Formation Théorique : La Chaudière à Granulés

Les chaudières à granulés constituent une alternative économique et écologique intéressante aux modes de chauffage traditionnels au fioul ou au gaz. Il existe cependant de nombreux produits sur le marché avec des prix allant du simple au quadruple. Et il n’est pas toujours évident d’identifier les différences techniques entre les modèles.

FONCTIONNEMENT D’UNE CHAUDIÈRE À GRANULÉS

Fonctionnement : Les granulés sont livrés par un camion souffleur (1) et entreposés dans une pièce attenante ou un silo (2). Ils sont ensuite acheminés par une vis sans fin ou un aspirateur dans la chaudière (3). L’allumage se fait automatiquement à l’aide d’une bougie (4) et les résidus de combustion tombent dans le cendrier (5). La chaleur est parfois transmise à un ballon tampon (6) qui stocke l’énergie produite. Il la redirige vers le réseau de chauffage et/ou d’eau chaude sanitaire (7) selon le besoin. Dans le cas d’une chaudière à condensation, l’énergie des fumées est en partie récupérée (8).

Un ballon tampon est-il obligatoire ? Un ballon tampon peut être facultatif car la chaudière à granulés est capable de moduler sa puissance. Cela diminue le volume et le prix de l’installation. Toutefois, il faut toujours se fier aux préconisations des fabricants qui recommandent parfois son usage en systématique. En effet, le ballon tampon permet d'allonger les cycles de fonctionnement de la chaudière. Cela favorise le rendement et diminue l'usure de l'allumeur.

CHAUDIÈRE À GRANULÉS ET EAU CHAUDE SANITAIRE (ECS)

Chaudière à granulés et eau chaude sanitaire : Une chaudière à granulés est tout à fait capable d'assurer l'ECS. En pratique, il y a même tout intérêt à privilégier cette solution car les granulés de bois constituent une énergie compétitive, deux fois moins coûteuse que l'électricité. C'est d'autant plus vrai que le surcoût à l'installation reste assez faible.

Chaudière à granulés et ECS, un duo gagnant

Comment gérer l'eau chaude sanitaire en été ? En été, si la consommation d’eau chaude est faible, il peut être intéressant d’utiliser une résistance électrique plutôt que de mettre en marche toute la chaudière. Il suffit d’actionner l’interrupteur présent au niveau du ballon.

Si la consommation d’eau chaude sanitaire est importante (famille nombreuse), un fonctionnement aux granulés se justifie. Il est aussi possible d'ajouter des panneaux solaires thermiques à l’installation qui se suffiront à eux-mêmes en été.

PUISSANCE D’UNE CHAUDIÈRE À GRANULÉS

Surface à chauffer : Une chaudière à granulés peut chauffer de très grandes maisons, même faiblement isolées. Il n’y a pas vraiment de limite si ce n’est qu’il reste bien plus cohérent de refaire son isolation avant de changer son mode de chauffage. On peut retenir que lorsque la surface dépasse les 100 m², une chaudière à granulés apporte une vraie plus-value par rapport à un poêle à granulés en termes de confort thermique. En effet, les multiples radiateurs permettent une chaleur bien plus homogène qu’avec un seul point chaud.

À gauche, chaudière 18 kW pour une maison de 120 m². À droite, 47 kW pour 450m².

Puissance maxi : La puissance maximale de la chaudière est à dimensionner par l’installateur et fait intervenir de nombreux paramètres : isolation, géographie, température souhaitée…

Pour l'eau chaude sanitaire, il n'est pas nécessaire de surdimensionner la chaudière pour cet usage dans le cas où la maison est isolée. Le dimensionnement du ballon se fait principalement selon le nombre d'habitants et la température de stockage de l'eau. On compte par exemple un besoin de 56 L d’eau à 40°C par personne.

Puissance minimum : Les chaudières à granulés sont capables de moduler leur puissance pour s’adapter à différents besoins. Dans une maison bien isolée où les besoins sont très faibles, il vaut mieux choisir une puissance minimum la plus basse possible, c’est à dire autour de 2 kW. Il se peut aussi qu’un ballon tampon s’avère indispensable.

PERFORMANCES D’UNE CHAUDIÈRE À GRANULÉS

Chaudières classiques : Les chaudières à granulés sont pilotées par un automate, sorte de petit ordinateur. Il s’assure en permanence que la combustion au niveau du brûleur est optimale. Pour se faire, il ajuste en temps réel la quantité d'air comburant et de granulés brûlés. De ce fait, la plupart des chaudières à granulés du marché affichent un rendement d’au moins 89% et sont estampillées « classe 5 » selon la norme EN 303-5, soit le meilleur classement possible.

