Dans cette deuxième partie de notre dossier spécial « chauffage au bois », la technique est au rendez-vous. Nous allons aborder le fonctionnement de tous les types de chauffage au bois : de la cuisinière de nos aînés à la chaudière à hydroaccumulation avec production d’eau-chaude.

L’exhaustivité en toute simplicité, tel est le défi que je souhaite relever pour vous. Vous trouverez la réponse à vos questions :

de choix de combustible : « Les biocombustibles pour votre chaudière biomasse » ;
de dimensionnement avec un rappel rapide des règles élémentaires : « Chauffage au bois : toutes les bases à connaître (partie 1) » ;
de fonctionnement de tous les équipements de chauffage au bois, vous êtes sur la bonne page ;
de découverte de la gamme à bois-énergie, des avantages et des inconvénients, du coût et des aides financières pour chaque solution. Ce sujet sera présenté en partie 3.

Fonctionnement des appareils indépendants de chauffage

Quoi de plus agréable que de rentrer chez soi et de sentir la chaleur des flammes les soirs d’hiver ? Rien qu’en les regardant virevolter, vous vous sentez réchauffé ! Additionnez à cela la bonne odeur des petits plats mijotés, vous êtes en présence d’une cuisinière à bois. Ces souvenirs, ces images sont agréables, n’est-ce pas ? Mais savez-vous vraiment comment fonctionnent les appareils indépendants de chauffage ? Tout ce qu’il faut savoir sans avoir à demander, voici ce dont je vais vous présenter maintenant.

Les appareils indépendants de chauffage

La cuisinière à bois-bûches ou granulés

(Source : OLIGER)

L’insert à bois-bûches ou à granulés

(Source : GODIN)

Le poêle à bois-bûches

(Source : SUPRA)

Le poêle à granulés

(Source : SUPRA)

Le fonctionnement étape par étape d’une cuisinière, d’un insert, ou d’un poêle à bois-bûches

Le bois utilisé doit être suffisamment sec (20 % d’humidité idéalement) et stocké dans un endroit à l’abri de la pluie. Si celui-ci est humide, il mettra plus de temps à chauffer, dégagera plus de polluants et aura un rendement dégradé.

Les étapes
1. Chargement
Déposez les bûches au fond de la zone de combustion. Respectez la quantité maximum autorisée (se référer à la notice d’utilisation de l’appareil).
2. Allumage
Ouvrez complètement la tirette d’arrivée de l’air primaire ce qui aura pour effet de faire rentrer une grosse quantité d’air (et donc de dioxygène). La mise à feu peut se faire soit par le bas, soit par le haut (se référer au paragraphe « Connaissez-vous les 3 méthodes pour enflammer vos bûches ? »).
3. Cuisson (pour les cuisinières)
Les cuisinières sont généralement équipées de plaques de cuisson en fonte. Un feu vif permettra une montée en température rapide alors qu’un tas de bonnes braises permettra de faire mijoter. En option, vous pouvez disposer d’un four. Dans ce cas, la chaleur sera redirigée vers ce dernier par l’intermédiaire d’un régulateur de fumées (tirette d’arrivée d’air secondaire requise). Votre plat est cuit et vous n’avez plus besoin du four ? Il suffit de faire l’opération inverse pour orienter les gaz de combustion vers l’extérieur.
4. Extinction
Le feu s’éteint de lui-même sans aucune autre intervention de votre part.
5. Entretien
À froid, il faut penser à vider régulièrement le cendrier, à nettoyer la vitre et à bien aspirer le fond de la zone de combustion.

Bon à savoir : pour une cuisson homogène, il convient de charger les bûches de manière régulière et en quantité égale. Vous pouvez contrôler la température du four avec le thermomètre.

