Dossier Technique

Conversion fioul / gaz en chaufferie : remplacement du brûleur sur des chaudières de puissance comprise entre 70 kW et 1 MW

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Ce dossier technique traite des solutions techniques offertes pour convertir au gaz une chaufferie fonctionnant au fioul. Cette étude se concentre principalement sur les chaufferies en copropriété, comprenant des chaudières d’une puissance unitaire allant de 70 kW à 1 MW.

Introduction

Ce dossier technique traite des solutions techniques offertes pour convertir au gaz une chaufferie fonctionnant au fioul. Cette étude se concentre principalement sur les chaufferies en copropriété, comprenant des chaudières d’une puissance unitaire allant de 70 kW à 1 MW.

A travers ce dossier, les sujets suivants seront traités :

  • Le choix technique entre le changement de brûleur et le changement de chaudière
  • Les technologies de brûleurs et les textes de références,
  • La méthode pour sélectionner un brûleur,
  • Un rappel des textes réglementaires et de notions techniques.

Deux solutions existent lors d’une conversion énergétique fioul/gaz en chaufferie. Il peut être envisagé le changement du générateur ou décidé le remplacement du brûleur tout en conversant la chaudière. Aussi, dans un objectif de recherche d’efficacité énergétique des installations de chauffage à eau, l’opération se limitant au seul changement de brûleur n’a d’intérêt que lorsque la chaudière existante est à condensation. Cette solution technique permet potentiellement d’apporter un gain énergétique. Dans les autres cas, le remplacement du générateur existant (de type standard ou basse température) par une nouvelle chaudière gaz à condensation s’avère plus pertinent. La suite de ce dossier se concentre sur la solution « changement de brûleur » lorsque celle-ci est justifiée.

Etat des lieux

En 2018, une étude réalisée par l’agence parisienne du climat (APC) sur les copropriétés en Île-de France estime que 5% de ce parc, soit 1500 copropriétés, utilisent encore le fioul comme combustible pour se chauffer. La majorité des copropriétés chauffées au fioul en France se situent en Île-de-France. Le graphique ci-dessous présente la répartition de ces copropriétés en fonction du nombre de logements.

Taille des copropriétés chauffées au fioul<br>Source : état des lieux du parc de copropriétés chauffées au fioul à paris – Agence parisienne du Climat - 2019
Taille des copropriétés chauffées au fioul

Source : état des lieux du parc de copropriétés chauffées au fioul à paris – Agence parisienne du Climat - 2019

D'après ce graphique, les copropriétés d’une taille comprise entre 11 et 29 logements représentent la moitié des copropriétés utilisant ce combustible.

Changement de brûleur vs changement de chaudière

D’après une enquête effectuée auprès de plusieurs exploitants, le changement seul du brûleur peut être légitimé si la chaudière existante est à condensation et donc relativement récente. Il n’est donc pas justifié techniquement et économiquement de la remplacer pour une chaudière gaz à condensation car la chaudière existante permet d’atteindre des rendements élevés. Il est toutefois nécessaire de vérifier le bon état de la chaudière et d’apporter les éventuelles réparations nécessaires (ex : isolation…).

En effet, il y a aura un gain énergétique si la chaudière est conçue pour accepter la condensation. La température de condensation de la vapeur d’eau est plus élevée dans des gaz de combustion issus du gaz naturel (T° condensation ≈ 57 °C) que pour le fioul domestique (T° condensation ≈ 47 °C). Le phénomène de condensation sera plus important ce qui permettra d’augmenter le rendement du générateur.

Le prix du brûleur varie en fonction de la puissance du brûleur et des options. Ci-dessous sont présentés des ordres de grandeurs de prix de brûleur gaz :

Coûts moyens brûleurs hors main d'œuvre. Source : CUENOD et WEISHAUPT

Combustible

Puissance [kW]

Régulation

Prix HT [€]

Gaz

100 kW

2 allures

2 000 €

Gaz

100 kW

Modulant

2 800 €

Gaz

300 kW

2 allures

3 000 €

Gaz

300 kW

Modulant

3 800 €

Gaz

500 kW

Modulant

5 000 €

Gaz

1 MW

Modulant

8 000 €

Mixte (fioul & gaz)

300 kW

Gaz : 2 allures

Fioul : 2 allures

6 000 €

Mixte (fioul & gaz)

500 kW

Gaz : modulant

Fioul : 2 allures

7 000 €

 

Au prix du brûleur, il faut ajouter les coûts liés :

  • Au traitement de la cuve et à sa dépose éventuelle,
  • A la mise en conformité de la chaufferie,
  • La création de l’alimentation gaz.

Le changement de brûleur n’est éligible à aucune aide financière. Toutefois, dans le cas d’une conversion fioul/gaz il est possible d’obtenir des aides financières pour la dépose de la cuve à fioul.

Si la chaudière existante n’est pas prévue pour fonctionner à condensation, il apparait plus pertinent de remplacer le générateur dans son intégralité.  Dans cette hypothèse, l’installation d’une chaudière gaz à condensation aura un véritable intérêt énergétique, financier et environnemental. Attention toutefois à la conception du réseau hydraulique qui doit permettre la condensation.

