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Equivalence énergétique des combustibles et énergies de chauffage

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Le pouvoir calorifique d'un combustible est la quantité de chaleur exprimée en kWh ou MJ, dégagée par la combustion complète de 1 mètre cube normal de gaz sec dans l'air à une pression absolue constante et égale à 1,01325 bar, le gaz et l'air étant à une température initiale de zéro degré Celsius, tous les produits de combustion étant ramenés à la température de zéro degré Celsius (0 °C et sous une pression de 1 013 mbar). Généralement, la valeur est exprimée en kWh qui représente la quantité de chaleur fournie pendant 1 heure par un appareil d'une puissance d'un kilowatt. Le pouvoir calorifique du gaz naturel par exemple s'exprime en MJ ou kWh par mètre cube.

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  • Le tableau des unités de comptage pour chaque énergie

    Le PCI est le Pouvoir Calorifique Inférieur du combustible. Il indique la quantité de chaleur qu’il va libérer lors de la combustion par unité de volume ou de masse. N. B. Le pouvoir calorifique des bûches et plaquettes de bois dépend énormément de la densité et de l'humidité du combustible (qui varie de 20 à 30 %, mais peut atteindre des valeurs supérieures à 50 %).

       Tableau des unités de comptage pour les différentes énergies 

    Unité de comptage 

    Pouvoir calorifique supérieur (kWh pcs)  

    Conversion de PCS en PCI  

    Pouvoir calorifique inférieur (kWh pci) 

    1 kWh électrique 

    1

      divisé par 1.00  

    1

    1 litre de fioul domestique

        10.667

     divisé par 1.07 

         9.97

    1 kWh  (PCS) de gaz naturel     

    1

    divisé par 1.11

       0.9

    1 kg de gaz propane    (GPL) 

    13.8

     divisé par 1.09 

     12.78

    1 m3 de gaz propane   (GPL)

    25.9

    divisé par 1.09

                             23.7

    1 kg de gaz butane     (GPL)

    13.79

    divisé par 1.09

      12.66

    1 m3 de gaz butane    (GPL)

    33.5

    divisé par 1.09

                              30.45

    1 kg de charbon   (moyenne)

         9.245

    divisé par 1.04

            8.889

    1 stère de bûches de bois  *   

    1865

    divisé par 1.11

     1680

    1 tonne de granulés de bois*

    5106

    divisé par 1.11

     4600

    1 tonne  briquettes de bois *  

    5106

    divisé par 1.11

     4600

    1 tonne de plaquettes bois   *

    2442

    divisé par 1.11

     2200

    1 tonne de vapeur (moyenne)

      697

    divisé par 1.00

      697

     

     

     

  • Comparer le prix des énergies entre elles (bois, fioul domestique, gaz naturel, gaz propane)

     kWh

    1000 kWh = 220 kg de granulés de bois ou pellets = 100 litres de fioul domestique = 3/4 de m3 de bois bûche

    1000 kWh = 0.5 m3 de bois bûche = 100 litres de fioul = 330 kg de plaquettes de bois = 88 m3 de gaz naturel = 78 kg de propane = 2 à 3 m3 apparent de bois bûche

    triangle 2.png Electricité

    1500 kWh d'électricité = 1 tonne de bois sec = 303 kilos de gaz propane = 433 m3 de gaz naturel = 150 litres de fioul domestique

    4500 kWh d'électricité = 3 tonnes de bois sec = 910 kilos de gaz propane = 1300 m3 de gaz naturel = 1163 litres de fioul domestique

    triangle 2.png Fioul domestique

    1000 litres de fioul domestique = 840 kilos de fioul domestique (densité)  = 9 760 kWh PCI = 10 491 kWh PCS

    1000 Kilogrammes de Propane = 12900 kWh Électricité = 1210 mètres cubes Gaz naturel = 1300 litres de Fioul domestique

    Pouvoir Calorifique Inférieur PCI (chaudière basse température sans condensation) Fioul domestique : 11,62 kWh/kg

    Pouvoir calorifique Supérieur PCS (chaudière gaz à condensation) Fioul domestique :  12,49 kWh/kg (obtenu en multipliant le PCI par 1,075 

    triangle 2.png Gaz propane

    1 tonne de gaz propane = 1 000 kg de propane = 12 780 kWh PCI = 13 890 kWh PCS

    1 kilo de propane est égal à 1.3 litre de fioul domestique

    0.769 kg de gaz propane est égal à 1 litre de fioul domestique 

    Pouvoir Calorifique Inférieur PCI (chaudière basse température sans condensation) Propane : 12,78 kWh/kg