Fonctionnement des appareils indépendants de chauffage à granulés

Il est fortement conseillé de choisir des produits labellisés DIN +, EN + ou NF combustibles. Le stockage des sacs doit se faire dans un lieu sec. Le granulé est particulièrement sensible à l’humidité. Au contact de l’eau, il devient poussière. Le pellet déstructuré en s’accumulant dans le réservoir de stockage de votre poêle risque de détériorer la vis sans fin et de provoquer des pannes d’allumage.

Les étapes
1. Chargement
Un réservoir de stockage (trémie) est prévu pour le chargement des granulés. Sa capacité varie selon les modèles. En règle générale, elle se situe autour des 15 kg, soit l’équivalent d’un sac.
2. Allumage
Au démarrage, le pressostat contrôle la pression de l’arrivée de l’air primaire. Il ordonne alors à la vis sans fin de se déclencher. Les granulés tombent dans le brasier de combustion. Une résistance électrique allume le combustible. La hausse de la température doit être suffisante pour passer à l’étape suivante. À défaut, une sécurité s’enclenche (panne d’allumage). Si tout est ok, la flamme devient de plus en plus vive. Le chauffage va ensuite moduler sa puissance jusqu’à obtenir la température souhaitée. Il est possible d’effectuer une programmation depuis le thermostat, une télécommande, et même votre smartphone (selon les modèles).
3. Cuisson (uniquement pour les cuisinières)
Tout comme les cuisinières à bois-bûches, les plaques de cuisson sont généralement en fonte. Ici, comme tout est électronique, vous n’avez aucune manipulation à réaliser. Il suffit simplement de choisir le mode cuisson. La température du four varie automatiquement selon vos besoins.
4. Extinction
En mode cuisson (pour les cuisinières), c’est à vous de demander l’extinction depuis la commande électronique.
En mode chauffage, l’appareil s’éteint ou diminue sa puissance dès que la température de consigne et atteinte. C’est l’hystérésis qui détermine le nombre de degrés en plus ou en mois à ne pas dépasser. Par exemple, si vous demandez 20 °C, votre chauffage s’éteindra vers les 21 à 22 °C et ne se rallumera que vers les 18 à 19° C. Ce paramètre est modifiable depuis le « menu technicien ».
5. Entretien régulier
Pour maintenir le bon état de fonctionnement de votre poêle, insert ou cuisinière à granulés et afin d’éviter qu’il ne s’encrasse, il faut :
▪ vider et aspirer le bac à cendres et la zone de combustion ;
▪ vérifier que les trous du creuset ne sont pas obstrués par la formation de mâchefer ou de cendres compactées ;
▪ nettoyer la vitre (sans produit abrasif).

Appareil indépendant de chauffage ou chauffage central ? Connaissez-vous le système bouilleur 2 en 1 ?

Pourquoi choisir entre un chauffage d’appoint et une chaudière alors qu’il est possible de combiner les deux ? Un bouilleur permet à partir d’un foyer fermé, d’un poêle ou d’une cuisinière à bois de chauffer l’intégralité de votre logement en se raccordant à vos radiateurs ou à votre plancher chauffant. Connaissiez-vous cette possibilité ? Certains modèles peuvent également produire l’eau-chaude sanitaire (pour la saison froide).

Le bouilleur à bois-bûches ou à granulés

(Source : WELEM)

Le principe de fonctionnement est très simple. Il faut considérer le bouilleur comme une réserve d’eau dans laquelle est placé un échangeur. Ce dernier transmet les calories produites au chauffage central par le biais des émetteurs de chaleur (radiateurs, plancher-chauffant). L’installation peut fonctionner en thermosiphon, c’est-à-dire naturellement : l’eau du réseau dont la température augmente s’élève, c’est que l’on appelle la poussée d’Archimède. Le fluide caloporteur se met alors en mouvement à une vitesse plus au moins rapide selon le delta de températures. Mais ce système connaît des limites. Les points les plus hauts peuvent ne pas être alimentés. C’est pourquoi, il est préférable d’équiper votre installation d’un circulateur (pompe) pour forcer le débit.
La plupart du temps, il est possible d’équiper une installation existante d’un bouilleur. L’idéal reste tout de même de le prévoir dès le départ. Le résultat n’en sera que meilleur.