Le prix d’une chaudière varie en fonction de la puissance et des options. Ci-dessous sont présentés des ordres de grandeurs de prix de chaudières gaz à condensation :

Coût moyen d'achat (hors main d'œuvre) Source : guide tarif Atlantic Guillot, Viessmann, De Dietrich

Puissance [kW]

Prix HT [€]

100 kW

12 000 €

300 kW

20 000 €

450 kW

33 000 €

600 kW

44 000 €

1 MW

72 000 €

 

A cela, il faut ajouter les coûts liés :

  • Au traitement de la cuve et à sa dépose éventuelle,
  • A la mise en conformité de la chaufferie,
  • Création de l’alimentation gaz.

La mise en conformité de la chaufferie comprend entre autres les modifications liées à la fumisterie. Le cas général est le changement d’une chaudière standard ou basse température fioul par une chaudière gaz condensation. Dans le cas des générateurs à condensation, le NF DTU 24.1 impose que le conduit de fumée soit résistant à la condensation. Cette caractéristique est identifiée par la lettre « W » sur la désignation de l’élément de fumisterie.

Le changement de générateur est éligible aux certificats d’économie d’énergie si les critères de rendements minimaux sont respectés. Plus précisément, c’est l’opération n° BAT-TH-107 pour les bâtiments résidentiels qui traite des chaudières collectives à haute performance énergétique. L’aide varie en fonction de la zone climatique, de la puissance du générateur et du nombre d’appartements.

En fonction des revenus des ménages, d’autres aides sont éligibles pour l’installation d’une chaudière gaz à très haut performance énergétique et pour la dépose de la cuve à fioul.

Bilan technique et réglementaire

Un brûleur est un équipement technique permettant de réaliser la combustion d’un mélange entre un combustible gazeux ou liquide (fioul) et un comburant (l’air) dans l’objectif de chauffer un fluide. Dans le cas des chaudières, le fluide est l’eau du circuit de chauffage et/ou d’eau chaude sanitaire (ECS).

Il assure plusieurs fonctions comme la gestion du mélange air/combustible, l’hygiène de la combustion, la modulation de puissance ainsi que la gestion des sécurités (défaut de flamme, manque de pression ou surpression d'air ou de combustible, ...)

Le brûleur est un élément important pour le respect des valeurs limites d’émissions de polluants (CO, NOx, …) d’une chaudière.

Différents types de brûleurs

Brûleur atmosphérique

Le brûleur atmosphérique est la plus ancienne technologie de brûleur. Ce brûleur se distingue par l’absence de ventilateur pour son fonctionnement.

Le gaz est introduit dans les chambres de mélanges à l’aide d’injecteurs. L’injection du gaz induit une dépression qui aspire l’air primaire (effet venturi). L’air primaire et le gaz se mélangent dans les tubes mélangeurs jusqu’à déboucher sur de nombreux orifices disposés sur les rampes d’injection. L’allumage est réalisé à l’aide d’électrodes d’allumage alimentées électriquement.

Pour rappel, l’air primaire correspond à la quantité d’air qui est mélangée directement au combustible pour le rendre inflammable. L’air secondaire correspond à la quantité d’air apportée pour optimiser la combustion. Pour les brûleurs atmosphériques, l’air secondaire n’est pas maîtrisé ce qui rend difficile une combustion de qualité.

Représentation du fonctionnement d'un brûleur atmosphérique  Source : energieplus
Représentation du fonctionnement d'un brûleur atmosphérique - Source : energieplus
brûleur chaufferies copropriété
Brûleur atmosphérique - Source : Oertli

Brûleur à air pulsé / air soufflé

Les brûleurs de ce type sont équipés d’un ventilateur dont la fonction est d’accroitre la pression de l’air comburant afin de combattre les pertes de charge du corps de chauffe. Dans la gamme de puissance étudiée, cette technologie est la plus répandue.

Brûleur air soufflé gaz - Source : Weishaupt
Brûleur air soufflé gaz - Source : Weishaupt

Le mélange comburant et combustible se fait au niveau de la tête de combustion. Celle-ci est équipée d’un déflecteur permettant de maintenir l’accroche de la flamme. Ce déflecteur est souvent appelé « stabilisateur ».

Pour limiter la production de NOx, la technologie utilisée par les fabricants consiste à favoriser la recirculation des produits de combustion au sein du corps de chauffe. Ceux-ci sont ramenés au niveau de la tête de combustion, de façon à réduire la température de flamme, limitant ainsi la production des oxydes d’azote.

Fonctionnement recirculation gaz de combustion - brûleur à air soufflé fioul - Source : energieplus
Fonctionnement recirculation gaz de combustion - brûleur à air soufflé fioul - Source : energieplus

Brûleur à prémélange

Cette technologie de brûleur est la plus récente. Comme pour les brûleurs à air soufflé, un ventilateur est utilisé pour combattre les pertes de charges du corps de chauffe. Toutefois, elle se distingue par le fait que l’air comburant et le combustible sont intimement mélangés en amont de la chambre de combustion afin d’avoir une meilleure qualité de combustion. 

