LA COMBUSTION DU BOIS

La combustion est un phénomène complexe qui implique la transformation des différents composants en éléments simples. C’est une réaction chimique à température élevée entre un combustible qui contient essentiellement du carbone et de l’hydrogène et l’oxygène apporté par un comburant (air atmosphérique).

En première approche, nous pouvons affirmer que la dégradation du bois par combustion est le phénomène inverse de la constitution de ce matériau par photosynthèse. Via la photosynthèse, l’arbre pompe l’eau et les matières minérales du sol, capte le dioxyde de carbone ambiant et l’énergie lumineuse afin de former de la biomasse et de libérer de l’oxygène dans l’atmosphère. Via le chauffage du matériau bois (combustible) en présence d’oxygène ambiant (comburant), la combustion libère du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau dans l’atmosphère (effluents gazeux), ainsi que des matières minérales (cendres et poussières), tout en produisant de l’énergie calorifique.

La combustion du bois se divise en plusieurs étapes relevant de divers processus chimiques et physiques. La haute température régnant dans le foyer provoque le chauffage du combustible. Celui-ci sèche vers 100 °C et l’eau contenue dans le bois s’évapore sous l’effet du rayonnement des parois chaudes du foyer et de la convection due à l’air primaire.

La matière organique se décompose vers 200 °C ; c’est la pyrolyse qui se poursuit jusqu’à 600 °C environ. La pyrolyse est, par définition, le résultat du chauffage du bois en l’absence d’air. Celui-ci donne naissance à un résidu charbonneux (10 à 30 % de la masse de matière sèche du départ) et des produits volatils (la partie libérée sous forme de gaz, lors de l’échauffement, se monte, selon l’essence de bois, à environ 80 à 90 % du poids du bois). Le bois est donc décomposé en charbon de bois et en gaz. Ces derniers sont soit des gaz permanents (principalement du CO2 et de la vapeur d’eau et, en moindre proportion, des gaz combustibles tels du CO, du H2 et des hydrocarbures), soit des produits condensables appelés jus pyroligneux.

La combustion finale touche principalement deux domaines : les gaz (CO, CO2, H2, CH4, H2O…) et le carbone. Lorsque le processus de pyrolyse est terminé et qu’il n’y a plus de flammes faute de matières 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. A la fin de la combustion, il ne reste théoriquement que des cendres (environ 1 % de la masse introduite).

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