    Pouvoir calorifique Supérieur PCS (chaudière gaz à condensation) Propane : 13,89 kWh/kg (obtenu en multipliant le PCI par 1,087) 

    triangle 2.png Gaz naturel

    1 m3 de gaz naturel = 10 kWh

    13000 kWh PCS gaz naturel = 1300 m3 de gaz naturel

    Pouvoir Calorifique Inférieur PCI (chaudière basse température sans condensation) : Gaz naturel : 13,77 kWh/kg

    Pouvoir calorifique Supérieur PCS (chaudière gaz à condensation) : Gaz naturel : 15.29 kWh/kg (obtenu en multipliant le PCI par 1,111) 

    triangle 2.png Granulés de bois

    220 kg de granulés de bois  = 2/3 stères de bois bûche sec = 78 kg de gaz propane = 100 litres de fioul domestique = 330 kg de plaquettes de bois = 1000 kWh d'électricité = 88 m3 de gaz naturel

    2,22 Kg de granulés = 1 kilo de fioul = 1,19 litres de fioul domestique ( densité du fioul 0.84 à 10°C)

    2 kg de granulés = 1,07 litre de fioul

    2,149 tonnes de granulés de bois ou pellets correspondent à environ 1000 litres de fioul domestique. La puissance calorifique du granulé de bois ou pellet est moitié moindre de celle du fioul (à volume de matière égal). Il faut donc brûler en volume 2,149 fois plus de pellets afin d'obtenir la même puissance que le fioul.

    1 mètre cube (M3) de granulés de bois ou pellets en vrac = 650 KG

    Pouvoir Calorifique Inférieur PCI granulés en vrac = 4,4 à 4,6 kWh/kg

    Pouvoir Calorifique Inférieur PCI granulés en vrac = 4,2 centimes d'euros kWh

    Pouvoir Calorifique inférieur PCI granulés en sac/tonne = PCI 5,7 centimes d'euros kWh

    triangle 2.png Bois bûches

    Un mètre cube apparent (stère) de chêne séché à l’air pèse environ 488 kg et équivaut à 160 litres de fioul domestique. Un mètre cube apparent (stère) d’épicéa pèse environ 315 kg et équivaut à 105 litres de fioul domestique (mazout).

    Bûches 25 cm  66 €/stère PCI 3,3 c€/kWh

    Bûches 33 cm  65 €/stère PCI 3,2 c€/kWh

    Bûches 50 cm  62 €/stère PCI 3,1 c€/kWh

    Source rce : Basic/ADEME

  • Quelle est l'évolution des principales énergies de chauffage en France ?

    L'énergie la moins chère est celle que l'on ne consomme pas et que l'on ... ne produit pas. La sobriété énergétique est la première mesure à adopter pour pouvoir devenir plus indépendant. Le centime kilowatt/heure ne suffit pas pour faire un choix, d'autres critères doivent être pris en compte :  par exemple l'impact environnemental, l'amortissement, le coût de la maintenance, la dépréciation, la fiabilité et surtout le confort.

    Courbe d'évolution des prix des énergies de 1999 à aujourd'hui

    Comparez le prix des énergies de chauffage

  • Que signifie Pouvoir Calorique Inférieur et supérieur PCI et PCS ?

    PCS / PCI sont les acronymes de Pouvoir Calorifique Supérieur et de Pouvoir Calorifique Inférieur

    Le PCI est le Pouvoir Calorifique Inférieur du combustible. Il indique la quantité de chaleur qu’il va libérer lors de la combustion par unité de volume ou de masse. 

    N. B. Le pouvoir calorifique des bûches et plaquettes de bois dépend énormément de la densité et de l'humidité du combustible (qui varie de 20 à 30 %, mais peut atteindre des valeurs supérieures à 50 %).

  • Qu’est-ce qu’un kilowattheure (kWh) exprimé en PCI ou en PCS ?

    Le pouvoir calorifique est la caractéristique essentielle d’un combustible, il correspond à la quantité de chaleur dégagée par la combustion d’une unité de quantité de ce combustible. (Kilo, litre, m3, etc.). Le pouvoir calorifique d'un combustible est le paramètre caractéristique de chaque énergie, cette grandeur – exprimée en kJ/l (PCI volumique) ou en kJ/kg (PCI massique) – caractérise la quantité d’énergie fournie par le carburant considéré.

  • Quelle est la différence entre pouvoir calorifique inférieur et pouvoir calorifique supérieur ?

    Le pouvoir calorifique est dit « inférieur » (abrégé : PCI) lorsque cette eau de combustion est supposée restée à l’état de vapeur dans les produits de combustion.

    Le pouvoir calorifique est dit « supérieur » (abrégé : PCS) lorsque l’eau produite lors de la combustion est supposée ramenée à l’état liquide dans les produits de combustion.