Fonctionnement d'un brûleur à prémélange gaz - Source : energieplus
Fonctionnement d'un brûleur à prémélange gaz - Source : energieplus

Cette technologie permet d’atteindre des plages de modulations plus larges, d’améliorer le rendement de la chaudière et de réduire les émissions de NOx.

Brûleur à prémélange gaz - Source : Weishaupt
Brûleur à prémélange gaz - Source : Weishaupt

Cette technologie est essentiellement utilisée pour des brûleurs cylindriques (courant sur les chaudières murales) ou hémisphérique radiant. Néanmoins les chaudières à prémélange sont généralement de type « unit », c’est-à-dire que chaudière et brûleur sont indissociables et ne permet pas le changement de combustible pour la chaudière considérée.

Régulation du brûleur

Dans la gamme de puissance étudiée, les fabricants proposent les 3 technologies de régulation de brûleur suivantes :

  • 1 allure, encore appelée Tout ou Rien – TOR,
  • 2 allures / 3 allures, encore appelée Tout ou Peu,
  • Modulante, pouvant être couplée à une régulation du taux d’oxygène dans les fumées 

Régulations de puissance calorifique

Brûleur 1 allure
Le brûleur à 1 allure est aussi connu sous le nom de régulation en tout ou rien. Le brûleur fonctionne obligatoirement à 100% de la puissance réglée par le chauffagiste dès lors qu’il y a une demande de puissance. Le brûleur s’éteint lorsque la consigne de température d’eau est atteinte.

Sur le marché, les fabricants proposent des brûleurs 1 allure jusqu’à une puissance de 200 kW. Toutefois, les prescripteurs recommandent d’utiliser cette technologie de brûleur pour des puissances inférieures à 100 kW.
 

Représentation fonctionnement d'un brûleur 1 allure avec allure de démarrage - Source : WEISHAUPT
Représentation fonctionnement d'un brûleur 1 allure avec allure de démarrage - Source : WEISHAUPT

G = grand débit
Z = débit d’allumage

Brûleur 2 allures ou 3 allures

Le brûleur à 2 allures ou 3 allures est aussi connu sous le nom de régulation en tout ou peu. Sur cette technologie, 2 ou 3 allures de puissance sont réglées. En fonction de la température d’eau (représentant indirectement le besoin du bâtiment), le brûleur se positionne sur l’allure correspondante.

Il existe aussi les brûleurs 2/3 allures progressives ou tout ou peu progressive. Le changement d’allure n’est plus brutal mais se fait sur une durée réglée (a minima de 30 secondes) ce qui permet d’éviter la dégradation de la qualité de la combustion (production de CO) et ainsi d’optimiser le rendement de combustion.

L’intérêt de cette régulation est d’utiliser l’allure la plus adaptée au besoin réel du bâtiment. Ainsi, le temps de fonctionnement du brûleur est augmenté ce qui permet d’améliorer le rendement du système et donc de réduire la consommation en combustible.

Sur le marché, la majorité des brûleurs fioul sont des brûleurs 2 allures. Les prescripteurs recommandent cette régulation sur des chaudières gaz d’une puissance comprise entre 100 et 400 kW.

Représentation fonctionnement d'un brûleur 2 allures avec allure de démarrage -  Source : WEISHAUPT
Représentation fonctionnement d'un brûleur 2 allures avec allure de démarrage - Source : WEISHAUPT

G = Débit maxi
K =Débit mini
Z = débit d’allumage

Brûleur modulant

Comme son nom l’indique, le brûleur peut moduler sa puissance de façon progressive sa puissance entre une valeur minimale encore appelée « minimum technique » et une valeur maximale. Ces deux valeurs sont généralement réglées lors de la mise en route en fonction des besoins thermiques.

Grâce à la modulation, la puissance fournie par le brûleur s’adapte en temps réel aux besoins du circuit de chauffage. Plus la plage de modulation est large, plus on réduit les cycles marche/arrêt du brûleur, avec pour conséquence :

  • Un meilleur rendement de combustion
  • Un accroissement du rendement d’exploitation
  • Un accroissement de la durée de vie des éléments constituants le brûleur.

Bien qu’il existe des brûleurs fioul modulant sur le marché, la majorité des appareils sont des brûleurs gaz. Pour les prescripteurs, le coût lié à la modulation devient rentable pour les chaudières d’une puissance au-delà de 400 kW.

Représentation fonctionnement d'un brûleur modulant avec allure de démarrage - Source : WEISHAUPT
Représentation fonctionnement d'un brûleur modulant avec allure de démarrage - Source : WEISHAUPT

G = Débit maxi
K = Débit mini
Z = débit d’allumage

Régulation de la fréquence du ventilateur (ou variation de fréquence)

Dans un objectif de réduction des consommations électriques du système, les fabricants proposent d’adapter la vitesse de rotation du ventilateur, en pilotant la fréquence électrique de celui-ci, en fonction de la puissance du brûleur notamment lors de faibles besoins thermiques. On parle alors de « variation de fréquence ».

