Analyse des granulés

Le combustible à granulés est une alternative de chauffage domestique renouvelable, propre et économique. Il s’agit d’un produit de biomasse produit à partir de matériaux renouvelables (généralement des déchets de bois recyclés). Il existe de nombreuses résidences qui utilisent des granulés de bois pour le chauffage, dans des poêles indépendants, des inserts de cheminée, des fourneaux et des chaudières. Le combustible à granulés pour le chauffage est également utilisé dans des environnements à grande échelle tels que les écoles et les prisons. Les granulés sont produits dans des usines de fabrication et vendus chez les revendeurs de cheminées, les pépinières, les magasins de matériaux de construction et les magasins de fournitures pour animaux et de jardinage. En bref, le combustible à granulés est un moyen de convertir des millions de tonnes de déchets en énergie en évitant qu’ils ne soient envoyés dans des décharges.

Les exemples de combustibles issus de la biomasse comprennent le bois, les granulés de bois, les copeaux de bois, les vieux papiers et de nombreux autres produits et sous-produits agricoles qui peuvent être utilisés pour produire de l’énergie. Le principe le plus fondamental de la biomasse est qu’elle est renouvelable. La remarquable consistance et l’efficacité de combustion du combustible en granulés produisent une infime fraction des émissions de particules de la biomasse brute. Les brûleurs à granulés ont les émissions de particules les plus faibles de tous les brûleurs à combustible solide. Grâce à des initiatives forestières durables et à une gestion agricole appropriées, la biomasse est pratiquement illimitée et son prix est relativement stable par rapport aux combustibles fossiles.

De nombreux fabricants de granulés prennent des sous-produits tels que des déchets de bois et les transforment en granulés de la taille d'un crayon qui sont uniformes en termes de taille, de forme, d'humidité, de densité et de teneur en énergie. La biomasse brute n’est pas brûlée directement car sa teneur en humidité est comprise entre 20 et 60 pour cent. Cependant, la teneur en humidité des granulés est nettement inférieure (4 à 8 pour cent d’eau). De plus, la densité du combustible en granulés est nettement supérieure à celle de la biomasse brute. Il est possible de transporter davantage de carburant dans une zone de transport donnée et de stocker davantage d’énergie sur place. Pendant ce temps, les granulés sont traités plus facilement et de manière plus prévisible. Leur forme et leur taille uniformes permettent un système d’alimentation plus petit et plus simple qui réduit les coûts. Cette forme haute densité et uniforme peut être stockée dans des silos standards, transportée sur wagons et livrée dans des conteneurs de camions.

L'analyse des granulés dans le contexte des combustibles fait généralement référence à l'examen et au test des granulés de combustible, tels que ceux fabriqués à partir de biomasse, de bois ou de matières nucléaires, pour évaluer leur qualité, leur composition et leurs caractéristiques de performance. Il y a ici deux concepts de base :

• Analyse des granulés de combustible biomasse/bois : utilisés dans les systèmes de chauffage, les poêles ou les centrales électriques. L'analyse comprend les paramètres clés suivants :
  • Teneur en humidité : affecte l’efficacité de la combustion.
  • Teneur en cendres (trop élevée) : signifie plus de résidus et d'entretien.
  • Valeur calorifique (teneur énergétique) : quantité d'énergie libérée par les granulés.
  • Densité apparente : affecte le stockage et le transport.
  • Durabilité : la facilité avec laquelle les granulés se cassent ou produisent de la poussière
  • Teneur en chlore/soufre : une teneur excessive peut corroder l’équipement.

Dans ces analyses, la norme « ISO 17225-2 Biocombustibles solides - Propriétés et classes de combustibles - Partie 2 : Granulés de bois classés » est prise comme base. Cette norme décrit les classes de qualité de combustible et les caractéristiques des granulés de bois classés pour des usages industriels et non industriels. Cette norme couvre uniquement les granulés de bois produits à partir des matières premières suivantes :

• Forêt, plantation et autres bois vierges
• Sous-produits et résidus de l'industrie de transformation du bois
• Bois usagé non traité chimiquement

Les granulés de biomasse traités thermiquement (par exemple les granulés torréfiés) ne sont pas inclus dans le champ d'application de cette norme.