Pour un équipement hydro, il faut :

un circulateur (recommandé) ;
une vanne à 3 ou 4 voies pour réguler et mitiger la température d’eau du réseau ;
un vase d’expansion pour absorber les effets de dilatation et de variation du volume de l’eau ;
une soupape de sécurité pour éviter les surpressions ;
un clapet anti-retour pour assurer le mouvement unidirectionnel du fluide ;
en option, vous pouvez prévoir un thermostat d’ambiance pour affiner la régulation et permettre une programmation de l’installation.

Le principe de la double combustion

(Source : cheminées SEGUIN)

Même avec un bois de qualité et un taux d’humidité à 20 %, la première combustion est rarement complète. Tout le potentiel calorifique du bois n’est pas exploité. Le principe de la double combustion (ou « post combustion ») est de fournir suffisamment de dioxygène à l’équipement de chauffage pour brûler une seconde fois les gaz produits lors de la première combustion. Pour que cela fonctionne, l’air doit atteindre une température d’au moins 573 °C. C’est pourquoi, cet air est directement prélevé à l’arrière de la chambre de combustion par l’intermédiaire de percements. C’est simple mais terriblement efficace.

Fonctionnement d’une chaudière à bois-bûches

Une chaudière à bois-bûches se compose de 3 éléments indissociables : une zone de remplissage, une zone de combustion et un échangeur. Le chargement, l’approvisionnement et l’entretien sont des démarches que vous devez entreprendre manuellement. L’allumage peut être automatisé.

Les étapes :
1. Charger le foyer en bûches en respectant la quantité maximale recommandée par le fabricant.
2. Procéder à l’allumage, manuelle ou automatique selon le modèle. L’arrivée en air primaire et secondaire est gérée automatiquement par la chaudière. Une sonde lambda vérifie la qualité de l’apport en oxygène et la fait varier selon la qualité du bois.
3. La combustion provoque la montée en température dans la chambre de combustion. Des réfractaires emmagasinent la chaleur et protègent le corps de chauffe. La chaudière est isolée pour éviter les déperditions.
4. La chaleur se dirige alors vers un échangeur constitué de tubes à fumées équipés de turbulateurs (ressorts métalliques). Ces derniers ont pour but de ralentir l’évacuation des fumées. La combustion complète transmet plus de calories au fluide caloporteur. Au contact de l’échangeur, la température de l’eau du réseau s’élève. Ce système offre l’avantage d’être « auto-nettoyant ». Des ventilateurs supplémentaires peuvent améliorer les échanges thermiques.
5. Les radiateurs ou le plancher chauffant réchauffent l’habitation.
6. Le surplus d’énergie est redirigé vers un ballon tampon (fortement recommandé) avec ou sans production d’eau-chaude sanitaire.
7. Les gaz brûlés sont extraits par le conduit d’évacuation par l’intermédiaire d’un extracteur de fumées.
8. La température baisse ? Vous pouvez recharger en déposant des bûches sur les braises encore chaudes (retour à l’étape 1).

Une chaudière à bois-bûches doit être entretenue régulièrement pour assurer sa longévité. Aussi, vous maintiendrez un rendement maximal. À froid, le cendrier est à vider. La zone de combustion devra être aspirée de temps en temps. Pour plus d’efficacité lors du nettoyage, vous pouvez vous aider d’un tisonnier. Celui-ci fera retomber les cendres non-accessibles. Avant chaque redémarrage, une manette est à actionner pour racler l’échangeur de chaleur. Sur certains modèles de grande marque, cette manœuvre est faite automatiquement à chaque ouverture de la porte de chargement (système de ressort).

