Comment brule le bois dans un poele ?

Pour comprendre comment brule le bois dans un poele, commencons par un rappel :

La composition du bois

Le bois est un tissu végétal chimiquement composé de combustibles (essentiellement) :
- carbone (50%) : cellulose, hémicellulose et lignine),
- oxygène (43%),
- hydrogène (6%),
- azote (0,2%),
- souffre (0,05%),
- et d’incombustibles (1%), que forment les cendres composées de calcium, de potassium, de magnésium et de sulfates.

La combustion se divise en 2 étapes : l'oxydation et la pyrolyse.

L'oxydation du bois

En temps normal, lors de la combustion, la chaleur est produite par l’activité accélérée de l’oxygène sur ces matériaux combustibles tels que cités plus haut : carbone, hydrogène, souffre ; et c’est seulement cette accélération qui est en mesure de dégager suffisamment de température pour produire des flammes et un dégagement de chaleur exploitable pour le chauffage.

Une fois la température suffisamment élevée pour que ces matériaux s’enflamment, une réaction en chaîne d’oxydation se déclenche et gagne le reste du combustible, pourvu qu’on fournisse suffisamment d’oxygène à la réaction. 
Le dégagement de chaleur est maximal et la combustion parfaite lorsque tous les éléments présents dans la chaîne de réaction sont à l’état gazeux ensemble.
C’est ce qu’on appelle la gazéification : les matières organiques se transforment en gaz.

Une bonne combustion suppose donc une bonne synchronisation dans la chaîne d’événements contenus dans ce cycle d’oxydation.

A  chaque fois qu’un atome de carbone ou d’hydrogène se fait oxyder, un autre atome vient le remplacer pour répéter le cycle. S’il n’y a pas assez d’oxygène pour le carbone disponible, on aura une sous-combustion ; et s’il y a trop d’oxygène pour le carbone ou l’hydrogène disponible, on aura un refroidissement de la flamme par dilution, puisqu’on n’utilise pas de l’oxygène pur dans les appareils de chauffage au bois, mais de l’air. Ce dernier ne contient donc que 21 % d’oxygène, le reste étant surtout de l’azote, gaz qui n’intervient pas dans la combustion mais qui transporte la chaleur.

On comprend donc l’importance d’un bon dosage air/combustible à une bonne combustion.

Pyrolyse & Combustion du bois

- Les combustibles solides, contrairement aux apparences, ne brûlent pas directement : c’est la source de chaleur qui extrait les produits gazeux et inflammables de ces solides par éclatement des molécules: cette opération s’appelle la pyrolyse. 

Elle se produit à basse température, en dette d’oxygène : la pyrolyse se fait sans flamme et laisse un résidu solide, oxydé en surface seulement, très concentré en carbone, qu’on appelle le charbon de bois. Ce charbon de bois deviendra lui-même une autre source de combustible qui brûle à plus basse température plus lentement et sans flamme en émettant un rougeoiement infra-rouge que l’on connaît bien.

La décomposition des flammes : ce sont les gaz et produits hautement volatils qui produisent les flammes bleues qui correspondent à un dégagement maximal de chaleur. Viennent ensuite les goudrons avec des flammes jaunâtres, puis le charbon de bois qui ne fait pas de flammes mais reste incandescent en émettant dans l’infra-rouge.

Lorsque le processus de pyrolyse est terminé et qu’il n’y a plus de flammes faute de composants volatiles à brûler, il ne reste plus qu’un résidu charbonneux rougeoyant qui rayonne encore fortement car sa surface extérieure peut atteindre une température de 800 °C, température autour de laquelle s’effectue la double combustion.

Conclusions 

Ce bref exposé n’a d’autre but que de mettre en exergue la complexité d’une combustion bois : ce qui paraît toujours des gestes anodins parce que pratiqués depuis la préhistoire.

On pourra remarquer aussi que sa combustion parfaite est soumise à de savants dosages chimiques qui peuvent être facilement perturbés par une porte restée trop longtemps ouverte qui refroidit les gaz, un chargement trop tardif, un bois trop humide, une arrivée d’air mal gérée : autant de facteurs qui affecteront la rentabilité de votre appareil, pollueront l’atmosphère et encrasseront l’appareil.

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