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Les filtres à particules et les filtres catalytiques


La pression est forte pour rendre l'énergie bois plus propre, elle qui est déja verte.
Avant de parler des technologies, rappelons l'importance d'utiliser des appareils performants, bien dimensionnés, bien installés, bien ramonés avec un combustible de qualité. A ce sujet, l'Ademe précisait dans son étude d'impact 2014/2016 avec le Ceric que le passage de 40% à 100% de bois sec permettrait de diviser par 4 les émissions totales de particules !

 

Les filtres à particules et les filtres catalytiques pour limiter les émissions de polluants du chauffage au bois

La combustion du bois libère un certain nombre de polluants. C’est d’autant plus vrai lorsqu’on utilise des appareils anciens, des foyers ouverts, ou encore des combustibles bois de mauvaise qualité. Les principaux polluants émis par le chauffage au bois sont les particules fines PM10 et PM2.5, les HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques), les oxydes d'azote (NOx), les composés organiques volatils (COV), ainsi que, dans une moindre mesure, du dioxyde de soufre (SO2) et du monoxyde de carbone (CO).

Le parc domestique des appareils de chauffage au bois est majoritairement concerné par ces émissions. Pour que ces émissions de particules fines ne freinent pas le développement du bois énergie, il existe des solutions de combustion catalytique et de filtrage des particules fines (plus de détails techniques ici en notant que nous ne traiterons pas des technologies  « cyclone » ou de « filtres à manche » qui n’ont à notre connaissance pas encore d’applications pour le grand public).

Illustration catalyseur et electrofiltre pour conduit de chemineeIllustration catalyseur et electrofiltre pour conduit de cheminee

 


Les filtres catalytiques

 

Rappelons tout d’abord comment fonctionne la combustion catalytique :

Les appareils à combustion catalytique exploitent le phénomène naturel de la catalyse. Le principe est de forcer les gaz non brulés, lors de la première étape de combustion, à passer à travers une structure alvéolée avant d'être évacué dans le tuyau à fumée. Le revêtement de ces alvéoles avec des composants appelés catalyseurs (ex. cuivre ) abaisse le point d’inflammation des gaz qui traversent la structure alvéolée, ce qui permet aux appareils à combustion catalytique de fonctionner à des régimes de combustion faibles tout en assurant une combustion propre. Ce système est généralement très efficace, mais le filtre doit être remplacé régulièrement (2 à 6 ans).

Pour les appareils domestiques, il existe aujourd’hui des filtres catalytiques qui permettent de réduire de 80% les émissions polluantes de la combustion grâce à une réaction chimique contrôlée. Le processus d‘épuration s’active sur les fumées à une température comprise entre 180°C et 500°C. Les filtres catalytiques fonctionnent sans électricité.

 

Quelques exemples  de filtres catalytiques:

- PALAZZETTI propose la solution O2RING  qui permet d’attaquer le problème des émissions de particules fines du bois-énergie, en particulier à l’allumage et au rechargement des cheminées. Le filtre est recyclable et peut-être reconditionné après 6/8 ans d’utilisation.  Le clapet optimise la combustion durant les phases d’allumage, d’ouverture de la porte ou de rechargement. La grande innovation tient au fait que le clapet fonctionne automatiquement dès que l’on ouvre la porte du foyer. Cette innovation a reçu le Grand Prix du concours de l’innovation lors du salon bois énergie 2011

- FONDIS a également conçu un système efficace de traitement des fumées : le Zéro CO. La technologie intègre un catalyseur de type métallique directement dans la partie supérieure du foyer. À l’intérieur du catalyseur, les matières organiques polluantes s’oxydent et deviennent alors non polluantes. Zéro CO fonctionne à tous les stades de la combustion et plus particulièrement dans les phases critiques de pollution (allumage et extinction).

- POUJOULAT a développé une solution fiable et innovante sur la base du brevet européen de la société Fondis. Cette solution permet de réduire l’émission de CO pour des appareils installés dont les caractéristiques techniques ne sont plus en accord avec les exigences actuelles.

