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N²Air permet de produire des granulés avec un large panel d’essences de bois

Article paru dans le Bioénergie International n°85 de juin 2023

Vert Déshy a fait le choix de proposer le bon réglage permanent à ses clients, photo Vert Déshy

En Europe et en France, une majorité de granulés de bois à usage énergétique est produite à partir d’essences résineuses. Ceci est le fruit historique d’une disponibilité en matière première, plus centralisée et plus abondante dans les scieries résineuses que dans les scieries feuillues, de plus petites tailles. Mais le choix de cette matière première n’est dicté par aucune considération technique spéciale concernant la fabrication elle-même des granulés. Dans le Monde, les granulés sont d’ailleurs aussi bien produits avec des bois feuillus que résineux, cela dépendant des disponibilités locales. Il existe bien quelques différences physiques entre les granulés, selon les essences, mais aussi selon la nature des sols et le climat où a poussé le bois, mais celles-ci n’influent pas sur les critères de qualité des différentes certifications, toutes basées sur la norme ISO 17225-2. Par contre, ces légères différences peuvent induire des comportements au feu variables, nécessitant alors de refaire le réglage du poêle à chaque changement de lot de granulés.

Pourquoi régler les poêles à chaque changement de lot de granulés ?

Les premiers résultats d’une étude en cours au laboratoire LERMAB de l’Université de Lorraine à Épinal montrent que le bon réglage d’un poêle à granulés permet de garantir d’une part son bon fonctionnement (peu de mâchefers, vitre propre) et d’autre part d’obtenir des performances proches de celles annoncées par les constructeurs (puissance, rendement, émissions de particules). Ainsi, la plupart des poêles à granulés peuvent-ils atteindre de très bonnes performances, mais à la condition de procéder à des réglages adaptés à chaque combustible utilisé.

A chaque lot de granulé son réglage, image N2Air

La qualité de la combustion dans un poêle à granulés, ou même dans une chaudière à granulés, dépend, entre autres choses, de la vitesse de rotation de la vis d’alimentation, ou de l’écluse d’alimentation sur certains modèles. Or, la quantité massique de combustible déversée dans le foyer dépend des caractéristiques du granulé : densité, humidité et principalement distribution de longueur. Par exemple, un sac contenant majoritairement des granulés courts va mieux remplir la vis d’alimentation qu’un sac contenant des granulés majoritairement longs. Ainsi la variation de puissance d’un poêle, pour une même vitesse de vis, peut varier de +/- 30 % en fonction du granulé acheté !

Un bon réglage peut réduire les émissions de particules fines de 20 à 50 %, photo Inovalp

L’étude en cours au LERMAB montre que le bon réglage permet de gagner de 2 à 20 % de rendement de combustion, des performances qui s’expriment aussi au niveau des émissions de particules fines, un bon réglage pouvant les réduire de 20 à 50 % !! L’écart le plus important est observé lors du passage d’un granulé d’essences purement feuillues à un granulé d’essences purement résineuses, et vice-versa. Ainsi, même si toutes les essences de bois peuvent brûler aussi bien les unes que les autres dans un poêle, c’est à la condition de régler spécifiquement l’appareil en respectant les caractéristiques particulières des granulés.

La fin d’une contrainte forte pour les producteurs de granulés

Jusqu’à présent, le réglage des poêles n’étant pas à la portée des utilisateurs, ceux-ci se contentent de ne pas changer ce réglage lors d’un changement de lot de granulés, tout simplement car il n’y a pas d’alternative. Ainsi, pour garantir un usage satisfaisant des granulés, cette situation impose jusqu’à aujourd’hui aux producteurs de granulés de bois un choix limité de matières premières. Car les producteurs s’astreignent à adapter les caractéristiques de leurs granulés aux préréglages en usine des poêles et de ne plus en bouger. Pour cela, ils doivent maintenir des caractéristiques stables de leurs granulés en utilisant une matière première qui doit rester la plus régulière possible tout au long de l’année, et d’origine résineuse, les constructeurs d’appareils ayant pris ces essences en référence pour les réglages usine.