Légende

(Source : HARGASSNER)

1	Porte avec un large passage
2	Foyer grande capacité pour bûches de 50 cm
3	Revêtement empêchant la formation de goudron
4	Porte avec allumeur automatique
5	Moteur de réglage d’air primaire
6	Moteur de réglage d’air secondaire
7	Réfractaire haute température
8	Chambre de combustion
9	Zone de dépoussiérage des fumées
10	Sonde Lambda
11	Turbulateurs
12	Échangeurs
13	Isolation
14	Nettoyage automatique de l’échangeur
15	Extracteur de fumées
16	Sonde de température des fumées
17	Sortie des fumées orientable
18	Aspiration des fumées (porte ouverte)
19	Kit comprenant pompe de charge tampon et vanne de recyclage
20	Échangeurs de sécurité pour refroidissement
21	Régulation Lambda Touch-Tronic
22	Porte isolante
23	Nettoyage simple par l’avant
24	Cendrier

Fonctionnement d’une chaudière à granulés

La chaudière à granulés est dite à « chargement automatique ». Mais elle peut également être à « remplissage manuel ». Cette dernière présente l’avantage d’être beaucoup moins encombrante (pas de silo et dimensions inférieures). Les pellets sont livrés par camion souffleur ou en sacs par palettes. C’est un équipement totalement automatisé. Son point fort est la régulation. Cette solution séduit de plus en plus. Elle assure le même confort qu’une chaudière à fioul avec une source d’énergie de 2 à 3 fois plus économique.

Les étapes :
1. L’allumage est déclenché automatiquement par le thermostat d’ambiance en fonction de la température programmée.
2. Les pellets sont acheminés vers la trémie de la chaudière depuis un silo de stockage soit par un système de vis sans fin, soit par aspiration. Ils peuvent être également déversés manuellement par sac de 15 kg (pour les modèles « à chargement manuel »).
3. Les granulés passent dans une double écluse métallique qui sécurise l’installation contre les remontées de feu.
4. Le combustible est déposé sur une vis sans fin horizontale jusqu’au foyer.
5. La chaudière gère toute seule les arrivées de l’air primaire et secondaire en se fiant à la sonde lambda.
6. Une bougie d’allumage (résistance électrique) enflamme les pellets. La chaleur monte dans la chambre de combustion constituée de réfractaires. L’air secondaire est réchauffé au contact des parois.
7. La chaleur passe dans un échangeur constitué de tubes à fumées équipés de turbulateurs (ressorts métalliques). Ces derniers ont pour but de ralentir l’évacuation des fumées. La combustion complète transmet plus de calories au fluide caloporteur. Au contact de l’échangeur, la température de l’eau du réseau s’élève. Ce système offre l’avantage d’être « auto-nettoyant ». Des ventilateurs supplémentaires peuvent améliorer les échanges thermiques.
8. Les radiateurs ou le plancher chauffant réchauffent la maison.
9. Le surplus d’énergie peut être redirigé vers un ballon tampon (optionnel, car la chaudière est capable de moduler sa puissance, l’intérêt est donc plus limité). Il est intéressant de prévoir une production d’eau-chaude sanitaire.
10. Les gaz brûlés sont extraits par le conduit d’évacuation par l’intermédiaire d’un extracteur de fumées.
11. Le chauffage s’éteint et redémarre tout seul selon les besoins en chauffage et la température extérieure (si sonde extérieure).

L’entretien est moins conséquent que celui d’une chaudière à bois-bûches. Mais ce point ne doit pas pour autant être négligé. Ce type de chaudière est souvent équipé d’un décendrage automatique. Un vidage du cendrier une fois par mois en pleine saison de chauffe est généralement suffisant. Dans tous les cas, pas de panique, vous recevrez un avertissement sur votre panneau de commandes vous invitant à effectuer cette opération.