Régulation d’oxygène

Pour optimiser les rendements des chaudières, il est possible d’utiliser une régulation d’oxygène. L’objectif est de limiter l’excès d’air de la combustion de façon à réduire les pertes par les fumées. On mesure en continu la teneur en oxygène des produits de combustion, et on maintient cette teneur à une valeur de consigne la plus réduite possible, réglée en fonction du taux de charge du brûleur, sans risques de production d'imbrûlés (CO).

Le contrôle de l’excès d’air est d’autant plus intéressant qu’il permet pour les chaudières à condensation d’augmenter la température de rosée de la vapeur d’eau contenue dans les gaz de combustion. De ce fait, il est possible d’obtenir de bons rendements.

Textes de référence

Nom du texte

Année

Description

Directive ErP 

2013

Depuis le 26 septembre 2018, taux NOx à respecter pour les générateurs de chaleur

 

 NF EN 267+A1

2011

Brûleurs automatiques à air soufflé pour combustibles liquides

 

NF EN 676 (en cours de révision)

2017

Brûleurs à air soufflé pour combustibles gazeux

 

NF EN 15 502-1 A1+

2015

Chaudières de chauffage central utilisant les combustibles gazeux

 

Code de l’environnement

Article R224-21 à Article R224-30

Relatif aux mesures de rendements minimaux et présence d’équipements pour les chaudières d'une puissance nominale supérieure à 400 kW et inférieure à 20 MW

En application par l’arrêté du 02/10/2009

 

Code de l’environnement

Article R224-31 à R224-41

Relatif au contrôle périodique de l'efficacité énergétique pour les chaudières d'une puissance nominale supérieure à 400 kW et inférieure à 20 MW

En application par l’arrêté du 02/10/2009

 

Code de l’environnement

Article R224-41-1 à R224-41-3

Relatif au contrôle des émissions polluantes pour les chaudières dont la puissance nominale est supérieure à 400 kW et inférieure à 1 MW

En application par l’arrêté du 02/10/2009

 

Code de l’environnement

Article R224-41-4 à R224-41-9

 

 

Relatif à l'entretien annuel des chaudières dont la puissance nominale est comprise entre 4 et 400 kilowatts

En application par l’arrêté du 15/09/2009

 

NF X 50-010

2007

Contrat d’abonnement pour l’entretien des chaudières à usage domestique utilisant les combustibles gazeux dont la puissance utile est inférieure à 70 kW

 

NF X 50-011

2007

Contrat d’abonnement pour l’entretien des chaudières à usage domestique utilisant les combustibles liquides dont la puissance utile est inférieure à 70 kW

 

Directive Eco-design (ou Directive ErP)

Le règlement européen n°813/2013, correspond au texte d’application de la directive 2009/125/CE (directive ErP) en ce qui concerne les exigences d’écoconception applicables aux dispositifs de chauffage des locaux et aux dispositifs de chauffage mixtes. Pour rappel, cette directive a pour objectif d’éliminer progressivement du marché européen, les produits qui ont un impact significatif sur la consommation d’énergie et les émissions atmosphériques.

A ce titre, le règlement 813/2013 fixe les critères minimaux de performance et de rendement énergétique, ainsi que les seuils limites d’émissions d’oxyde d’azote (NOx) pour la mise sur le marché, entre autres, des chaudières utilisant comme énergie le fioul et le gaz.

Depuis le 26 septembre 2015, la directive Ecodesign impose les rendements minimaux suivants pour les chaudières de puissance comprise entre 70 kW et 400 kW :

  • l’efficacité utile à 100 % de la puissance thermique nominale ne doit pas être inférieure à 86 % sur PCS et en énergie primaire,
  • l’efficacité utile à 30 % de la puissance thermique nominale ne doit pas être inférieure à 94 %  sur PCS et en énergie primaire.

D’autre part, les chaudières mises sur le marché ou mises en services depuis le 26 septembre 2018, doivent respecter les valeurs limites d’émission d’oxydes d’azote (NOx) suivantes :

  • Pour les combustibles gazeux : émission NOx < 56 mg/kWh PCS de combustible consommé
  • Pour les combustibles liquides : émission NOx < 120 mg/kWh PCS de combustible consommé

 

Attention, le règlement n°813/2013 laisse sous-entendre que le remplacement d’un brûleur conjointement à une conversion d’énergie (fioul/gaz) entre dans le champ d’application de ce texte. L’association du nouveau brûleur et du corps de chauffe de la chaudière existante devra respecter les exigences de rendement ainsi que les valeurs limites d’émission de polluants (NOx) énoncées dans le règlement.

 

Les normes d’essais

Dans le cas d’une installation d’un brûleur sur un corps de chauffe, le respect de la directive ErP s’appuie sur la classe NOx du brûleur. Les caractéristiques des brûleurs sont déterminées selon les protocoles d’essais définis dans les normes NF EN 676 et NF EN 267. Réciproquement, elles concernent les brûleurs à air soufflé au gaz et les brûleurs à air soufflé au fioul. Parmi ces caractéristiques, il y a la classe d’émission de NOx. Selon la norme, il existe un nombre de classes différentes et des seuils d’émission différents qui sont exprimés en mg/kWh (PCI ou PCS).