La solution N2Air apporte aux producteurs de granulés une plus grande souplesse d’approvisionnement en matière première, photo Frédéric Douard

Le problème est qu’aujourd’hui en France par exemple, les ressources en produits connexes de scieries résineuses, et même les ressources en forêts résineuses, se tarissent avec la forte utilisation de ces produits dans l’industrie des matériaux et dans celle du granulé de bois, ce qui à terme pourrait contribuer à limiter le développement même du granulé s’il devait rester exclusivement résineux. Par conséquent, et de manière obligatoire, la croissance du marché français passe par la mobilisation des produits connexes de l’industrie du bois feuillu, ainsi que par la mobilisation des petits bois feuillus forestiers, sachant que la ressource forestière feuillue française est très abondante et mal valorisée. C’est pour ces raisons que dans un avenir très proche, le phénomène étant déjà amorcé, de plus en plus de granulés avec un taux d’essences feuillues plus important arriveront sur le marché. La conséquence directe sera que les utilisateurs seront de plus en plus confrontés à des variations sensibles des caractéristiques d’un lot de granulé à un autre, et connaîtront des dysfonctionnements si les appareils ne sont pas réglés à chaque fois.

La ressource forestière feuillue est mal valorisée en France et constitue la seule ressource disponible pour accroitre la production française de granulés, photo Frédéric Douard

N²Air, une application qui permet de régler les poêles à chaque changement de lot de granulés

L’application N2Air, image N2Air

N²Air est une start-up française qui offre une solution technologique et une application mobile permettant de régler les poêles à granulés précisément en fonction de chaque lot de granulés acheté par le consommateur final. Cette société a été créée par Jeremy Hugues-Dit-Ciles, ingénieur des Mines d’Alès, et qui depuis la fin du 20e siècle, travaille sur le granulé de bois. L’équipe N²Air s’appuie également sur les compétences de trois entités techniques : le laboratoire de l’entreprise basé à Toulouse-le-Château dans le Jura et animé par plusieurs ingénieurs, le laboratoire LERMAB à Epinal, rattaché à l’Université de Lorraine, hébergé à l’ENSTIB et dirigé par le professeur Yann Rogaume, et la société Quarks Solutions à Besançon, créateur et éditeur de logiciels, et spécialiste international de la traçabilité et du risque chimique.

La solution N²Air s’appuie sur le fait que les poêles à granulés sont conçus pour que l’installateur ou l’utilisateur puisse effectuer des réglages sur l’amenée du combustible et sur le débit d’air comburant afin d’obtenir la meilleure combustion possible, de consommer le moins possible et d’émettre le moins de particules fines possible. Le souci est que personne aujourd’hui ne sait définir ces paramètres en fonction des granulés utilisés. Jusqu’à présent, la pratique revient donc à appliquer des recettes conseillées par le constructeur ou par le distributeur du poêle, en contraignant le client de se fournir auprès d’une marque de granulés bien spécifique, alors même que la qualité peut aussi varier selon les approvisionnements au sein d’une même marque.

Scanner le sac et régler, image N2Air

Comment fonctionne l’application N²Air ?

La solution N²Air fait interagir les différents échelons de la filière, depuis l’ensachage du granulé, en passant par le constructeur du poêle et l’installateur, et au final le client, pour arriver au résultat escompté, un bon réglage.

Pupitre de stoechiomètre N2Air, photo Jeremy Hugues-dit-Ciles

L’idée novatrice est d’installer les moyens techniques et l’intelligence nécessaire au bon réglage des poêles, non pas dans chaque appareil, ce qui les rendrait plus chers à la vente, mais dans les usines de production de granulés elles-mêmes, à la source, le nombre d’équipements à prévoir étant ainsi considérablement réduit. Et pour garantir des performances élevées aux poêles, quelles que soient les variations des caractéristiques du combustible, l’idée est de placer chez le producteur de granulés, pour optimiser la combustion de façon automatique, le niveau d’équipements qui est utilisé dans les laboratoires d’essais.

N²Air installe donc des stœchiomètres sur les sites d’ensachage, chez les producteurs et chez les distributeurs qui achètent en vrac. Ces stœchiomètres, qui sont physiquement matérialisés par des poêles à granulés équipés d’instruments de mesure, permettent de caractériser les granulés par un test de combustion en situation réelle. Il suffit pour cela qu’un opérateur prenne un sac de granulés toutes les huit heures à la sortie de l’ensacheuse et qu’il teste cet échantillon dans le stœchiomètre, par sa combustion. Dans le même temps, le stœchiomètre pilote l’imprimante de l’ensacheuse qui appose un QR code unique sur les sacs et qui fait référence à un même lot, ce code donnant accès par la suite aux caractéristiques exactes du lot mesuré. Et par connexion internet, le stœchiomètre envoie les informations de mesure du lot aux serveurs de N²Air et qui sont appariées au QR code dudit lot. Le premier producteur français à être équipé d’un stoechiomètre N²Air est Vert Déshy dans l’Ain.

