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XYLOCLEAN
Dans le but de réduire les émissions de polluants des installations de combustion à bois, des activités de recherche et de développement sont menées depuis 2010 en partenariat avec l’industrie dans le cadre d’un projet dénommé XyloClean.
Lors de la première phase de celui-ci (XyloClean I), un dispositif de post-traitement des fumées constitué de composants utilisés pour la dépollution des moteurs diesel a été éprouvé sur un poêle à bois à bûches à combustion étagée.
Le poêle a été équipé d'un catalyseur d'oxydation métallique revêtu de platine et de palladium, suivi d'un filtre à particule en métal fritté et d'un ventilateur de tirage asservi. Les tests ont été effectués avec des bûches de bois standardisées (essence, forme et humidité), positionnées de manière contrôlée dans le foyer. Les résultats ont mis en évidence d'une part que la position des bûches dans le foyer du poêle a une influence primordiale sur les émissions brutes de polluants; d'autre part, qu'un réglage du tirage sur la base de la dépression à la sortie du poêle permet d'obtenir une meilleure stabilité de fonctionnement qu'avec un contrôle basé sur la température des fumées mesurées au même endroit.
Concernant les émissions de polluants, l'utilisation d'un catalyseur permet d'oxyder entièrement (100%) le monoxyde de carbone (CO), indépendamment de sa structure et de sa longueur, ainsi que du mode de réglage du tirage. Dans le cas d'un réglage de la dépression, le catalyseur permet de réduire significativement les émissions d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP - 65 à 90%), et ceci d'autant plus si la densité de cellules est élevée. L'adjonction d'un filtre à particules en aval permet toutefois d'obtenir le même effet positif qu'un accroissement de la densité de cellules. Par contre, la température des fumées au niveau catalyseur ne permet pas d'obtenir une réduction significative des émissions de méthane (CH4). L'adjonction d'un filtre à particules en aval du catalyseur permet de réduire de plus de 90% la masse de particules émises. En contrepartie, cela mène à un fort accroissement des pertes de charges entre la sortie du poêle et l'entrée du ventilateur, conduisant à une augmentation de la consommation d'électricité.
Globalement, un contrôle actif de la combustion via un réglage du tirage combiné à un post-traitement des fumées au moyen d'un catalyseur d'oxydation et d'un filtre à particules apparaît comme une solution prometteuse pour la réduction des émissions de polluants des poêles à bois à bûches.
Un premier essai d’endurance a été réalisé à l’issue de la première phase du projet pour détecter un éventuel dysfonctionnement ou une chute de performances à long terme. Aucune altération des performances n’a été constatée. Plusieurs auto-nettoyages spontanés des composés organiques ont toutefois eu lieu.
Le projet se poursuit actuellement dans le cadre d’une seconde phase (XyloClean II) qui vise d’une part à poursuivre le développement du système de post-traitement des fumées d’une poêle à bois et, d’autre part, de développer un système fermé de filtration adapté aux chaudières à bois. Dans le cas du poêle à bois, il s’agit d’étudier le remplacement de la combinaison d’un catalyseur d’oxydation et d’un filtre à particule par un filtre à particules catalytique et de développer un dispositif de contrôle du tirage et de régénération active du filtre à particules. Dans le cas de la chaudière à bois, l’objectif est de développer un dispositif de pré-filtration cyclonique suivi d’un système fermé de filtration. Par ailleurs, le projet a aussi pour but de caractériser en détail les émissions particulaires en déterminant leur nombre en fonction de la taille ainsi que la concentration massique, et cela avant et après post-traitement des fumées. La fin de cette seconde phase est planifiée pour la mi-2019.