POC PMQUANT
Unité pilote de quantification des particules fines émises par la combustion de la biomasse dans un poêle à bois permettant la validation des performances des filtres catalytiques en termes d’efficacité et de coût.
Les poêles à bois constituent actuellement une des sources majeures de chauffage résidentiel en Europe. Le parc installé des poêles (bois, pellets et gaz combinés) dans les 27 pays de l’Union Européenne s’élève à 77,5 millions d’unités avec une estimation de 3 millions d’unités vendues par an dont à peu près 1,6 de poêles à bois. La presque totalité de ces poêles sont néanmoins vendus sans système d’épuration des fumées de sortie. Or les normes environnementales européennes définissent des limites basses des émissions de particules fines (PM), de monoxyde de carbone (CO) et de composés organiques volatils (COV) dans l’atmosphère, et des règlementations et des labels encore plus strictes sont attendus pour l’horizon de 2022 et 2025. Des mesures de prévoyance sont donc à entreprendre.
En général, la formation de particules fines est directement influencée par la composition des fumées et leur température. Le cocktail de polluants constitué de COV, CO, NOx et vapeurs d’eau combiné avec la présence de résidus inorganiques du bois volatilisés par la flamme constitue un précurseur majoritaire pour la formation de particules fines (PM). Une partie non-négligeable de celles-ci grandissent en taille avec la diminution de la température formant ainsi un cocktail de particules de tailles et morphologies disparates sur lesquelles peuvent être adsorbés des condensats de COV et d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ceci résulte en un mélange très nocif pour la santé humaine, même à faibles quantités.
La dégradation catalytique des PM et des polluants gazeux dans les poêles à bois consiste à utiliser un filtre catalytique constitué généralement d’un substrat céramique revêtu d’une couche dite catalytique. Ce filtre est placé dans le conduit de sortie des fumées. Grâce à la turbulence causée par le filtre et à ses propriétés catalytiques, le filtre permet, simultanément, la capture et la dégradation des polluants particulaires et leurs homologues gazeux. La validation des paramètres de synthèse des filtres catalytiques se fait par le biais de l’analyse de leurs performances dans l’élimination des PM générées ainsi que des polluants gazeux participant à la formation de ces particules. Le développement d’une unité pilote de prélèvement et d’analyse des PM, du CO, des NOx et des COV dans le conduit de sortie des poêles à bois pilotes assure donc un suivi réel des quantités de polluants. De telles analyses sont également nécessaires pour l’intégration des filtres dans les foyers à bois.
L’objectif du projet POC consiste donc en l’acquisition et la mise en place d’une unité pilote de mesure des PM, du CO et des NOx en temps réel dans un poêle à bois pilote afin d’assurer (i) un diagnostic reproductible des émissions des foyers à bois et (ii) une validation des filtres développés par le laboratoire CMI de l’UNamur.