A la date de ce présent document, les deux normes sont en révision. Il semble qu’une nouvelle classe soit créée dans chacune des normes, dont le seuil coïncidera avec les exigences de la directive ErP présentées précédemment.

Les caractéristiques des chaudières gaz monobloc sont déterminées selon la norme NF EN 15 502. La version en vigueur présente déjà une classe d’émission de NOx (classe 6) en cohérence avec la directive ErP.  

Valeurs seuils d'émission de NOx pour les chaudières gaz - Source : NF EN 15 502
Valeurs seuils d'émission de NOx pour les chaudières gaz - Source : NF EN 15 502

La sélection d’un brûleur

Les caractéristiques techniques

La sélection du brûleur est l’action qui consiste à déterminer le modèle le mieux adapté à la chaudière et plus largement au mode de fonctionnement de l’installation. Il semble important de rappeler que ce choix aura une incidence sur :

  • le fonctionnement,
  • le rendement de la chaudière,
  • le niveau de bruit émis.

Dans le cas d’un changement de brûleur avec conversion énergétique, cette opération impose une bonne connaissance tant du brûleur retenu que de la chaudière existante en vue de réussir ce couplage. Il est fortement recommandé de s’adresser au fabricant du brûleur. Sur la base des éléments fournis (marque et modèle de la chaudière), il lui sera possible de déterminer le brûleur le plus adapté et de conseiller sur les options intéressantes financièrement et énergétiquement (avec ou sans régulation modulante, modulation ventilateur…).

Ci-dessous est expliquée la procédure à suivre pour sélectionner un brûleur.

procédure à suivre pour sélectionner un brûleur
Procédure de sélection d'un brûleur

Étape 1 : déterminer la puissance du brûleur

Le calcul de la puissance du brûleur est la première étape à engager dans le choix d’un brûleur. Une puissance de brûleur surdimensionnée par rapport aux besoins réels de chauffage aura des conséquences sur le rendement global de la chaudière. Le brûleur se déclenchera plus souvent occasionnant un temps de fonctionnement annuel réduit. Les « temps d'attente de la chaudière » (brûleur à l’arrêt) seront plus nombreux, ce qui aura pour impact d’augmenter les pertes de chaleur à l'arrêt et lors du pré-balayage. Le nombre de démarrages et d'arrêts sont plus nombreux et occasionnent une usure prématurée du brûleur.

A l’inverse un sous-dimensionnement excessif de la puissance du brûleur peut occasionner un inconfort par manque de puissance délivrée mais également générer de la condensation dans le corps de chauffe.  D’autre part, Il est important de s’assurer qu’à la puissance du brûleur définie ce dernier soit en capacité de combattre la contre-pression dans le foyer de la chaudière afin de garantir une bonne évacuation des produits de combustion.

A partir de la puissance utile à fournir (ou des besoins thermiques du bâtiment) et du rendement de la chaudière, il est possible de déterminer la puissance calorifique du brûleur par la relation :

puissance calorifique du brûleur
Puissance calorifique du brûleur

Dans le cas d’un changement de brûleur, il est plus juste d’utiliser les besoins réels du bâtiment et non à la puissance utile de la chaudière existante. En effet, si des travaux d’amélioration énergétique (ex : isolation des parois) ont été réalisés, il se peut que la chaudière existante soit surdimensionnée : Les besoins pour lesquelles elle a été dimensionnée lors de son installation ne sont plus les mêmes.

Toutefois, cette démarche nécessite d’avoir un historique du comportement de la chaudière. La manière la plus simple est le suivi de la consommation fioul pour déterminer la puissance réelle appelée par l’installation et de se référer à cette nouvelle puissance calorifique pour la sélection du brûleur.

Étape 2 : déterminer le brûleur adapté

Dans un second temps, il faut se référer aux courbes caractéristiques des brûleurs que le fabricant met à disposition. Chaque courbe est la représentation graphique de la performance d’un brûleur. Elle exprime en ordonnée la pression foyer et en abscisse la puissance calorifique brûleur.  

Le graphique ci-dessous présente les courbes caractéristiques de 2 brûleurs présents sur le marché, le NC 46 et NC 61 du fabricant CUENOD. Les courbes représentent la puissance du brûleur en fonction de la pression régnant dans le foyer.  Elles indiquent pour une puissance donnée, quelle est la pression foyer maximum que le brûleur est capable de vaincre. Cette pression au niveau du foyer découle de la perte de charge des circuits d’une chaudière à son débit nominal. 

Courbes caractéristiques des brûleurs NC46 et NC61
Courbes caractéristiques des brûleurs NC46 et NC61 - Source : CUENOD

On peut voir sur cette courbe qu’à 200 kW le brûleur NC 46 peut vaincre une pression foyer de 5 mbar. Par contre, à une puissance de 400 kW ce même brûleur ne peut vaincre qu’une pression dans le foyer de 3 mbar.