(Source : HARGASSNER)

Fonctionnement de la chaudière à hydroaccumulation

Les chaudières à bois-bûches sont souvent surdimensionnées. Et pour cause, il n’existe pas ou peu de modèles à faible puissance. Les associer à un ballon à hydroaccumulation est actuellement la meilleure solution. Le surplus de chaleur est stocké pour être renvoyé vers le circuit de chauffage après l’arrêt de la chaudière. Le chauffage tourne toujours à plein régime. Cela évite les périodes de ralenti qui sont source de bistre et de goudron. La production de GES (gaz à effet de serre) est également conséquente. Le rechargement se fera moins fréquent. Vous vous créez une autonomie. Vous assurez d’avoir toujours du chauffage au lever du matin ou au retour du travail. Le rendement est optimal. Pour des gains énergétiques plus importants, il est possible de prévoir une production d’eau-chaude sanitaire pour la saison de chauffe (hors été). Celle-ci peut être intégrée au ballon tampon (système de « bain-marie ») ou avec des serpentins.

Les étapes :

vous allumez votre chaudière (se référer au paragraphe « fonctionnement d’une chaudière à bois-bûches) ;
les calories produites sont transmises au réseau de chauffage central. Votre habitation se réchauffe par l’intermédiaire des radiateurs ;
une vanne thermostatique assure la protection de la chaudière. Une vanne à 3 ou 4 voies assure la régulation de la température de l’eau pour le réseau de chauffage.
une fois que le niveau de confort est atteint, la chaleur est renvoyée en partie basse du ballon de stockage qui est isolé ;
la température de l’eau contenue dans le ballon tampon atteint 80 à 90 °C. Il faut arrêter alors de charger en bois et le laisser se consumer ;
les émetteurs (radiateurs, plancher chauffant) puisent l’énergie du ballon tampon ;
dès que la température du ballon à hydroaccumulation atteint 30 à 40 °C, vous pouvez réapprovisionner en bûches.

Il est nécessaire de vérifier les différents thermomètres pour respecter les différentes étapes.

(Source : ADEME)

Et pour la production d’eau-chaude sanitaire ?

Pour la période de chauffe (hors été), produire l’eau-chaude sanitaire permet de réaliser une économie supplémentaire sur votre facture énergétique. Pour produire l’eau-chaude avec une chaudière à hydroaccumulation, il existe 2 possibilités :

la production d’eau-chaude est intégrée au ballon tampon dans un deuxième réservoir plus petit et situé en partie haute du ballon (à l’endroit où la température est la plus élevée). Variante : des serpentins sont immergés directement dans le volume d’eau chauffée ;
la production d’eau-chaude est dissociée du ballon de stockage. La chaleur est acheminée par des serpentins vers un second ballon échangeur.

L’entretien annuel

L’entretien est à faire obligatoirement tous les ans par un chauffagiste agréé. Le ramonage est à réaliser une fois par an pendant la saison froide pour un chauffage d’appoint utilisé en tant que tel ou deux fois par an pour une chaudière, dont une fois pendant la saison de chauffe.

Il comprend

le contrôle et le nettoyage de l’échangeur, des tubes de fumées et de l’extracteur de fumées ;
le contrôle et le nettoyage du foyer, des réfractaires et des arrivées d’air primaire et secondaire ;
le contrôle et le nettoyage de la turbine de l‘aspirateur des granulés (pour les chaudières à granulés) ;
le contrôle et le nettoyage de la bougie d’allumage ;
le contrôle et le graissage de toutes les pièces mécaniques en mouvement ;
le démontage, nettoyage et remontage de la grille de décendrage (pour les chaudières à granulés) ;
le contrôle et la vérification des dispositifs de sécurité ;
le nettoyage et la vérification de la sonde lambda ;
la vérification de l’état des joints (parfaite étanchéité ?) ;
le contrôle visuel des organes internes et des pièces d’usure ;
la vérification des paramètres de la régulation (si concerné) et de l’installation ;
la remise d’une attestation d’entretien avec les éventuels résultats du test de combustion.

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