  • Qu'appelle-t-on la combustion ?

    La combustion est la réaction d'un combustible (chaîne carbonée composée de carbone et d'hydrogène) et d'un comburant (oxygène). Lorsque les réactifs se sont mélangés dans les bonnes proportions (conditions stœchiométriques), les produits issus de cette réaction sont du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O) ainsi qu'un dégagement de chaleur.

  • Définition du PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur)

    PCI = Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est la quantité de chaleur dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée non condensée et la chaleur non récupérée. Pouvoir calorifique inférieur (PCI) qui exclut la chaleur dégagée la chaleur de condensation de l'eau supposée restée à l'état de vapeur à l'issue de la combustion. Le pouvoir calorifique inférieur se calcule en déduisant par convention, du PCS la chaleur de condensation (2511 kJ/kg) de l'eau formée au cours de la combustion et éventuellement de l'eau contenue dans le combustible.

  • Définition du PCS (Pouvoir Calorifique Supérieur)

    PCS = Pouvoir Calorifique Supérieur. C'est la quantité de chaleur exprimée en kWh ou MJ, qui serait dégagée par la combustion complète de un (1) Mètre Cube normal de gaz. Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) donne le dégagement maximal théorique de la chaleur lors de la combustion, y compris la chaleur de condensation de la vapeur d'eau produite lors de la combustion. L'eau formée pendant la combustion étant ramenée à l'état liquide et les autres produits étant à l'état gazeux. Le pouvoir calorifique supérieur est la quantité d'énergie dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée condensée et la chaleur récupérée.

  • À quoi sert le pouvoir calorifique ?

    Le pouvoir calorifique d'un combustible permet de comparer entre elles différentes énergies comme le bois, le gaz naturel, le gaz propane, le fioul, les granulés de bois, etc.) afin de connaitre et de savoir quelle énergie produit le plus de chaleur lors de sa combustion. Le pouvoir calorifique s’exprime en quantité de chaleur par quantité de combustible : pour le bois énergie en kWh/kg, le gaz naturel en kWh/m3, le gaz propane en kWh/kg, le charbon en kWh/tonne et le fioul domestique en kWh/litre.

  • Exemple de calcul de PCS/PCI avec du gaz naturel

    Prenons un premier exemple avec le méthane (gaz naturel), le pouvoir calorifique exprimé en kilowattheure par mètres cubes (kWh/m3) correspond à la quantité d’énergie (en kWh) contenue dans un mètre cube (m3) de gaz naturel. Ce pouvoir calorifique dépend de la composition effective du gaz qui a été livré (provenance, période,etc.), il est exprimé dans des conditions « normales » de température et de pression (0 °C et 1013 mbar). Ainsi, le prix du gaz naturel est facturé en kilowattheure (kWh) PCS. Afin de pouvoir être comparé à d’autres énergies, il est nécessaire de le convertir en PCI. Le rapport entre PCS et PCI varie selon les combustibles ainsi que de leur composition. Pour le gaz naturel, le rapport PCS/PCI est égal à 1,11. Le rapport PCS/PCI est de 1,09 pour du gaz propane, 1,07 pour du fioul domestique, 1,05 pour du charbon. En conclusion plus ce rapport PCS/PCI est important, plus la chaleur récupérable par condensation sera élevée.

  • Quelle est l'utilité pratique de connaître le rendement d'une chaudière ?

    Lorsque l'on veut connaitre le rendement d'une chaudière, c’est-à-dire le rapport entre l’énergie fournie sous forme de chaleur et la l’énergie consommée, il suffit de relever le chiffre fourni par le constructeur qui est exprimé généralement en % PCI. Cette valeur permet de comparer aisément les performances de toutes les chaudières quelles soit à basse température ou à condensation. Le rendement maximum (théorique) d’une chaudière à condensation gaz naturel est de 111 % sur PCI (équivalent à 100 % sur PCS).

  • Quelle est la valeur d'une tonne équivalent pétrole ?

    Une tonne équivalent pétrole équivaut à :

    triangle 2.png 1300 kg de charbon type anthracite

    triangle 2.png 1160 litres de fioul

    triangle 2.png 910 kg de propane

    triangle 2.png 1213.5 m3 de gaz naturel. (valeur moyenne suivant la provenance)

  • Qu'appelle t-on chaleur sensible, chaleur latente et chaleur totale ?

    La chaleur est une forme de l'énergie. Un corps physique selon son niveau de température contient plus ou moins de chaleur appelée chaleur sensible. Un corps physique selon son état physique solide, liquide ou gazeux contient plus ou moins d’énergie appelée chaleur latente. L’ensemble de la chaleur sensible plus la chaleur latente s'appelle la chaleur totale.

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