Veillez à demander dans quelles conditions ont été mesurées les performances du brûleur. En effet, il peut être nécessaire de corriger la puissance calculée de votre brûleur en fonction de l’altitude et de la température de l’air

Étape 3 : sélectionner la rampe gaz

La dernière étape consiste à la sélection de la rampe gaz. Celle-ci est sélectionnée en fonction du type de combustible gazeux (gaz naturel ou GPL) et de la pression disponible de celui-ci en amont de la future rampe"

Le tableau ci-dessous présente le tableau de sélection de la rampe gaz pour les mêmes brûleurs que précédemment. En fonction de la pression d’alimentation en gaz du site, 20, 50 ou 300 mbar pour le gaz naturel, il sera nécessaire de sélectionner le modèle de rampe gaz correspondante. Le diamètre du filtre gaz et de la vanne gaz varie en fonction du cas de figure.

Tableau sélection rampe gaz
Tableau sélection rampe gaz - Source : CUENOD

Points de vigilance

Dans la sélection du brûleur, quelques points de vigilance sont à prendre en compte :

  • La régulation du brûleur (le mode de régulation),
  • L’installation du brûleur.

Dans la gamme de puissance étudiée, les brûleurs fiouls sont majoritairement des brûleurs 2 allures. Il peut être intéressant pour les chaudières à condensation de s’orienter vers un brûleur gaz modulant qui permettra de favoriser ce phénomène. Toutefois, la chaudière existante n’est pas forcément équipée des sondes permettant la régulation modulante. Cela implique l’ajout d’une sonde de température sur le départ d’eau chaudière, d’une sonde extérieure voire l’ajout d’un régulateur dédié sur le brûleur si celui de la chaudière n’est pas en mesure de gérer la modulation. Ainsi toute la régulation est centralisée dans le brûleur.

Le deuxième point de vigilance concerne entre autres la technologie de la chaudière. On peut différencier les grandes technologies que sont les foyers borgnes, les foyers doubles et triples parcours. Les fabricants de chaudières imposent une longueur minimale de la tête de combustion qui diffère selon ces deux grandes familles. En effet, les têtes de combustion sont plus longues pour les foyers borgnes que les foyers triples parcours. Il est donc nécessaire de se rapprocher des fabricants de chaudières pour connaitre les préconisations à respecter.  En tout état de cause, Il est nécessaire de connaître l’épaisseur de la porte foyère et la côte de pénétration de cette tête de combustion à l’intérieur du foyer.  

Enfin, il est important de vérifier que les dimensions de la flamme conviennent au générateur à équiper afin d’éviter que la flamme vienne lécher les parois du foyer. Pour rappel, la longueur et le diamètre d’une flamme varient en fonction du débit de combustible mais également en fonction de la nature du combustible employé. En effet, pour une même puissance, on constate des longueurs de flammes légèrement plus longues pour des brûleurs gaz que pour des brûleurs fioul. D’autre part, la flamme obtenue avec du gaz naturel est beaucoup plus claire que celle du fioul qui présente une flamme orange. Même si la flamme gaz est bien réglée et n'atteint pas les parois, le rayonnement absorbé en fond de foyer est tel que la température de la paroi est plus forte. Pour éviter un risque de fissures, la plupart des chaudières modernes, qu'elles soient à deux ou trois parcours de gaz brûlés, possèdent une protection réfractaire en fond de foyer. Ce problème peut être réglé avec un déclassement manuel de la puissance ou automatiquement à l'aide d'une sonde de température qui intervient sur la puissance du brûleur.

Les actions à entreprendre

Vote en copropriété

Le texte principal qui régit le fonctionnement en copropriété est la loi du 10 juillet 1965. Les dernières modifications ont été apportées avec la loi Evolution du Logement, de l'Aménagement et du Numérique du 23 novembre 2018 plus connu sous le nom loi ELAN.

Pour rappel, les copropriétaires jouissent de leurs parties privatives mais partagent aussi les parties communes. En fonction de la valeur relative des parties privatives, une quote-part des parties communes est rattachée à un lot. C’est ce qu’on appelle le tantième des parties communes. C’est sur ce tantième que se base le poids d’un vote d’un copropriétaire. Autrement dit, plus la valeur de la partie privative du copropriétaire est importante, plus sa quote-part des parties communes est importante et plus son vote sera important dans le résultat final.

Le tantième est exprimé en millièmes, en dix-millièmes, en cent-millièmes… et est encadré par l’article 5 de la loi du 10 juillet de 1965. Le tantième varie en fonction :

  • la superficie ou surface utile de chaque lot,
  • la consistance du lot : c’est à dire s’il s’agit d’un appartement, d’une chambre, d’une cave ou d’une place de parking,
  • les aménagements intérieurs du bien et son confort : terrasse, balcon, desserte par ascenseur etc.
  • la situation du lot dans la copropriété : accès, éclairage naturel, exposition, tranquillité etc.
  • en comparaison des lots les uns par rapports aux autres.

