Qu'en est-il des résidus de poussières du chauffage au bois ?

Bonjour,

On sait réduire fortement les poussières mais pas les faire disparaître complètement. Des sources rapportent que les installations visent de très faibles émissions résiduelles, pas une garantie zéro. Voici ces sources :

- Commission Implementing decision (eu) 2017/1442, 31 July 2017, tableau 12 : pour la combustion de biomasse solide dans les grandes installations, le niveau associé aux meilleures techniques disponibles pour les poussières est de 2 à 5 mg/Nm³ en moyenne annuelle pour les installations nouvelles, y compris celles de 300 MWth et plus. C’est un niveau de référence non nul, pas la mesure d’une chaudière particulière. 

- Monitoring by Control Technique - Electrostatic Precipitators, U.S. Environmental Protection Agency, fiche sur les précipitateurs électrostatiques : elle indique qu’ils peuvent dépasser 99 % d’efficacité de captage. Cela confirme une réduction très forte mais pas une promesse générale de captage total. 

- Jordi F.P. Cornette, Igor V. Dyakov, Paul Plissart, Svend Bram, Julien Blondeau, In-situ evaluation of a commercial electrostatic precipitator integrated in a small-scale wood chip boiler, Journal of Electrostatics, Volume 128, 2024, étude expérimentale : sur une petite chaudière à bois de 240 kW, un électrofiltre commercial a réduit les émissions mesurées de 94–96 % en masse et de 83–92 % en nombre de particules. C’est un exemple de chaudière de petite taille, donc pas une mesure à transposer directement aux très grosses installations. 

Pour les très grosses chaudières, les équipements principaux sont généralement un précipitateur électrostatique à sec (voir Electrostatic Precipitator, ScienceDirect) ou un filtre à manches (voir Bag Filter, ScienceDirect et Baghouse and Filters (Chapter 1, Section 6, U.S. Environmental Protection Agency, 1998).

Vous pouvez lire les conclusions européennes sur les meilleures techniques disponibles les recommandant pour la combustion de biomasse solide dans Commission Implementing decision (eu) 2017/1442, 31 July 2017.

Pour capter une partie des particules les plus fines qui passent encore, il existe le précipitateur électrostatique humide (voir le rapport Gas cleaning in flue gas from combustion of biomass rédigé par Kurt Carlsson, Firma EcoExpert, 2008, dans le cadre du projet européen ThermalNet). Un précipitateur électrostatique humide (souvent appelé WESP pour Wet Electrostatic Precipitator) est un dispositif industriel avancé conçu pour capturer des polluants fins présents dans des flux de gaz saturés en humidité, froids ou chargés en éléments collants. Contrairement à la version à sec (ESP), il utilise de l'eau pour nettoyer en continu les plaques de collecte, ce qui élimine totalement le besoin de systèmes de frappage mécanique et évite le phénomène de réenvol des poussières. Il est placé en aval du dépoussiéreur principal et intervient dans une étape de finition qui vise les particules et brouillards très fins pouvant encore rester après un filtre à manches ou un électrofiltre à sec. Ce n’est pas simplement un lavage à l’eau. Les particules sont chargées électriquement, attirées vers des surfaces collectrices, puis rincées. Les résidus ne sont donc pas détruits. Ils passent dans l’eau de rinçage et doivent ensuite être traités ou évacués. L’EPA indique des rendements de conception typiques de 99 à 99,9 % pour ces appareils mais ce chiffre n’est pas une garanti pour chaque installation (source : Air Pollution Control Technology Fact Sheet, EPA).

Fly ash penetration through electrostatic precipitator and flue gas condenser in a 6 MW biomass fired boiler / Michael Strand, Joakim Pagels, Aneta Wierzbicka, Anders Gudmundsson, Erik Swietlicki, Mats Bohgard, Mehri Sanati, montre pourquoi on parle de réduction plutôt que d’élimination. Cet exemple évalue l'efficacité d'un précipitateur électrostatique (ESP) et d'un condenseur sur la taille et la composition des particules de cendres volantes issues d'une chaudière à biomasse de 6 MW à grille mobile alimentée par des résidus forestiers humides. Dans une telle chaudière, un électrofiltre à sec réduisait les particules d’environ 96 % en nombre, mais 83 % en masse. Les résultats dépendent donc de la taille des particules, du combustible et de l’installation. 

À titre de repère, les BAT européennes de la Commission Implementing Decision (eu) 2017/1442 of 31 july 2017 paru au Journal Officiel de l'Union Européenne, donnent, pour les nouvelles installations biomasse, une plage de 2 à 5 mg/Nm³ de poussières en moyenne annuelle — une faible émission, mais pas zéro. 

En conclusion, les très grosses chaudières ont des systèmes industriels efficaces. Le précipitateur électrostatique humide (WESP) ne supprime pas tous les résidus. Et le contrôle des poussières ne suffit pas, à lui seul, à établir le bilan écologique du chauffage au bois. Cela dépend aussi de l’origine du bois et du renouvellement forestier selon l'article Emissions from Biomass Combustion, IEA Bioenergy Task 32.

Pour aller plus loin :

Évaluation technico-économique des systèmes de réduction des émissions de particules des chaudières biomasse, Ademe, 2012

Évaluation des performances énergétiques et environnementales de chaufferies biomasse, Campagne de mesure Ademe, 2016

Chaufferies biomasse et émissions atmosphériques, Collecte des rapports d'émissions des chaufferies biomasse du fonds Chaleur, Ademe, 2019

Augusto Bianchini, Francesco Cento, Luca Golfera, Marco Pellegrini, Cesare Saccani, Performance analysis of different scrubber systems for removal of particulate emissions from a small size biomass boiler, Biomass and Bioenergy, Volume 92, 2016

Arianna Parisi, Francesco Di Natale, An analytical model-based assessment of Wet Electrostatic Scrubbing for mitigating fine and ultrafine particles emissions in domestic biomass boilers, Journal of Electrostatics, Volume 129, 2024

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