. Il entreprend alors quelques visites techniques afin de recueillir leurs avis et de découvrir le mode de fonctionnement.
Séduit par l’idée de « ne plus être dépendant du cours du fioul », il contacte son chauffagiste habituel. Celui ci organise une visite sur place avec un technicien Hargassner afin de réaliser une étude déterminant, selon l’utilisation du chauffage par la famille, la puissance de la chaudière à installer, l’investissement à réaliser, ainsi qu’une estimation du retour sur investissement.
Convaincu, il commande à son chauffagiste une chaudière « CLASSIC LAMBDA » de la marque Hargassner d’une puissance de 35kW. L'installateur réalise rapidement les travaux et la mise en service a lieu le 18 novembre 2009.

Construction d’un silo

Abri de jardin/silo à granulés moteur à vis sans fin

Raccord pompier du silo - Crédit photo : Xavier COLLIN

Comme l'étude l'avait défini, la chaudière à granulés de bois reprendra la place de la chaudière fioul dans la cave. Pour ne pas encombrer inutilement la cave, Robert préfère installer le silo de stockage à l'extérieur de la maison.
Il choisit d’utiliser un abri de jardin qui se trouve face à la cave, à une vingtaine de mètres, de l’autre coté d’un petit chemin utilisé par la famille pour se rendre derrière la maison.
Issu du milieu des BTP, Robert intègre lui-même le silo de 12m3 dans cet abri. Sa contenance correspondant à la consommation moyenne annuelle estimée, soit environ 7 tonnes de granulés.
Le fond du silo est réalisé en 2 pans inclinés à 35° formant un V, afin de permettre aux granulés de glisser pour alimenter la vis sans fin qui se trouve dessous. Celle-ci convoie le granulé jusqu’en sortie de silo où des tuyaux souples (N°15) transfèrent le combustible vers la trémie (N°17) de la chaudière. Une tranchée a été réalisée sur le chemin reliant la cave à l’abri de jardin afin d’enterrer les deux conduits de granulés et le câble d’alimentation électrique du moteur de la vis sans fin situé juste à la sortie du silo.
La turbine d’aspiration (N°14) aspire les granulés (comme un aspirateur classique mais en circuit fermé pour éviter la poussière) de la sortie du silo jusqu‘à la trémie de la chaudière.
Cette trémie est une petite réserve qui contient une quantité réduite de granulés avant leur transfert dans le foyer (N°1), car il est impossible de souffler les granulés directement dans le foyer. En pratique les tuyaux d‘aspiration entre le silo et la chaudière peuvent avoir jusqu‘à 20m de longueur, ce qui est suffisant dans le cas de Robert.
Il a équipé son silo d’un raccord pompier pour pouvoir se faire livrer par camion souffleur. Deux tuyaux de sortie d’air ont été placés à l’arrière du silo afin d’évacuer la pression (phénomènes de surpression) et les poussières lors de la livraison des granulés (par le biais d'une manchette filtrante). Lorsque le camion de livraison le permet, il est aussi possible d'équiper le second tube d'un raccord pompier afin que le silo puisse être mis en dépression grâce à l’aspirateur à poussière du camion de livraison. Cela réduit encore les émissions de poussières dans le silo et facilite la livraison en favorisant la décompression.
Enfin, pour amortir la chute des granulés et limiter leur effritement, Robert a suspendu une bavette de protection d’impacts en caoutchouc face au tube de remplissage.

Fonctionnement de la chaudière

Vue en coupe de la Chaudière à granulés - Crédit photo : Hargassner

Une fois dans la trémie, les granulés sont transportés jusque dans le foyer (N°1) par une vis sans fin (N°9) en passant à travers une écluse de sécurité métallique (N°18). Cette dernière assure le dosage du granulé et garantit la sécurité en empêchant toute remontée de feu.

C'est un allumeur à air chaud (N°8) qui assure automatiquement l'allumage des granulés arrivés dans le foyer. Que la chaudière fonctionne au ralenti ou à pleine puissance, le foyer, réalisé en réfractaire haute température (la chamotte), garantit l’obtention de hauts rendements et de faibles émissions.

Pour atteindre ce haut niveau de rendement, la combustion des granulés ne s'opère pas uniquement dans le foyer. La 1ère phase de combustion des granulés consiste à décomposer le bois en gaz sous l'effet de l'air primaire (N°6). Ces gaz montent dans le foyer et, mélangés à l'air secondaire (N°4), ils s’enflamment dans la chambre de combustion (N°10). Pour atteindre une combustion la plus complète possible (règle des 4T voir article Yann RAUGOME) l’air secondaire est réchauffé en traversant le réfractaire et son admission dans le foyer crée les turbulences propices à une bonne combustion (mélange gaz/oxygène).
La flamme dispose d‘une haute chambre de combustion pour se développer, ce qui améliore le temps de séjour des gaz et permet une combustion complète.
La régulation de puissance (quantité d'air et de bois) et le rendement de combustion sont entièrement contrôlés et optimisés par l'électronique.
Ainsi, la chaudière est équipée d’une sonde mesurant la température extérieure et d’une sonde Lambda (N°20) avec reconnaissance du combustible. Selon la qualité du granulé, elle définit la quantité exacte de bois et d'air qui sont nécessaires pour assurer la puissance de chauffe et garantir des rendements de combustion supérieures à 95%.
Après combustion complète, les gaz chauds traversent l'échangeur de chaleur en effectuant un triple parcours : ils montent dans la chambre de combustion, redescendent en bas de l'échangeur où se trouve la chambre de détente et de dépoussiérage (N°5), avant de traverser les tubes de l'échangeur principal dont le rôle est de récupérer le maximum d'énergie contenue dans les fumées. Ce parcours permet d’optimiser les rendements et de faire un pré-dépoussiérage des fumées (réduction des émissions et entretien réduit du conduit).
Pour maintenir les rendements, l'échangeur doit être tenu propre : les tubes de l'échangeur sont nettoyés automatiquement (N°11) à une fréquence variable selon la charge (le niveau d’utilisation) de la chaudière.
Cette chaudière fonctionne en dépression, ce qui veut dire qu’elle est équipée d‘un extracteur de fumées (N°12) régulé en vitesse pour une évacuation optimale des gaz de combustion. L’avantage est de garantir une grande sécurité de fonctionnement par une dépression constante, indépendante des conditions de tirage du conduit de fumées.