 

Les filtres à particules ou éléctrofiltres (EF)

 


Fonctionnement du filtre à particule

Les filtres à particules sont généralement des équipements simples qui se placent à l’extérieur des habitations sur le conduit d’évacuation des fumées. Ils fonctionnent tous avec de l’électricité sur le principe de « séparation électrostatique des particules ». Les particules fines contenues dans les fumées sont ionisées et s’agglutinent sous la forme de flocons sur la paroi intérieure du conduit. Ces filtres peuvent être utilisés avec presque tous les systèmes de combustion au bois jusqu’à 50 kW.

 

Quelques exemples de filtres à particules

RÜEGG a développé le filtre «Zumik®on» qui est positionné au centre du conduit de fumée, il est capable d’éliminer plus de 80% des particules fines issues de la combustion du bois.

OEKESOLVE a développé le filtre électrostatique à particules fines OekoTube qui est capable d’éliminer jusqu’à 95% des particules fines contenues dans le gaz des fumées.

POUJOULAT a développé l’éléctrofiltre TopClean en intégrant le système Oekotube.
Chez Dalkia, dans le cas des chaufferies (ou centrales biomasse à très forte puissance Min. 2000 kW), les taux de rejets mesurés en présence d'un "EF" sont généralement compris entre 15 et 45 mg/Nm3 ( la limité légale étant fixée à 50 mg pour simplifier)

A noter : Dans le milieu industriel, on fait aussi appel à des filtres à manches (utilisation de filtres pour séparer les poussières). Ils sont plus compliqués à exploiter que les "EF" mais donnent de meilleurs résultats (émissions inférieures à 15 mg/Nm3 selon Dalkia).

 

Conclusion

Dans le secteur domestique (pour les particuliers), les filtres à particules ou catalytiques, même s’ils permettent de réduire très significativement les rejets, restent relativement coûteux et sont difficilement applicables à grande échelle sans une évolution de la réglementation (comme on a pu le voir  avec les PPA ou « Plan de Protection de l’air » dans la Vallée de l’Arve, à Paris dès 2015 et ceux en préparation) voire peut être une industrialisation de leur fabrication.

A défaut, une aide financière sous forme de subventions pour les particuliers pourrait permettre de favoriser le développement de ce produit comme en Suisse où les cantons accordent des aides à l’investissement pour cet équipement.

En attendant la diminution des rejets polluants dans l’air passera par une évolution des appareils.  Les appareils labélisés Flamme verte garantissent une qualité, un rendement, et des performances énergétiques et environnementales accrus. Les appareils 7 étoiles autorisent un rejet maximal de 40 mg (par m3). Les granulés ont aussi des caractéristiques qui permettent le plus souvent d’émettre des quantités très faibles de polluants.

Toutefois, l'analyse de l'énergie grise et du bilan sur l'effet de serre des différents modes de chauffage positionne le bois comme la plus intéressante de toutes les énergies. Il émet 4 à 20 fois mois d'équivalent CO2 que les énergies classiques.  

Un climat vivable ou un air respirable ?…on espère ne pas avoir à choisir…d’où l’intérêt de bien isoler son habitation…

 

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COMMENTAIRE(S) :

Cyril (50750) le 12/02 :

Manolis,
C'est un gros probleme de fonctionnement et même de securite. Il est urgent de regler cela ! faites venir votre installateur ou un ramoneur ou une societe d'entretien. C peut etre un probleme d'arrivée d'air, de ramonage, de reglage du poele, de conduit, de ventilateur qui resulte en 1 souci de tirage https://www.poelesabois.com/dossiers-speciaux/tirage-depression-installation-conduit.php
Manolis (50750) le 07/02 :

Bonjour,
Mon poêle à granulés est relié à un tubage concentrique et de la fumée / particules repartent dans la gaine d'arrivée d'air du poêle, ce qui encrasse rapidement les différents éléments du poêle (bougie, durites et moteur d'extraction d'air). Auriez-vous une idée pour résoudre ce problème ?
Cordialement
Cyril (51390) le 02/02 :

