Analyseurs de combustion

Les analyseurs de combustion sont des instruments dédiés au contrôle des émissions polluantes et du rendement de combustion des chaudières, brûleurs, fours industriels et installations thermiques. Ils mesurent simultanément les principaux paramètres des fumées de combustion : oxygène (O2), monoxyde de carbone (CO), dioxyde de carbone (CO2), oxydes d’azote (NOx), dioxyde de soufre (SO2), hydrocarbures imbrûlés, température des fumées et tirage (pression différentielle entre conduit et ambiance). Ils calculent automatiquement le rendement de combustion, les pertes par les fumées, l’excès d’air et le lambda, λ. Ils servent à la maintenance des installations thermiques, aux inspections périodiques obligatoires, aux contrôles environnementaux, à l’optimisation énergétique et à la R&D de nouveaux brûleurs.

Capteurs utilisés

Les capteurs les plus répandus sont : électrochimiques pour l’O2, le CO, les NOx, le SO2 et l’H2 (compacts, exacts pour les applications industrielles courantes, durée de vie de 1 à 3 ans avant remplacement) ; NDIR pour le CO2 et les hydrocarbures (durée de vie pratiquement illimitée, sans dégradation) ; paramagnétiques pour l’O2 de haute précision ; thermorésistifs pour les HC (capteurs d’hydrocarbures imbrûlés) ; thermocouples de type K pour la température des fumées (étendue jusqu’à 1200 °C). Les capteurs sont protégés par des filtres à particules et à condensats, avec des systèmes de purge automatique des condensats accumulés.

Calculs automatiques

Connaissant le type de combustible (gaz naturel, fioul, GPL, biomasse, charbon, etc.), l’analyseur calcule automatiquement : le rendement de combustion η (rendement du processus de combustion, % – généralement 85-95 % pour les chaudières modernes) ; les pertes par les fumées (% de chaleur perdue avec les fumées) ; l’excès d’air λ (rapport entre l’air réel et l’air stœchiométrique – valeur optimale de 1,1 à 1,4 pour la plupart des combustibles) ; le rapport CO/CO2 (indicateur de combustion complète ou incomplète) ; les valeurs normalisées permettant la comparaison avec les limites réglementaires. La base de données de combustibles intégrée est étendue et personnalisable.

Contrôles périodiques obligatoires

En Italie, le décret présidentiel 74/2013 encadre les contrôles périodiques obligatoires des installations thermiques de chauffage des bâtiments (chaudières et autres générateurs). Le contrôle comporte des mesures d’efficacité énergétique (à l’analyseur de combustion) et des paramètres d’émission, à une périodicité variable selon la puissance de l’installation et le combustible (généralement tous les deux ou quatre ans pour le résidentiel, annuelle pour les installations thermiques de forte puissance). Le rapport d’essai (le « bollino blu ») est obligatoire et signé par un technicien agréé. La réglementation est plus stricte pour les installations industrielles et pour les émissions atmosphériques au titre du décret législatif 152/2006 (code de l’environnement).

Applications industrielles

Les applications industrielles sont : la maintenance des chaudières civiles et industrielles ; le contrôle des brûleurs de fours industriels (fours de cuisson, fours de traitement thermique, fours sidérurgiques) ; le contrôle des émissions des centrales thermiques de cogénération ; l’optimisation des procédés de combustion (réduction des consommations et des émissions) ; les essais de réception de nouveaux brûleurs ; le contrôle des moteurs à combustion interne (même si des analyseurs spécifiques sont utilisés pour les moteurs) ; les inspections environnementales pour les autorisations d’émission AIA (autorisation environnementale intégrée).

Normes de référence

Les normes principales sont : UNI 10389-1 (analyseurs de combustion – exigences) ; UNI EN 50543 (détecteurs de CO/CO2) ; en Italie, le décret présidentiel 74/2013 (installations thermiques) ; le décret législatif 152/2006 et ses modifications (code de l’environnement, émissions atmosphériques) ; EN 14181 (QAL – Quality Assurance Level pour les systèmes de mesure en continu des émissions). L’étalonnage des analyseurs s’effectue avec des mélanges de gaz certifiés ISO 17025 de concentration connue, généralement une fois par an ou selon les indications du constructeur.

Critères de choix

Le choix de l’analyseur de combustion dépend de : les paramètres à mesurer (simples pour le résidentiel = O2/CO/T ; complets pour l’industriel = ajouter NOx, SO2, CO2 NDIR) ; l’étendue de concentration (élevée pour les applications industrielles au-delà de 10 000 ppm CO/NOx) ; la base de données de combustibles intégrée ; l’imprimante intégrée ou la connectivité sans fil pour des rapports immédiats ; la conformité à l’UNI 10389-1 ; l’autonomie de la batterie pour les interventions sur chantier ; un service d’étalonnage raccordé ISO 17025.