Les êtres humains utilisent le bois pour récupérer de l’énergie depuis la préhistoire. Avec l’avènement des énergies fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel, les chauffages au bois ont en grande partie disparu ou ont commencé à servir de décoration pour le salon. Depuis quelques années, face au changement climatique, on observe toutefois le retour du bois en tant que source d’énergie renouvelable. Entre 2000 et 2020, la consommation brute de bois en Suisse a grimpé de 28 390 à 44 770 térajoules. Sa part dans la consommation totale d’énergie est passée de 2,6 à 4,5% au cours de cette période.
La combustion du bois se déroule en trois étapes. Jusqu’à 150 °C, c’est la phase de séchage, au cours de laquelle l’eau encore contenue dans le bois s’évapore. Ensuite, entre 150 et 600 °C, les composés gazeux du bois sont libérés. Ce qu’il reste de cette phase, appelée pyrolyse, est du charbon de bois. À partir d’env. 400 °C et jusqu’à 1300 °C, le processus de combustion proprement dit, l’oxydation, a lieu en présence d’air ou d’oxygène. Les gaz libérés lors de la pyrolyse et le charbon de bois brûlent alors tous deux. C’est seulement au cours de cette phase finale que l’énergie est libérée, puis utilisée pour fournir de la chaleur. Les chaudières modernes tiennent compte de ce processus de combustion spécifique du bois et atteignent ainsi un rendement élevé avec de faibles émissions. Ce dernier point est rendu possible grâce à l’utilisation de filtres mais également en réintroduisant les gaz d’échappement dans le processus de combustion. La température de combustion, et donc la formation d’oxydes d’azote indésirables, sont ainsi réduites.
Aujourd’hui, pour la combustion, on utilise principalement des granulés et copeaux de bois plutôt que des bûches. Les pellets en forme de bâtonnets sont un produit industriel très standardisé, fabriqué à partir de sous-produits de scierie. Les copeaux, en revanche, sont des morceaux de bois broyés mécaniquement, dont la forme et la taille ne sont pas uniformes. On peut donc les amener directement de la forêt au chauffage sans avoir à les transformer ou à les stocker entre deux. En général, les pellets sont plutôt utilisés pour de petites chaudières et les copeaux pour de grandes installations.
Les copeaux de bois sont souvent moins chers que les bûches ou les granulés. En revanche, ces derniers obtiennent les meilleurs résultats en matière de densité énergétique: par mètre cube, ils contiennent un pouvoir calorifique équivalent à 3,3 mégawattheures, les bûches 1,3, et les copeaux seulement 0,8 mégawattheures par mètre cube. L’espace nécessaire au stockage est également impacté. Les bûches nécessitent deux fois plus d’espace que les pellets de même valeur calorifique, les copeaux demandent même quatre fois plus. Le choix du combustible bois peut ainsi être déterminé par l’espace disponible pour le stockage.
Les chauffages au bois modernes sont très différents des poêles d’intérieur traditionnels. Ils sont à la fois plus grands et largement automatisés: l’introduction du bois comme l’évacuation des cendres se font sans intervention humaine. L’automatisation, la taille de l’installation et le processus standardisé réduisent drastiquement les polluants. Les filtres prescrits par la loi séparent en grande partie les particules de suie et de poussière fine restantes. Les chauffages automatiques au bois ont tendance à être adaptés aux projets de plus grande envergure, c’est-à-dire plutôt aux complexes et aux réseaux de chaleur qu’aux maisons individuelles ou aux immeubles. Néanmoins, un poêle à pellets peut également s’avérer une solution judicieuse pour les maisons individuelles dont les besoins en chauffage sont faibles.
Comparé à d’autres formes de chauffage renouvelables, telle que la pompe à chaleur, le chauffage au bois présente l’avantage de pouvoir atteindre des températures très élevées sans perdre en efficacité. Il convient donc ainsi également aux processus industriels très énergivores et nécessitant des températures élevées. Son inconvénient réside dans le fait qu’il ne peut pas servir au refroidissement. Lors d’un projet de construction, savoir si un chauffage au bois est plus indiqué qu’une pompe à chaleur dépend, selon David Füllemann, de son futur emplacement. «Un chauffage au bois est judicieux si l’installation d’une pompe à chaleur n’est pas possible ou si les conditions d’un fonctionnement efficace ne sont pas réunies», explique notre responsable de projet Prestations énergétiques. «Mais pour l’approvisionnement en chaleur d’un complexe immobilier avec d’autres sources d’énergie potentielles comme des eaux lacustres, souterraines ou des sondes géothermiques, je recommande plutôt une pompe à chaleur.»