Martine
Pour la vitre noire lire https://www.poelesabois.com/dossiers-speciaux/vitre-du-poele-noircie.php (souci d'arrivée d'air, de bois ou de conduit).
Pour le tirage voir "les elements qui influencent le tirage" https://www.poelesabois.com/dossiers-speciaux/tirage-depression-installation-conduit.php Si pb de conduit,1 extracteur? https://www.poelesabois.com/dossiers-speciaux/extracteur-air.php
Martine (51390) le 02/02 :

Cheminée installée en mars 2023. A chaque fois que j'ouvre la porte de la Cheminée, la fumée sort . J'ai de la poussière noire partout et l'odeur me pique le nez. Le carreau est noir. Que faire Svp ?
Yves (41160) le 08/10 :

Bonjour,
J'ai un poêle VERMONT Casting Encore mis en service en 2008. Si ce poêle chauffe très bien par contre c'est la galère pour veiller à son bon fonctionnement, de plus le surcoût du catalyseur qui a une durée de vie limitée (2 à 5 ans). Pour trouver les pièces détachées c'est impossible en France.
Eric (33730) le 24/02 :

Bonjour
Je recherche un filtre pour continuer à brûler mon bois classe B sans polluer
Merci de votre réponse
Cyril (56) le 11/01 :

François
Les filtres dont nous parlons ici concernent la filtration des fumées. L'air chaud rejeté dans la pièce n'a pas a etre filtré sinon il y a un souci : soit le conduit n'est pas etanche et c'est très dangereux soit le conduit est proche de materiaux qu'il monte en temperature ce qui genere des suies...et c'est dangereux. A voir avec 1 ramoneur & ou le proprietaire. Appelez le + lettre AR.
Francois (56) le 07/01 :

Bonjour, les 3 grilles laissant passer l'air chaud de ma cheminée à insert rejettent anormalement de fines particules de suie qui se déposent sur le mobilier à proximité (TV, livres, meubles...). Il ne devrait sortir uniquement que de l'air chaud. Etant locataire avec un propriétaire bof bof, je pensais mettre un filtre derrière les grilles (17,5 x 22,5) Quelle matière me conseilleriez-vous? Merci
Evelyne (59) le 13/12 :

Bonjour, j’habite dans une nouvelle construction avec un chauffage sol et pompe à chaleur. La maison a obligatoirement été dotée d’un système de vmc double flux , ce qui fait que les fumées des différents voisins mais surtout ceux d’en face pénètrent dans l’habitation par la vmc. Nous avons installé un caisson supplémentaire avec un filtre à charbon sur le système de la vmc. Aucune amélioration.
Cyril (38) le 13/10 :

Serge,
Il y a la grille d'aeration qui permet de faire rentrer de l'air frais dans la piece pour la combustion de l'appareil. En general il y a un petit grillage mais plus il est fin plus la grille doit etre large pour qu'assez d'air passe.
Il y a les grilles d'aeration dans la maison pour que l'air chaud se diffuse. Cet air ne doit pas etre polué, c'est juste de l'air chaud. Pas besoin de filtre.
serge (38) le 12/10 :

Bonjour

existe t'il un filtre pour mettre sur la grille d'aération?

merci
Marie (29) le 22/07 :

@valerie bonjour nous rencontrons le même problème que vous, avez vous trouvez une solution depuis ?
Cyril (44) le 30/01 :

Sonia
1/ Rappelez lui la notion de bon voisinage
2/ Verifiez que son installation est aux normes sinon son installateur est en faute
* l'installation doit etre etanche avec un appareil certifie etanche par le cstb
* la sortie de fumee doit etre a 2 m de tout ouvrant chez lui
* la sortie doit etre 3m de chez vous, a 6m de votre ouvrant
voyez https://cutt.ly/2rT0KFA tiré de la formation Qualibois
francis (79) le 28/01 :