L’utilisateur n’a qu’à flasher le QR code présent sur le sac qu’il utilise à l’aide de son téléphone, photo N2Air

L’utilisateur n’a ensuite plus qu’à flasher le QR code présent sur le sac qu’il utilise à l’aide de son téléphone. L’application y apparaît alors automatiquement, sans qu’il y ait besoin de la télécharger sur un store Apple ou Android, et va se connecter à la base de données N²Air. Le réglage s’affiche alors sur l’écran du smartphone et l’utilisateur n’a plus qu’à saisir la recette d’alimentation en granulé et/ou en air (en fonction des poêles) dans le menu du poêle pour finaliser le réglage. Une petite vidéo tutorielle sera disponible par un lien sur le téléphone pour expliquer à l’utilisateur comment naviguer dans le menu du poêle et saisir les recettes au bon endroit. Cette opération pourra même être automatique pour les poêles des constructeurs partenaires de N²Air, en un seul clic après flashage du QR Code, par liaison Bluetooth ou wifi.

Enfin, pour toutes les interventions de dépannage et de maintenance, les opérateurs pourront eux aussi profiter des services de l’application et gagner un temps précieux en réglage et remise en service des appareils, avec possibilité d’éditer un rapport de mesures tel que la loi française le prévoit par exemple pour les chaudières de 4 à 400 kW lors de l’entretien annuel (Arrêté du 15 septembre 2009).

Une batterie d’avantages pour les producteurs de granulés

Le recours à la solution N²Air apportera en premier lieu aux producteurs de granulés une plus grande souplesse d’approvisionnement. Ils pourront ainsi s’affranchir de l’obligation de devoir garantir des caractéristiques de bois régulières tout au long de l’année pour pouvoir toujours produire le même granulé. La production pourra ainsi se réaliser avec moins de contraintes, plus d’opportunités d’approvisionnement, tout en restant dans le cadre des qualités de la norme ISO 17225-2.

Les moyens techniques de la solution N2Air sont installés directement dans les usines de production de granulés, photo Frédéric Douard

Par ailleurs, la mise en place des QR code permettra une traçabilité beaucoup plus aisée aux producteurs. Chaque sac détiendra un horodatage et un numéro de lot permettant de retrouver ses caractéristiques en quelques clics dans la base de données N²Air. Ainsi avec une autre application N²Air-Producteur, celui-ci pourra même d’un simple flash de sac retrouver toutes les informations de sa production, bien plus rapidement qu’un horodatage classique avec un archivage maison. Notons également qu’à terme, comme pour tous les produits de consommation courante, l’horodatage sera rendu tôt ou tard obligatoire.

Les producteurs pourront également récupérer des informations précieuses en provenance des utilisateurs de leurs granulés. Ainsi, à partir des flashs réalisés par les clients, N²Air sera en capacité de transférer les informations, que seul le producteur pourra lire, tels que les moments, les lieux, les prix, les volumes des paniers achetés, ainsi que le moment précis où le sac est mis dans le poêle, ou encore le nombre de sacs en stock chez le client, ce qui permettra de faire des projections fort utiles sur la demande à venir.

Le stoechiomètre N2Air permet aux techniciens de la production d’appréhender en flux tendu les résultats de leur travail, photo Frédéric Douard

Enfin, le fait de brûler trois fois par jour un lot de granulés qu’ils produisent, permettra aux techniciens de la production d’appréhender en flux tendu les résultats de leur travail et de pouvoir corriger des paramètres avec juste huit heures de décalage sur la production. Cette pratique contribuera également à instruire ces techniciens sur les comportements au feu du produit qu’ils fabriquent tous les jours, alors que jusqu’à maintenant, ils produisent à l’aveugle et ne connaissent les problèmes que plusieurs semaines voire plusieurs mois après l’ensachage.

Un démarrage dès l’automne 2023

L’application N²Air sera en ordre de marche dès la saison de chauffe 2023/24 pour tous les producteurs de granulés qui, comme Vert Déshy, ont fait le choix de proposer le bon réglage permanent à leurs clients, un gage de sérieux, d’efficacité, de confiance et donc d’avenir pour ce marché. N²Air promet d’ailleurs que dès l’hiver 2023/24, 50 % des poêles vendus en France sera compatible avec sa technologie.

Vert Déshy est le premier producteur français à être équipé d’un stoechiomètre N2Air, photo Vert Déshy

Et une dernière chose, le passage à N²Air constituera un avantage concurrentiel indéniable aux producteurs adhérents à la démarche, comme fut par le passé, l’adhésion aux certifications de produit.

Contact : Jeremy Hugues-Dit-Ciles /
+33 630 477 529 – jeremy.hugues@n2air.fr – www.n2air.fr

Frédéric Douard

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