Les bûches, les copeaux de bois, les débris de brosses et les herbes servent de biomasse ligneuse - des carburants renouvelables adaptés à la production de chaleur et d’électricité. La combustion des matériaux ligneux est le système de chauffage d'origine de la maison, car il est prouvé que les peuples préhistoriques brûlaient des matériaux ligneux dans des grottes pour chauffer des milliers d'années avant que quiconque ne se rende compte que le charbon ou d'autres matériaux pouvaient être brûlés pour produire de la chaleur. Et même dans un passé pas si lointain, comme dans l'Amérique coloniale, la combustion de bûches de bois dans une cheminée ou un poêle à bois était le principal moyen de chauffer une maison.
Aujourd'hui, les cheminées et poêles à bois restent un moyen viable de fournir de la chaleur, bien que l'utilisation de conceptions traditionnelles relève désormais plus de la nostalgie et de l'atmosphère que de la fonctionnalité.
Attention
Lorsque le bois brûle, il libère des gaz dangereux (oxyde d'azote et monoxyde de carbone) et de la suie (particules). Pour éviter les problèmes de pollution, les foyers, poêles à bois et appareils et installations à bois doivent être correctement conçus et recevoir des permis qui respectent les réglementations et normes en matière de qualité de l'air.
Des cheminées du 19e siècle aux chaudières institutionnelles
Là où ils existent encore dans les maisons d'aujourd'hui, ces cheminées à l'ancienne ouvrent davantage pour l'ambiance que pour le chauffage, car leur conception est intrinsèquement inefficace en termes de consommation d'énergie. Tandis qu’une cheminée à foyer ouvert est confortable et chaude dans les environs immédiats de la cheminée, les courants de convection naturelle la poussent à aspirer de l’air intérieur par la cheminée. Plus d'un propriétaire a remarqué que lorsqu'un feu de cheminée crépite dans la tanière ou la salle familiale, il aspire également de l'air froid autour des fenêtres et des portes d'autres parties de la maison. En outre, le foyer ou le poêle à bois traditionnel n’utilise que 15% environ de l’énergie potentielle stockée dans le bois, de sorte que ces conceptions anciennes cèdent de plus en plus le pas à des méthodes moins énergivores.
Les feux de bois ont aussi l’inconvénient majeur de créer de la pollution atmosphérique. Dans certaines régions du pays, il existe des restrictions légales à l'utilisation de cheminées et de poêles à bois. Dans le Colorado, par exemple, où l’on peut penser qu’un foyer à bois est presque obligatoire, la fumée de bois est un risque de pollution tel que les foyers et poêles à bois non certifiés ne sont pas autorisés à une altitude inférieure à 7 000 pieds, et lorsqu'ils sont utilisés, ils doivent être des unités spécialement conçues à cet effet, conçues pour servir de source de chaleur principale et non pour un usage ornemental. À certaines périodes de l'année, considérées comme des "journées de grande pollution", il est parfois totalement interdit de brûler du bois dans des foyers non certifiés.
Pour cette raison, lorsque la combustion du bois est souhaitée comme stratégie de chauffage domestique, les systèmes impliquent désormais généralement des fours scellés ou des poêles à granulés qui brûlent des granulés de biomasse comprimée. Il existe également des conceptions de foyers et de poêles qui utilisent des chambres de combustion scellées et des fonctions de circulation d'air mécanique. Il existe une industrie dynamique pour convertir les anciens foyers à des conceptions «certifiées» plus éconergétiques. La conception vise à brûler le bois à des températures plus élevées, ce qui minimise les particules qui s'échappent sous forme de fumée et tire le plus d'énergie possible du bois brûlé comme combustible. L’EPA dispose d’un programme de certification des poêles à bois et des foyers encastrables. Parmi les styles approuvés, les poêles à bois catalytiques brûlent plus proprement (n'émettant pas plus de 4, 1 grammes de particules par heure).
À plus grande échelle, la biomasse ligneuse peut faire fonctionner des chaudières qui chauffent des écoles, des bureaux, des institutions et des installations de fabrication. Les plus grandes installations alimentées au bois produisent généralement à la fois de la chaleur et de l'électricité. Ces systèmes de «cogénération» d’énergie thermique et électrique sont en fait les plus éconergétiques.
Comme toute source d'énergie, la biomasse ligneuse a ses avantages et ses inconvénients en tant que source d'énergie.
Avantages
Le coût net en carburant est meilleur marché que le mazout, le gaz naturel ou le charbon.
La biomasse ligneuse peut être cultivée et achetée localement, bénéficiant ainsi aux économies locales.
Le carburant (sous forme de grumes, de copeaux de bois, de débris de brosses, d'herbes et de déchets de bois d'œuvre) est largement disponible, renouvelable et durable.Les prix du carburant sont relativement stables.
Les poêles à granulés, qui brûlent des granulés à base de biomasse ligneuse comprimée, sont relativement non polluants et sont approuvés par l'EPA.
Avec une ingénierie appropriée, les systèmes de chauffage au bois émettent dans l'air moins de polluants que le charbon et le pétrole.
Au cours de son cycle de vie, la biomasse est une source de carburant neutre en carbone.
L'utilisation des déchets forestiers améliore la santé de la forêt. En éliminant les impasses de la forêt, cette pratique peut réduire les risques d'incendie de forêt.
Les inconvénients
L'utilisation constante nécessite un approvisionnement continu de grumes, de copeaux de bois ou d'autres biomasses.
Les systèmes à bois nécessitent plus d'espace pour stocker du combustible volumineux.
Les cendres résiduelles qui restent après la combustion doivent être éliminées correctement et en toute sécurité.
La plupart des poêles à granulés et des cheminées étanches ont besoin d’électricité pour faire fonctionner les ventilateurs de circulation.
Le coût en capital initial de la construction d’une importante installation de production d’énergie à base de bois peut être élevé; des années peuvent être nécessaires pour réaliser des économies.
Comparés aux systèmes de chaudières à gaz ou à mazout classiques, les systèmes à bois nécessitent une chaudière plus grande pour gérer le combustible.
Les systèmes automatisés de convoyeurs de copeaux de bois et les équipements de traitement du combustible doivent être surveillés de près pour éviter les bourrages et les arrêts du système.
Le combustible en copeaux de bois varie en fonction de la taille, de la teneur en humidité et de la teneur en énergie. Le carburant standard non séché ou «vert» contient de 30 à 55% d'eau, ce qui ralentit la combustion.
L'équipement pour sécher les copeaux de bois et améliorer l'efficacité est très coûteux. Remarque: le bois sec est hautement inflammable et nécessite un système de chaudière sophistiqué.