Bonjour,
Malgré l'utilisation de bois de 2 ans de séchage ou plus, je souhaite compléter le tubage Poujoulat par un filtre à particules. Ma chaudière bi-combustibles à bois et relais fuel a une puissance nominale de 18 W, et un maxi de 22 W.
sonia (57) le 26/01 :

Bonjour, c'est pas moi mais mon voisin direct qui me pollue avec la ventouse qui est sur son toit à hauteur de ma fenêtre. Il ne veut savoir , il dit que le pellet ce n'est pas du bois et que ce n'est pas dangereux. Que faire ?
Gael (99) le 06/11 :

@robin, bonjour, je suis fabricant de poêles à bois et il y a une chose que j'ai apprise c'est que lorsque le bois est bien sec et de bonne qualité il y a très peu de fumée qui sort du conduit. Qui dit beaucoup de fumée, dit bois pas suffisamment sec. Je mettrais ma main au feu (!!) que cela n'a rien à voir avec le poêle. Très belle journée à tous!
Gael de Charnwood
Cyril (44) le 06/11 :

@Robin
Enroués ? A ce point ?!
Utilisez vous du bois bien sec ? Le poele fonctionne t'il a un bon regime ?
Sinon c'est une affaire de conduit ou d'appareil...installé en quelle année ?
Avant le palliatif, essayez de regler la cause du probleme ?
A la limitez mieux vaudrait exposer vos soucis dans le forum
robin (69) le 05/11 :

Bonjour Mes voisins se plaignent des fumées et des odeurs de notre poele pourtant 5 * , je pense en effet que si nous étions plusieurs a en avoir un la vie du quartier serait un gorille dans la brume version particules fines ce qui est pire que le co2 m'a ton dit , en effet nous sommes tous enroués en période de chauffage ?quel type de filtre à particules efficace me conseillez vous poele invicta
alain (13) le 23/06 :

bonjour j ai un four a bois epherm pro merci de me conseiller au sujet du filtre a particule cordialement monsieur rouah ...num 06/44/73/46/12..
valerie (83) le 13/04 :

Bonjour, je possede une pizzeria avec four à bois la voisine se plaint de rejet de particule dans son jardin. depot de plainte je suis obligée de mettre un filtre. que pouvez vous me conseiller ? j' ai 1 mois 1/2 pour faire les travaux.
cordialement
valerie
xavier (31) le 12/11 :

Bonjour,
Je suis gérant d'une petite menuiserie en rénovation de fenêtres et cherche une solution pour chauffer mon batiment (voire produire de l'électricité) avec tous les vielles menuiseries bois (peintes ou lasurées généralement avec forcément COV, plomb... ) mais ne souhaite pas polluer mes voisins ni intoxiquer mes salariés.... payer pour incinérer ou exploiter les déchets?
fabienne (77) le 09/01 :

bonjour, j'ai un insert-chaudière. J'habite un village de 250 habitants où je n'ai déjà plus le droit de brûler mes déchets d'arbres et feuilles. Quel système puis je installer pour réduire mes émissions de polluants?
Cyril (97) le 12/04 :

@Diier
Nous esperons que les informations dispensées sur cette page vous auront ete utiles. Consultez un professionnel pour conseil et devis personnalisés.
Didier (97) le 08/04 :

Bonjour , je possède un four à pizza à bois de marque Marana Fiorni , les voisins (+ de mètres) se plaignent des nuisances des rejets de fumés .que puis je faire ? Quel filtre je peu installer et à quel prix .Mon restaurant se trouve Guadeloupe .
Bien cordialement
Didier
Cyril (44) le 16/02 :

Bonjour Jean ALbert, j'espere que vous aurez trouvé ici des informations utiles pour vous diriger
jean-Albert (74) le 15/02 :

Bonjour,
je souhaite un devis pour filtrer les rejets de mon poêle de masse. dans un appartement au rez de chaussée d'un immeuble de 2 étages.
d'autres part président à Passy 74190 de l'AVP. (PPA de la vallée de l'Arve) et je souhaite des renseignements pour informer les élus sur ces filtres de fumées.
Cordialement,
JAL

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