Le chauffage au bois fait parfois l’objet de critiques. Au cœur de cette discussion se trouvent par exemple les substances nocives produites lors de la combustion. En effet, ces particules fines et de suie peuvent être néfastes pour la santé et l’environnement si elles sont libérées dans l’air sans être filtrées. Or, les grandes installations de chauffage au bois d’une puissance supérieure à 70 kilowatts sont soumises en Suisse, depuis 2007, à des prescriptions strictes en matière de poussières fines et de gaz d’échappement, qui ne cessent d’être renforcées. Les émissions sont régulièrement contrôlées en conditions réelles. Pour atteindre les valeurs prescrites, les chauffages au bois modernes disposent de différents filtres qui séparent les poussières fines et les particules de suie. De plus, le processus de combustion propre des chauffages à fonctionnement automatique produit beaucoup moins de substances nocives qu’un feu incontrôlé.
Vous pouvez retrouver de précieuses informations sur la planification et l’exploitation de centrales thermiques à bois dans le système de gestion de la qualité QM Chauffages au bois (en allemand) de l’Office fédéral de l’énergie. Les cantons se basent sur ces principes pour les demandes de soutien. Cela permet de s’assurer que les nouvelles installations de chauffage au bois sont correctement dimensionnées, qu’elles fonctionnent avec le combustible optimal et qu’elles sont combinées à un grand accumulateur de chaleur.
Lors de sa combustion, le bois produit aussi du dioxyde de carbone (CO₂), qui contribue au réchauffement climatique. Mais contrairement aux combustibles fossiles tels que le gaz ou le pétrole, le bois est considéré comme une source d’énergie renouvelable et neutre en CO₂. En effet, un arbre absorbe autant de CO₂ lors de sa croissance qu’il n’en rejette ensuite lors de sa combustion ou de sa décomposition. Tant que la surface forestière reste la même, le chauffage au bois n’entraîne pas d’augmentation de la concentration de CO₂ dans l’atmosphère. En Suisse, cela fonctionne bien, puisque la surface boisée est même en légère augmentation. Lorsqu’il n’est pas possible de se chauffer avec une pompe à chaleur, le chauffage au bois est donc certainement une solution plus respectueuse du climat qu’un chauffage au mazout ou au gaz. Il faut cependant être conscient que dans d’autres pays, les terres défrichées ne sont pas toujours reboisées. En soi, le chauffage au bois n’est donc pas neutre en CO₂, mais dépend de l’origine du bois.
Le réseau de chauffage de Herrliberg nous prouve même qu’il est possible de créer une valeur ajoutée en exploitant concomitamment un chauffage au bois et une pompe à chaleur. Ce réseau est composé de deux réseaux thermiques distincts. Le réseau de haute température, alimenté par un chauffage au bois, fournit de l’énergie thermique aux habitations privées et aux bâtiments publics qui y sont raccordés. La température de départ d’environ 75 °C convient aussi bien pour chauffer les bâtiments que pour préparer l’eau chaude sanitaire.
Le réseau d’anergie de basse température utilise l’énergie thermique d’un champ de sondes géothermiques et fournit des températures comprises entre 6 et 25 °C. Ce sont surtout des nouvelles constructions et des immeubles d’architecture récente qui sont raccordés à ce réseau de chauffage urbain froid. Des pompes à chaleur décentralisées amènent l’eau chaude sur place aux températures souhaitées pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire. Par ailleurs, le réseau d’anergie offre la possibilité, en été, de refroidir (système de refroidissement passif) les bâtiments qui y sont raccordés.
Le chauffage au bois du réseau de Herrliberg dispose d’un système de récupération de chaleur avec condensation des gaz d’échappement. Ces gaz sont ainsi refroidis de 160 à environ 25 °C avant d’être rejetés dans l’air extérieur. Le refroidissement est nettement plus important que dans les installations traditionnelles, qui ne refroidissent les gaz d’échappement qu’à environ 50 °C. L’énergie thermique ainsi obtenue sert ensuite à régénérer la chaleur des sondes géothermiques et alimente donc en plus le réseau d’anergie. La récupération de chaleur permet d’augmenter le rendement du chauffage au bois de Herrliberg d’environ 25%, contre seulement 10 à 15% pour une installation traditionnelle.
La condensation des gaz d’échappement présente aussi l’avantage de réduire le panache de vapeur qui s’échappe de la cheminée de la chaudière (vapeur d’ailleurs souvent confondue avec de la fumée). Moins la chaudière rejette de vapeur, plus elle est acceptée. D’après M. Füllemann, ce système de condensation des gaz d’échappement de Herrliberg fonctionne encore mieux que prévu et convainc également par son faible besoin d’entretien. Il est convaincu que l’on utilisera de plus en plus la condensation pour se servir de toute l’énergie thermique des gaz d’échappement car l’utilisation du bois dans le respect des ressources gagne elle-même en importance. M. Füllemann conseille donc toujours d’inclure un tel système de condensation pour tout nouveau chauffage au bois.
Le chauffage au bois est une alternative écologique et financièrement intéressante aux autres systèmes de chauffage renouvelables tels que les pompes à chaleur. Il se sert en effet d’une matière première renouvelable et locale qui ne nécessite pas de longs transports tout en générant une valeur ajoutée dans le pays. De plus, le chauffage au bois convient à de nombreux types de projets et de bâtiments. Nos experts vous conseillent et vous accompagnent.
