La "pulsatoire" : 1ère chaudière à gaz sans brûleur

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ENERGIE PLUS n°271 du 15 septembre 2001

La société Auer-Gianola a présenté avant l'été sa nouvelle chaudière baptisée "Pulsatoire". Elle a la particularité d'être la première chaudière à gaz sans brûleur et le mérite d'être plus respectueuse de l'environnement que ses consœurs.…

La chaudière Pulsatoire a été conçue et développée à partir de brevets d'Elf Aquitaine et Turboplus avec l'aide de l'ADEME dans le centre Auer-Gianola de Feuquières en Vimeu (80).

Sa chambre de combustion est entièrement immergée dans l'eau. Par voie de fait, l'énergie consommée est quasi entièrement transformée en chaleur, cette dernière est communiquée directement au fluide de chauffage. La Pulsatoire consomme environ 20 % de moins qu'une chaudière à haut rendement classique et ses pertes thermiques sont 3 à 6 fois inférieures. Par ailleurs son fonctionnement auto-entretenu permet d'économiser de l'électricité.

L'innovation technique
La société Auer indique qu'après une longue période d'observation, "la combustion (ou mécanique vibratoire) vit actuellement son retour au premier plan dans les laboratoires d'études de propulsion. Mais c'est la toute première fois que cette technologie fait son apparition sur un équipement domestique". Au delà de l'entretien et de l'installation relativement lourde (conduits de cheminées, tubage…) que nécessitent les chaudières classiques, ces dernières rejettent des fumées polluantes dans l'atmosphère. Par ailleurs 20% de l'énergie consommée est perdue dans les gaz de combustion et ce, pour un principe physique qui limite les échanges thermiques : sur les parois des conduits de fumée adhère une pellicule de gaz qui joue le rôle d'isolant thermique et freine les échanges. La solution proposée par Auer-Gianola a été de briser cette couche en remplaçant l'écoulement laminaire par un écoulement turbulent. Cela a été rendu possible en substituant à la combustion continue du brûleur une succession de micro-combustions.

Le fonctionnement de la Pulsatoire
Voici comment la société Auer définit la combustion pulsatoire utilisée sur son produit. "Le principe est le suivant : au lieu d'un brûleur ouvert, on dispose d'une chambre de combustion qui débouche sur un réseau de tubes en spirale qui vont faciliter les échanges thermiques avec le fluide. Dans la chambre de combustion, un clapet introduit un mélange air-gaz. Une bougie déclenche l'allumage. Comme l'enceinte est ouverte, c'est une micro-combustion; Les gaz de combustion s'échappent par le faisceau de tubes de l'échangeur créant ainsi une dépression qui entraîne à nouveau l'arrivée du nouveau mélange air-gaz. Et le cycle recommence". En plus de cela, la forme de la chambre de combustion et du faisceau de tube ont une forme telle qu'ils constituent une cavité résonnante : l'ensemble vibre alors (de lui-même) à 115 combustions par seconde.

Quelques informations techniques viennent compléter cette description du phénomène. Auer-Gianola précise que dans la partie supérieure de la chambre de combustion, on trouve le clapet d'admission du mélange air-gaz. C'est une rondelle d'acier élastique qui vient obstruer les lumières. A l'aspiration, la rondelle s'abaisse. Le mélange air-gaz est canalisé jusqu'à la bougie d'allumage où il s'enflamme. La température dans la chambre augmente jusqu'à 800°C. Une légère surpression de 0,1 bar est créée par la dilatation des gaz. Elle ferme le clapet et expulse les gaz de combustion dans les tubes de l'échangeur. Le cycle recommence automatiquement. La cavité résonne. La chaudière pulse. L'auto-inflammation du mélange est provoquée en quelques secondes lorsque le support de la bougie devient incandescent. Dans le tube de l'échangeur, la veine gazeuse avance par saccades. Après chaque combustion, elle avance puis recule régulièrement en se refroidissant pour avancer de nouveau, poussée par les gaz de combustion suivante. "Comme il y a 115 micro-combustions par seconde et comme les gaz cèdent leurs calories dans 18 tubes, ce sont plus de 2000 cellules d'échange par seconde (4000 pour la 40 kW) qui transmettent au fluide de chauffage la quasi totalité de l'énerge des gaz qui s'évacuent, en sortie, à moins de 50°C". La Pulsatoire génère alors un écoulement turbulent qui lui permet d'avoir un rendement supérieur à 109% sur P.C.I. (sur 111 possible).

Pour sa première année de lancement, la société Auer-Gianola s'est fixé pour objectif (modeste) l'installation de 5000 Pulsatoires (sur un marché de 830 000 chaudières par an toutes chaudières confondues).

La Pulsatoire est présentée en deux versions, 20 et 40 kW. Leur prix de vente conseillé est respectivement de 3018 euros (19 800 francs) et 3918 euros (25 700 francs).

Article publié dans le supplément technique d'ENERGIE PLUS n°271 du 15 septembre 2001
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