Technologies - Optimiser la combustion en cheminée ouverte

16/05/2013

Optimiser la combustion en cheminée ouverte

article paru dans Green-News-Techo, N°93, 29 Mars 2013, P6

logo greennews.png

D’ici quelques jours et après deux ans de développements technologiques préliminaires, devrait être créée la société Finoptim dont l’ambition est d’améliorer sensiblement la combustion en foyer ouvert. L’annonce d’une solution d’optimisation tombe à point nommé, quelques semaines après la polémique créée autour de la problématique des émissions de particules en région parisienne par les cheminées à foyer ouvert des particuliers. L’objectif poursuivi par les fondateurs de Finoptim est donc d’offrir une solution adaptable à toute cheminée à foyer ouvert permettant d’assurer une post-combustion des fumées (comme dans un incinérateur), et donc de réduire l’émission d’imbrûlés parmi lesquels se placent les particules. Pour cela, a été développé un support de combustion (qui remplace les chenets) constitué de tubes légèrement espacés les uns des autres. Cet agencement a une double fonction. Tout d’abord, il assure une alimentation en air par le dessous du foyer (par les espaces entre les tubes), donc plus efficace  pour améliorer la qualité de la combustion primaire du bois. Mais surtout, et c’est là que se situe réellement l’innovation, les tubes sont des échangeurs de chaleur qui servent à chauffer très fortement de l’air passant à l’intérieur de ces tubes et qui ressort à travers une paroi verticale placée au fond du foyer. Cet air neuf, donc bien oxygéné et chauffé à 500°C, rencontre alors les fumées (qui ont une température plus basse) qui se ré-emflamment immédiatement, permettant cette post-combustion épuratrice. A noter que la forme du support, légèrement concave, est prévue pour assurer une circulation des fumées vers le fond du foyer, donc vers la zone de diffusion de l’air chaud de la combustion secondaire. Par ailleurs, la performance tient à la capacité des échangeurs (par leur géométrie interne et la turbulence ainsi créée) de chauffer en quelque 30 centimètres de l’air entrant à 500°C (les tubes et la plaque de diffusion font d’ailleurs l’objet de brevets).

Le résultat en matière de réduction des imbrûlés est spectaculaire : les analyses réalisées sur le banc d’essais de Grenoble INP où Finoptim est actuellement hébergée, montrent un taux de monoxyde de carbone final (CO) inférieur à 0,2 %, soit environ une réduction d’un facteur 5 de ce composé représentatif des mauvaises combustions. En émissions de particules, cela se traduit par une division par presque dix : de 800 mg / Nm3 dans un foyer ouvert traditionnel, les quantités de particules mises (PM 2,5) atteindraient seulement 90 mg / Nm3. Outre ce critère de qualité des rejets aériens, cette combustion complète a un impact positif sur le rendement énergétique de la cheminée. Dans un foyer ouvert normal, le rendement en chaleur de la combustion du bois est d’environ 10 %. Avec le procédé Finoptim, ce rendement grimpe jusqu’à 40 à 45 % : la cheminée peut ainsi devenir une source de chaleur réellement efficace sans pour autant être un insert. A l’usage, cela se traduit économiquement à la fois par une moindre consommation de bois à chaleur produite égale, et ssurtout sans doute par des réductions de consommation d’autres combustibles (fioul, gaz...). Ces gains économiques ne sont cependant pas aujourd’hui validés et réellement chiffrés mais Finoptim dispose cependant de quelques retours avec 5 équipements prototypes qui ont été installés cet hiver en situation réelle. L’entreprise entend donc bien affiner cette connaissance chiffrée pour le lancement commercial de son produit. L’objectif en matière d’industrialisation est de passer en production d’ici l’automne. Aujourd’hui, l’équipe de Finoptim finalise la conception de la version commerciale (notamment avec un regard en éco-conception de l’équipement) et a déjà identifié les partenaires industriels nécessaires à la fabrication des pièces. L’assemblage, notamment la conception interne des tubes échangeurs de chaleur, se fera dans un atelier en interne. D’où la nécessité de mobiliser quelques soutiens financiers pour ce lancement, à hauteur de 200 000 € à 500 000 € sur l’année. La start-up mise sur une production d’environ 50 à 60 unités le premier hiver, ce qui devrait lui permettre de conforter ses résultats techniques sur un parc installé significatif et assurer une accélération de la production dès 2014. L’objectif de Finoptim est aussi que sa technologie soit reconnue comme une solution aux problèmes d’émissions de particules, permettant aux propriétaires l’utilisant d’être dispensés des restrictions d’usage de leur cheminée comme il en existe dans certaines zones à risque de pollution.