Pouvoir calorifique des combustibles :  énergies en PCS et PCI
Pouvoir calorifique des combustibles : énergies en PCS et PCI
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Pouvoir calorifique des combustibles : énergies en PCS et PCI

'' Que signifie PCI et PCS ?

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

''  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.

'' 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 pouvoir calorique

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.

'' 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.

 Définition du PCI

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

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).

''  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.

   Tableau des unités de comptage pour les différentes énergies 

Unité de comptage 

Pouvoir calorifique supérieur (kWhpcs)  

Conversion de PCS en PCI  

Pouvoir calorifique inférieur (kWhpci) 

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 

 12.66

1 m3 de gaz propane   (GPL)

25.9

divisé par 1.09

                           23.7

1 kg de gaz butane     (GPL)

13.7

divisé par 1.09

  12.56

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

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

'' Quelle est la différence entre le PCS et le PCI en pourcentage ?

Nota : dans la pratique, la différence entre PCS et PCI est de l'ordre de grandeur suivant :

'' Gaz naturel : 10 %

'' Gaz de pétrole liquéfié : 9 %

'' Combustibles solides : 2-5 %

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

Une tonne équivalent pétrole équivaut à :

'' 1300 kg de charbon type anthracite

'' 1160 litres de fioul

'' 910 kg de propane

'' 1213.5 m3 de gaz naturel (2)

(2) 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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'' Pourquoi avoir créé Acqualys ?

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Dernière modification : 14/12/2014 - 20:47

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