L’automate est le cerveau de la chaudière à granulés. Il centralise toutes les informations et optimise la combustion.

Chaudières à condensation : Les chaudières à granulés à condensation se démarquent néanmoins sur ce point en utilisant l’énergie résiduelle contenue dans les fumées. Celles-ci sont refroidies jusqu’à leur condensation. Cela libère de la chaleur qui est exploitée par le système de chauffage. Le gain est d’environ 6 points de rendement selon les installations. Mais ces appareils sont encore assez rares et représentent un surcoût assez important (+ 3 000€ environ). Il faut donc avoir une consommation importante de granulés pour amortir l’investissement.

Les chaudières à granulés à condensation avec un corps de chauffe en inox ne constituent pas (encore) la norme.

Performances environnementales : Les chaudières à granulés sont un moyen efficace de lutter contre le changement climatique avec des émissions de carbone très faibles. L’Ademe les estime à 33 g de CO2 par kWh contre 330 g pour le fioul et autour de 250 g pour le gaz.

INSTALLATION D’UNE CHAUDIÈRE À GRANULÉS

Une installation de chaudière à granulés prend de la place et il faut considérer plusieurs éléments :

La chaudière à granulés : La chaudière à granulés est assez imposante d'autant qu'il faut ménager un espace de circulation autour de celle-ci. Les distances recommandées sont propres à chaque produit mais on peut retenir un écart minimum de 50 à 60 cm à l’arrière et sur les côtés.

À gauche, chaudière standard. À droite, chaudière collée au mur avec raccordements supérieurs. 

Les modèles les mieux optimisés sont plus compacts et peuvent être posés en angle et entre deux éléments d’une buanderie. Sur ces chaudières, tous les raccordements se situent sur le dessus : fumée, hydraulique, aspiration des granulés. Certains appareils peuvent s’intégrer dans une profondeur de 60 cm.

Le ballon tampon (souvent facultatif) : Pour un ballon tampon isolé sur 10 cm, le diamètre est d’environ 85 cm (500L) ou 99 cm (1 000L). Notons que le ballon est parfois directement intégré à la chaudière.

Chaudière à granulés ÖkoFEN Smart XS avec ballon de 335L intégré.

Dans le neuf, la place « annexe » coûte cher et on s’orientera plutôt vers des appareils compacts. En rénovation, cela a souvent moins d’importance.

Arrivée d’air et fumisterie : Une chaudière à granulés a besoin d’une arrivée d’air pour que la combustion se fasse. La chaufferie doit donc obligatoirement être ventilée. Les fumées sont quant à elles évacuées par un conduit vertical qui débouche au-dessus du faitage.

Certaines chaudières sont homologuées pour une pose en ventouse. 

Les rares appareils certifiés étanches peuvent se poser directement en ventouse à l’aide d’un conduit concentrique. Cela permet une plus grande souplesse d’installation.

DES SOLUTIONS DE STOCKAGE DES GRANULÉS POUR TOUS LES ESPACES

Le stockage des granulés est une autre contrainte à prendre en compte dans son projet. A titre d’exemple, une maison mal isolée de 150 m² aura besoin d’environ 4 tonnes de granulés par an pour se chauffer. Dans une maison neuve de la même surface, une seule tonne suffira. Il existe de nombreuses solutions techniques pour répondre à ses différents besoins.

Chargement manuel : Pour les espaces contraints par la place, les chaudières disposent d'un réservoir intégré de 35 à 350 kg. Cette réserve suffit généralement pour une semaine d'autonomie. Elle est à recharger manuellement « sac par sac ». Ce système est donc assez contraignant mais permet de limiter les coûts d’installation.

Sur cette chaudière à granulés Domusa Teknik, un hublot permet d’estimer rapidement la quantité de pellets restants dans la trémie.

Chargement automatique : Si la place le permet, on vise le plus souvent une autonomie annuelle pour davantage de confort. Aucune manutention n'est requise dans ce cas puisque la livraison des granulés se fait par un camion souffleur. La présence des utilisateurs n’est pas non plus indispensable.

La livraison des granulés se fait comme pour le fioul. Attention toutefois, la distance entre le camion souffleur et la buse de remplissage ne peut pas excéder 20 mètres au risque de dégrader les pellets.

La solution la plus fréquente consiste à installer un silo textile préfabriqué d'une capacité de 2 à 8 tonnes. Il en existe de toutes les formes avec une hauteur souvent ajustable.