Il existe 3 formes de votes en copropriété que sont :

3 formes de votes en copropriété
3 formes de votes en copropriété

La majorité simple consiste à obtenir 50% des voix des personnes présentes lors de la réunion de copropriétaire.
La majorité absolue consiste à obtenir 50% des voies de tous les copropriétaires et pas seulement de ceux présents.

Le remplacement de brûleur associé à un changement d’énergie (fioul/gaz) s’apparente à une opération d’amélioration de la performance énergétique du système de chauffage existant. Cette opération participe également à une réduction des émissions de gaz à effet de serre de l’installation. A ce titre, la décision prise en AG se fera selon la règle de la majorité absolue (article 25). 

A noter que  cette opération, identifiée par la puce «f) » dans l’article 25, est concernée par l’article 25-1 de la même loi. Celui-ci permet de voter une seconde fois lors de la même assemblée selon la règle de la majorité simple (article 24) lorsque le 1er vote a reçu au moins le tiers des voix de tous les copropriétaires composant le syndicat.

Mise en conformité chaufferie de la chaufferie fioul converti en gaz

La conversion énergétique (fioul/gaz) engagée conjointement au remplacement de brûleur d’un ou plusieurs générateurs implantés en chaufferie aura une incidence sur ce local. Il y aura nécessité de mettre en conformité le local chaufferie au regard des exigences énoncées dans l’arrêté du 23 juin 1978 modifié et du DTU 65.4.

En outre, la création d’une ligne gaz (conduite d’alimentation de chaufferie) respectant les exigences énoncées dans l’arrêté du 23 février 2018 (relatif aux règles techniques et de sécurités applicables aux installations de gaz combustible des bâtiments d'habitation individuelle ou collective, y compris les parties communes) sera nécessaire.

Cuve fioul

Une installation fonctionnant au fioul implique obligatoirement l’utilisation d’une cuve à fioul. L’arrêt de l’emploi de ce combustible implique de gérer le futur de la cuve.

L’article 28 de l’arrêté du 1er juillet 2004 précise que tout abandon d’un réservoir, qu’il soit définitif ou provisoire, doit faire l’objet de dispositions conduisant à éviter tout risque de formation de vapeur afin de limiter les risques d’inflammabilité et/ou d’explosion.

Pour cela, il est nécessaire de respecter les étapes suivantes :

  • une vidange, un dégazage et un nettoyage de la cuve,

Ces opérations doivent être réalisées par une entreprise qualifiée.

  • rendre inutilisable la cuve :
    • neutralisation de la cuve,
    • dépose de la cuve.

La neutralisation de la cuve consiste en l’injection d’un produit inerte qui remplit l’intégralité de la paroi interne de la cuve. Le sable et la perlite sont les matériaux les plus répandus pour cette opération.

Il est aussi possible d’enlever la cuve. Selon la matière, la taille, et l’emplacement (enterré ou non), l’opération est plus ou moins longue et onéreuse. Toutefois, cela permet de réutiliser l’espace préalablement utilisé par la cuve pour une autre utilisation, comme par exemple un local vélo.

De nos jours, certains professionnels proposent d’employer la cuve en tant que récupérateur d’eau de pluie. Dans ce cas, il est nécessaire de vérifier la bonne étanchéité de la cuve et d’appliquer une couche anti-corrosion pour les cuves en acier.

L’article précise que si l'abandon est consécutif à la modification de l'installation de chauffage, il appartient à l'entreprise intervenante de respecter les dispositions précédentes.

Protection incendie

L’article 20 de l’arrêté du 23 juin 1978 précise que, pour les chaufferies fonctionnant au combustible solide ou liquide, les éléments suivants doivent être prévus :

  • un dépôt de sable d'au moins 0,10 mètre cube et une pelle, conservés au voisinage immédiat de la porte en un endroit facilement accessible
  • des extincteurs portatifs pour feux de classe 34 B 1 ou B 2 au moins, leur nombre étant déterminé à raison de deux par brûleur avec un maximum exigible de quatre.

Dans le cas d’une chaufferie au gaz, ce même article indique que :

  • les moyens sont limités à un extincteur à poudre polyvalente de classe minimum 5 A - 34 B accompagné d'un panneau précisant "Ne pas utiliser sur flamme gaz"
  • Si la chaufferie fioul était équipée d’un système d’extinction automatique d’incendie, le branchement doit être modifié afin que son déclenchement coupe l’alimentation du gaz.

Dispositif de séparation

Dans le cas des chaufferies au fioul, l’article 9 de l’arrêté du 23 juin 1978 précise la chaufferie doit comporter un dispositif permettant de séparer ces produits des eaux à évacuer, et ceci avant tout pompage automatique ou non.

Dans le cas des chaufferies gaz, ce système n’est plus nécessaire.

Ventilation

Les règles de dimensionnement de la ventilation basse et haute d’une chaufferie changent selon le combustible. Les tableaux ci-dessous synthétisent les règles applicables en fonction du combustible.

