Fireforce - Chauffage avec combustion optimisée - Phase 2 (Prototype mobile de chauffage à bois Fireforce avec combustion optimisée - Phase 2)

• Research unit: FOEN
• Project number: UTF 674.22.21

Key words (French)

Chauffage à bois optimisée, combustibles renouvelables, combustion propre, émissions de polluants, OPAir, chaudière à bois mobile, fonctionnement automatisé

Short description (French)

L’OFEV a financé un projet préliminaire (Fireforce- Chauffage avec combustion optimisée, UTF 617.29.19) dans lequel un prototype de chaudière à basses émissions, d’une puissance de 130 kW, a été développé et raccordé sur un aérotherme.

Fireforce Technology Sàrl a développé un procédé de combustion de bois qui permet une combustion propre avec des niveaux d'émissions de polluants très bas qui respectent pleinement l’Ordonnance sur la protection de l'air (OPair). Le procédé Fireforce fonctionne sans filtre, contrairement à la majorité des chaudières de puissance de 500 kW qui réduisent les émissions, une fois ces dernières émises, au moyen de dispositifs de filtration encombrants.

Avec ce projet il est prévu de réaliser et de tester un prototype mobile d'une puissance de 500 kW qui sera raccordé à un consommateur de chaleur (réseau de chauffage à distance, séchoir ou aérotherme) et son fonctionnement automatisé sera évalué pendant plusieurs semaines en période de chauffage.

Results according to contract (French)

1. Le prototype d’une chaudière à bois mobile d’une puissance de 500 kW est développé : La chaudière 500 kW est installée dans le container mobile, tous les éléments périphériques sont raccordés et le système est prêt pour être connecté à un réseau de chauffage à distance, ou à un séchoir ou à un aérotherme. Jalon 1

2. Une visite du prototype en fonction décrit au point 3.1 a eu lieu avec la participation de représentants des offices fédéraux intéressés. Des explications sur le fonctionnement technique ont été données afin de permettre la compréhension du procédé de combustion choisi. Les participants à la visite ont signé une déclaration de confidentialité selon la demande du responsable de projet Jalon 2

3. Le prototype décrit au point 3.1 est raccordé à un consommateur de chaleur (réseau de chauffage à distance, séchoir ou aérotherme) et son fonctionnement automatisé est testé pendant plusieurs semaines en période de chauffage. Les émissions de pollutions gazeuses et particulaires du prototype décrit au point 3.1 sont mesurées selon les recommandations de l’OFEV ( Mesure des émissions des installations stationnaires (admin.ch)) et ne dépassent pas les limites de l’OPair.

4. L'efficacité énergétique, le rendement thermique et le rendement énergétique de conversion du prototype décrit au point 3.1 sont déterminés.

5. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 3.1 à 3.4.

6. Eléments de textes, illustrations et au moins 3 photos (voir annexe 3) pour l’impression de publications à l’adresse du public.

7. Une présentation des résultats avec PowerPoint sera effectuée à la fin du projet pour les personnes intéressées de l’OFEV.

Project aims (French)

Un prototype d’une chaudière à bois mobile d’une puissance de 500 kW est développé, raccordé à un consommateur de chaleur (réseau de chauffage à distance, séchoir ou aérotherme) et son fonctionnement automatisé est évalué pendant plusieurs semaines en période de chauffage.

Description of results (French)

Deux prototypes de chaudière à biomasse ultra basses émissions développés par Fireforce Technology Sàrl ont été installés et mis en service sur des réseaux de chauffage à distance. Le premier, d’une puissance de 230 kW et intégré dans un container mobile, a permis de valider le fonctionnement et les performances du procédé dans des conditions réelles d’exploitation sur un réseau monotube. Le second, d’une puissance de 500 kW, a été installé dans le cadre de la mise aux normes d’une chaufferie et a permis d’atteindre la cible de puissance fixée et de confirmer le fonctionnement du système couplé à un réseau de distribution bitube, plus conventionnel.

Les performances énergétiques ont été confirmées sur la chaufferie mobile, qui a démontré un rendement de 113% (avec référence PCI), mesuré sur une période de 12 jours de fonctionnement avec du bois à 43% d’humidité. Les performances environnementales ont été validées sur les deux prototypes par l’organisme Cantonal Vaudois (DGE). Dans les deux cas, aucune trace de monoxyde de carbone (CO) ou de particule fine n’ont pu être détectées lors des mesures de fumées, et ce, quelque soit la puissance évaluée (10 à 100%) et sans utilisation de dispositif de filtration des fumées de type électrofiltre ou autre. Les chaudières fonctionnent de manière entièrement automatisée et ont subi avec succès des essais d’endurances sur plusieurs semaines consécutives.

Transfer and application (French)

Fireforce Technology développe une chaudière à biomasse qui a l’avantage d’émettre très peu de polluants gazeux et particulaires et offre un rendement très élevé. Cette technologie, basée sur un procédé de combustion breveté, qui peut être décrit comme un gazéificateur, combiné à un bruleur à oxydation sans flamme et un échangeur direct eau/gaz de combustion, permettra à terme de rendre la biomasse concurrentielle vis-à-vis du mazout pour les chaudières de grosse puissance (>500 kW).

Les prototypes de 230 kW et 500 kW ont permis d’amener la société Fireforce Technology jusqu’à la cible de puissance nécessaire à entrer dans le marché de la production de chaleur pour les collectivités et l’industrie avec un modèle innovant de « leasing-contracting ». Le niveau de développement du prototype 500kW est tel qu’il continuera d’assurer la production de chaleur pour le chauffage à distance et servira de vitrine et de référence pour les futurs clients de la société.  

Follow up (French)

La chaudière Fireforce a passé avec succès toutes les étapes de développement et de mise au point afin d’atteindre un niveau de fonctionnement fiable et entièrement automatisé. La technologie ainsi que les services proposés par Fireforce sont maintenant suffisamment abouties pour intégrer le marché. Trois projets sont en cours de réalisation est devront être terminés pour la saison de chauffe 2023/2024.

La société compte augmenter sa part de marché de manière importante ces prochaines années avec déjà plusieurs projets en discussion pour 2024 et souhaite poursuivre ses développements dans le but de proposer une chaudière à cogénération (production d’électricité et de chaleur) utilisant le procédé Fireforce dans le futur.