Une autre possibilité consiste à construire un silo sur-mesure pour épouser aux mieux l’espace disponible voire pour carrément transformer une pièce attenante en lieu de stockage. Il s’agit de créer un système de double pente pour concentrer les granulés au milieu à la manière d’un entonnoir.

Création d’un silo sur-mesure. Des sondes d’aspiration disposées au fond assurent le transport des granulés.

Que le silo soit préfabriqué ou non, un système d’aspiration transporte les granulés vers la chaudière. Cela amène une certaine souplesse car la réserve n’est pas obligatoirement collée à la chaudière et peut se placer dans une pièce adjacente. La longueur des tuyaux d’aspiration reste limitée à 20 mètres.

Le convoiement des granulés se fait de façon 100% automatique, sans aucune action de l’utilisateur.

Tout est possible : On retiendra qu’il existe le plus souvent une solution technique simple à mettre en œuvre pour s’adapter à la place disponible. Notons également qu’il est tout à fait possible d’opter pour un système à chargement manuel dans un premier temps pour des raisons budgétaires puis de faire évoluer le système a posteriori vers un chargement automatique. Enfin, en cas de manque de place, la réserve de granulés peut même s’envisager en extérieur : soit sous un abri, soit carrément enterrée.

ENTRETIEN D’UNE CHAUDIÈRE À GRANULÉS

Toutes les chaudières à granulés ne se valent pas au niveau de l’entretien.

Brûleur : Les chaudières à granulés les plus basiques (et les moins chères) disposent d’un creuset classique pour la combustion des granulés. Cela suppose un nettoyage quotidien afin de laisser les orifices qui amènent l’air comburant bien dégagés.

Sur un brûleur classique, un nettoyage très régulier est impératif.

Les appareils plus évolués intègrent un système de racloir pour un entretien toutes les deux semaines. Sur les modèles haut de gamme, le nettoyage est totalement automatique et ne requiert qu'un entretien annuel par le professionnel.

Sur ce foyer dit « volcan », les granulés arrivent par le bas et chassent continuellement les imbrûlés vers le cendrier. L'entretien est automatique.

Nettoyage des échangeurs : Les fumées chaudes issues de la combustion des granulés passent dans des tubes pour céder leur chaleur à l'eau. Ceux-ci doivent être nettoyés quotidiennement pour garantir un échange thermique de bonne qualité. Sur les appareils d'entrée de gamme, l'utilisateur doit activer une manette afin de les brosser. Sur les chaudières plus confortables, ce raclage des échangeurs est effectué automatiquement à chaque démarrage et à chaque fois que nécessaire. Les résidus tombent dans le bac à cendres placés dessous.

Ici, les turbulateurs (ressorts) sont remontés automatiquement puis lâchés brutalement dans les tubes afin d’en déloger les cendres.

Elimination des cendres : Les cendres sont à vider toutes les semaines si la chaudière est munie d’un simple bac. Les meilleurs appareils sont dotés d’un compacteur de cendres avec une réserve plus grande pour une élimination des résidus tous les trimestres environ.

A retenir : Si vous passez par un professionnel, ce dernier a toutes les chances de vous proposer un modèle 100 % automatique où il suffit de vider périodiquement le bac à cendres. Il n'y a ainsi presque aucun changement des habitudes par rapport à une ancienne chaudière au fioul ou au gaz. Les chaudières les plus basiques qui demandent un nettoyage quotidien sont souvent vendues sur internet à des prix très agressifs. Elles se destinent davantage à ceux qui veulent réaliser la pose par leur soin.

Entretien exceptionnel : Dans les deux cas, un entretien exceptionnel est requis. Il consiste en un nettoyage approfondi de la chaudière (brûleur, corps de chauffe, tubage) afin qu’elle conserve ses performances initiales. Dans le cas contraire, les résidus de combustion se fixent sur les parois et diminuent la qualité de l’échange thermique et donc le rendement. Les organes de sécurité sont également contrôlés et la chaudière est remise en route pour vérifier la qualité de la combustion. Une attestation de maintenance est alors délivrée. L’opération coûte autour de 250€.

CONCLUSION : DES CHAUDIÈRES À GRANULÉS POUR TOUS LES BUDGETS !

Les chaudières à granulés sont une excellente alternative en remplacement d’une ancienne chaudière au fioul, au gaz ou au charbon. L’investissement est bien subventionné et permet de profiter d’un combustible peu cher et écologique. Il faut en revanche considérer la place nécessaire à l’installation et au stockage des pellets. L’entretien régulier est aussi une contrainte si vous optez pour un modèle d’entrée de gamme.