Projet terminé : "Combustion du bois et production d’énergie dans les bâtiments"
Combustion du bois cause la pollution de l’air. Ce projet a démontré que les chaudières automatisées sont préférables, que les équipements manuels doivent être utilisés de manière correcte et que le monoxyde de carbone est un bon indicateur de la présence de polluants nocifs.
Le potentiel durable du bois permet de faire progresser la contribution du bois à l’approvisionnement énergétique de la Suisse de 3,8% à 7,3%. Dans cette optique, il convient cependant d’éviter le conflit d’objectifs entre neutralité CO2 et pollution de l’air.
L’objectif du projet conjoint "Combustion du bois et production d’énergie dans les bâtiments" du PNR 70, mené sous la direction du Prof. Thomas Nussbaumer était d’approfondir les connaissances en lien avec la formation des polluants lors de la combustion du bois, afin de déterminer des conditions de fonctionnement optimales, de développer des technologies à faibles émissions et de déduire des stratégies de contrôle de la pollution atmosphérique. Le projet a étudié les moyens d’utiliser l’énergie du bois en limitant l’impact sur la qualité de l’air ambiant et s’est concentré sur la nocivité des gaz de fumée en tenant compte à la fois des polluants primaires et secondaires.
Neuf appareils de combustion du bois différents ont été étudiés par le laboratoire de recherche en bioénergies de la Haute École de Lucerne, et des analyses complémentaires ont été réalisées par le laboratoire de chimie atmosphérique de l’Institut Paul Scherrer (PSI). Les dispositifs de combustion testés comprenaient des poêles à bois et des chaudières à commande manuelle, un poêle à pellets, une chaudière à pellets et une chaudière à grille mobile automatique. Les appareils ont été utilisés avec différents combustibles et dans différentes conditions, ce qui a permis d’isoler pas moins de 51 paramètres. La teneur des gaz de fumée en monoxyde de carbone (CO), en méthane (CH4), en composés organiques volatils non méthaniques (COVNM), en carbone suie (eBC), en aérosols organiques primaires (AOP), en monoxyde d’azote (NOX), en particules fines (PM), en aérosols organiques secondaires (AOS) et en dérivés réactifs de l’oxygène liés aux particules (PB-ROS) a été analysée. Par ailleurs, des tests in vitro de cytotoxicité ont été menés sur des échantillons de gaz de fumée au laboratoire de bioscience de la Haute École de Lucerne.
L’examen d’un cycle de combustion complet révèle des émissions de CO, de COVNM, d’eBC et d’AOP 3 à 2400 fois supérieures sur les appareils manuels que sur les appareils à fonctionnement automatisé. Sur les appareils manuels, on constate une forte formation d’AOS, pouvant atteindre 50% à 69% des PM totales, alors que la teneur en AOS est négligeable lors d’une combustion automatisée en conditions stables. Les PB-ROS sont 4 à 20 fois plus élevés dans les aérosols organiques âgés que dans les aérosols frais. De fortes corrélations ont été mises en évidence entre le CO et les polluants primaires nocifs (eBC, COVNM et AOP), les AOS et la cytotoxicité. Le CO apparaît par conséquent comme un paramètre facilement mesurable, pouvant donner une première indication de la nocivité des gaz de combustion.