• Analyse des pastilles de combustible nucléaire : dans l’énergie nucléaire, les pastilles de combustible sont généralement dérivées du dioxyde d’uranium et utilisées dans les barres de combustible des réacteurs. L'analyse comprend les paramètres clés suivants :
  • Densité et porosité des pastilles : elles affectent la quantité de carburant qui peut tenir sur une tige et son comportement sous pression.
  • Granulométrie, défauts de surface et microstructure : Granulométrie, fissures, défauts et similaires.
  • Composition chimique et enrichissement : Spécialement pour l'uranium enrichi.
  • Libération des gaz de fission (post-irradiation) : teste la manière dont les gaz tels que le xénon et le krypton s'échappent pendant l'utilisation.
  • Conductivité thermique : affecte la façon dont la chaleur est transférée.

Ces tests sont généralement réalisés dans des laboratoires hautement contrôlés après irradiation dans des cellules chaudes avec des instruments robotisés.

Les normes internationales utilisées dans l'analyse des granulés comprennent, sans s'y limiter, les suivantes :

• ISO 17225-2 Biocombustibles solides - Propriétés et classes des combustibles - Partie 2 : Granulés de bois classés
• ASTM C776-17 Spécification standard pour les pastilles de dioxyde d'uranium frittées pour réacteurs à eau légère. Cette norme concerne les pastilles de dioxyde d’uranium frittées finies. S'applique aux pastilles de dioxyde d'uranium contenant de l'uranium à n'importe quelle concentration en 235U destinées à être utilisées dans les réacteurs nucléaires. Cette norme reconnaît la présence d’uranium retraité dans le cycle du combustible et définit donc les limites isotopiques pour les pastilles de dioxyde d’uranium fabriquées à partir de dioxyde d’uranium de qualité commerciale. Ce dioxyde d’uranium de qualité commerciale est défini de telle sorte que, du point de vue de la conception et de la fabrication du combustible, le produit est essentiellement équivalent à celui fabriqué à partir d’uranium non irradié. Le dioxyde d’uranium se situant en dehors de ces limites ne peut pas nécessairement être considéré comme équivalent et peut donc nécessiter des dispositions spéciales dans l’usine de fabrication du combustible ou dans la conception du combustible.
• ASTM C759-10 Méthodes d'essai standard pour l'analyse chimique, spectrométrique de masse, spectrochimique, nucléaire et radiochimique des solutions de nitrate de plutonium de qualité nucléaire (Guide pour l'inspection des pastilles de combustible nucléaire). Cette norme décrit les procédures d'analyse chimique, spectrométrique de masse, spectrochimique, nucléaire et radiochimique permettant de déterminer si les solutions de nitrate de plutonium de qualité nucléaire sont conformes aux spécifications.
• Méthode d'essai standard ASTM C1674-16 pour la résistance à la flexion des céramiques avancées à porosité artificielle (canaux cellulaires en nid d'abeille) à température ambiante (évaluation de la microstructure des pastilles de dioxyde d'uranium frittées). Cette norme décrit une méthode d'essai permettant de déterminer la résistance à la flexion (module de rupture en flexion) des structures céramiques avancées dotées d'une architecture de canaux en nid d'abeille bidimensionnelle dans des conditions ambiantes.

Notre organisation, qui s'efforce de soutenir les entreprises de tous les secteurs avec une large gamme d'études de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluation qu'elle réalise depuis des années, dispose d'un personnel solide qui suit de près les développements dans le monde dans le domaine de la science et de la technologie et s'améliore constamment. Dans ce contexte, des services d’analyse de pellets sont également proposés aux entreprises.