Les chaudières à granulés Hargassner sont équipées d‘une grille de décendrage (N°2) qui est actionnée automatiquement par un moteur (N°3) et entraine les cendres vers la vis de décendrage.
La vis de décendrage (N°7) évacue à la fois les suies de nettoyage de l‘échangeur, de dépoussiérage des fumées, et les cendres de combustion vers le cendrier unique.
La vis permet de réduire le volume des cendres en les comprimant, et surtout de les éloigner du foyer en les conduisant vers le cendrier extérieur, qui peut alors être manipulé sans aucun risque de brûlures.

Pour Robert, tout est simple et automatique : la nouvelle chaudière est en fonctionnement depuis le 15 décembre 2009 et nécessite peu d’interventions. Il n'a plus qu'à programmer la température d'ambiance souhaitée, la chaudière s'occupe du reste (allumage, combustion, décendrage, nettoyage, arrêt et redémarrage du chauffage en fonction de la température extérieure, passage à l'heure d'été, protection contre le gel, prise en compte des périodes d'absence…etc). Le tableau de bord à menu déroulant fournit toutes les informations utiles : température extérieure, de chaudière, des fumées, de départ vers le chauffage, d'eau chaude, et prévient même quelques jours à l'avance qu'il faudra vider le cendrier !
Comme pour n'importe quel système de chauffage, l'entretien annuel de la chaudière et le ramonage du conduit de fumées est obligatoire. Il sera réalisé par l’installateur qui remettra une attestation d'entretien réglementaire.

Approvisionnements

Robert a fait appel à un producteur de granulés local qu’il a connu par le bouche à oreille. Il est très satisfait de la livraison annuelle qui lui permet de remplir son silo pour la saison de chauffe. La livraison se fait en vitesse lente ; la pression est bien réglée « car il n’y a pas de poussière qui s’échappe par le tuyau de sortie d’un diamètre de 90mm». Il achète sa matière première à 203€ la tonne TTC rendue livrée sur simple appel téléphonique.

Consommation et investissements

Aujourd’hui, au plus froid de l’hiver, la consommation journalière maximale a été d'environ 35kg, sachant qu'après quelques jours d'utilisation, Robert a optimisé les horaires et les températures de "confort" et de "réduit", ce qui a ramené sa consommation entre 20 et 30kg/jour. Cependant il est encore trop tôt pour donner une information précise à ce sujet : une campagne de chauffe complète est nécessaire avant de pouvoir faire une analyse précise de la consommation. Notons aussi que le ballon d’eau chaude n’est pas alimenté par la chaudière et fonctionne à l’électricité car le propriétaire ne voulait pas remplacer son ballon encore récent. A l’avenir, Robert pourra faire installer un ballon dit "mixte" et son eau chaude sanitaire sera alors produite par la chaudière, été comme hiver.
La famille disposait d’un insert et d’un poêle à bois qui ont été conservés pour l'agrément et les périodes de mi-saison.

Cendrier de la chaudière - Crédit photo : Xavier COLLIN

Lors du démarrage de son projet, Robert a contacté l’Ageden afin de remplir un dossier de demande de subvention qui lui aurait permis d’obtenir 2x1000€. Malheureusement, en octobre, il a apprit que les crédits de subvention étaient épuisés.

17 000 € pour la chaudière
1 000€ (500€ matériels et 500€ tranchée et maçonnerie) tranchée avec les deux tuyaux (fournis par Hargassner) ainsi qu’un fil électrique
2500€ pour le silo

Problème rencontré

Pour assister Robert dans l'optimisation des réglages, il a fait appel 2 fois à son installateur qui s'est rendu sur place avec un technicien HARGASSNER. Pour l'utilisateur, il est primordial de savoir qu'il peut compter sur de vrais professionnels.

Robert est satisfait de sa nouvelle chaudière qui émet peu de CO2 (on estime qu’elle consomme autant de CO2 que l’arbre en a absorbé pour pousser d'où sa qualification d'énergie renouvelable) Il a enfin obtenu l'indépendance recherchée vis-à-vis du pétrole.

Ajouter une partie vitrée transparente (plexiglas…) sur une paroi du silo lui permettant de visualiser l’état du stock,
Ajouter un raccord pompier sur l'évent afin que le silo puisse être mis en dépression par un camion livreur équipé de son propre système d'aspiration,
Equiper les radiateurs de vannes thermostatiques permettant de faciliter le réglage de la température pièce par pièce.

L'exemple de Robert démontre encore une fois que la mise en place d'un système de chauffage est bien une affaire de spécialistes. Une pré-étude technique qui analyse les besoins de l'utilisateur et la configuration des lieux est indispensable : définition du combustible, dimensionnement de la chaudière, définition du schéma hydraulique, évaluation des consommations, conception du silo… Le fabricant a également un rôle important à jouer : selon l'expérience et le niveau d'agrément de l'installateur, c’est à lui de l'assister et de le former à la conception, la pose, la mise en service, les réglages et l'entretien de la chaudière.