 

Fioul (selon l’arrêté du 21/03/1968)

Ventilation basse

Svb [dm2] ≥ Pnominale [kW] * 0,03

mini de 2,5 dm2

Ventilation haute

Svh [dm2] ≥ Pnominale [kW] / 0,02

mini de 2,5 dm2

 

Les règles pour les chaufferies gaz distinguent la présence ou non de gaine pour la ventilation basse et haute, ainsi que son utilité (ventilation chaufferie et/ou amenée d’air comburant). Les tableaux suivants présentent les différents cas.

 

Gaz (selon DTU 65.4)

Dans le cas où la traversée de paroi permet un contact direct avec l’extérieure

Ex : chaufferie en terrasse ou à l’extérieure du bâtiment

Ventilation basse (*)

Svb [dm2] ≥ Pnominale [kW] / 23

mini de 2,5 dm2

Ventilation haute

Svh [dm2] ≥ Surface [m²] / 10

mini de 2,5 dm2

 

(*) Toutefois, dans le cas des générateurs dont amenée d’air est réalisé par une gaine directement sur l’extérieure, la ventilation basse peut-être réduite et doit respecter la relation suivante :

Svh [dm2] ≥ Surface [m²] / 5

 

Gaz (selon DTU 65.4)

 

Dans le cas où une gaine permet de faire la ventilation basse ou la ventilation haute

Ex : chaufferie en sous-sol

Ventilation basse

Par gaine

Dépend du débit d’air nécessaire pour le générateur.

Si dépourvu de système mécanique, le débit d’air doit pouvoir transiter sous une pression statique de 2.5 Pa.

Ventilation haute

Par gaine

Svh [dm2] ≥ diamètre Conduit de fumée [dm²] / 2

mini de 2,5 dm2

Pour illustrer, prenons un exemple avec les hypothèses suivantes :

  • Chaudière type B prenant l’air de combustion dans la chaufferie
  • Chaufferie extérieure donc avec ouvertures sur l’extérieure
  • Chaudière de 300 kW
  • Surface chaufferie de 30 m²
     

 

Cas fioul

Cas gaz

 

Ventilation basse

9 dm²

13 dm²

Augmentation de la ventilation basse en cas de changement de combustible

Ventilation haute

6 dm²

3 dm²


Conduit de fumée

Lors d’un changement de combustible initié par un remplacement de brûleur, le conduit de fumée peut être réutilisé sous conditions d’être conforme aux règles définis par le NF DTU 24.1. Pour ce faire, Il convient de s’assurer que celui-ci est apte à ce changement en vérifiant :

  • La conformité réglementaire de l’ouvrage en termes de hauteur de débouché, continuité et section du conduit, tracé, trappe de ramonage, …
  • La compatibilité du dimensionnement et des caractéristiques du conduit existant en termes de section, hauteur etc..
  • La compatibilité du conduit (en fonction de sa désignation caractérisée par les grandeurs) avec le combustible et le générateur en termes de classe de température, classe de pression, résistance à la condensation, résistance à la corrosion, résistance au feu de cheminée. Les chaudières « basse température » et les chaudières « à condensation » ne doivent pas être installées et raccordées à un conduit de fumée maçonné. 
  • Le respect des distances minimale de sécurité entre la face externe du conduit d’origine et les matériaux combustibles adjacents. Ces distances de sécurité sont définies dans la NF DTU 24.1 P1 selon la température des fumées (donc indirectement selon le type de combustible et la type de générateur) et la nature du conduit (matériau et résistance thermique).

Les désignations minimales des composants du conduit de fumée utilisables avec les combustibles gazeux sont, soit égales soit moins contraignantes que celles définis pour un combustible liquide.

Incidence sur le contrat d’exploitation

Lors d’un changement de combustible, le contrat d’exploitation est généralement revu avec la copropriété. Dans le cas d’un contrat P1 qui encadre la livraison et la facturation du combustible, le changement de combustible rend caduque cette prestation. Il est nécessaire, de redéfinir et de renégocier un certain nombre d’éléments dont entre autres, la valeur cible. L’unité de cette valeur pour le fioul est généralement exprimée en m3 ou litre et pour le gaz en MWh PCS.

Pour les contrats de conduite des installations et de petits entretiens, P2, ainsi que pour les gros entretiens, P3, il conviendra également de réaliser un avenant pour apporter les modifications au contrat existant. En effet, la liste du matériel présente au contrat doit être mise à jour, ainsi que le nombre et la fréquence des points à entretenir, plus faibles pour une installation gaz que pour une installation fioul. Le contrat P3 couvre les réparations et le renouvellement des matériels à l’identique. Sauf exception, le remplacement d’un brûleur fioul par un brûleur au gaz ne devrait pas être pris en charge par le P3.

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1 commentaire sur ce dossier
Par incongru, le 21/04/2020 à 14:14

voilà 15 ans que j'ai cessé ce genre de travail, et il n'est pas plus simplifié, malgré sa généralisation mais j'aime bien le bac à sable pour les combustibles liquides, il n'y manque que le petit seau, la petite pelle et le petit râteau