Passage du PCS au PCI

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Description

 

Tous les combustibles fossiles comprennent, en quantités variables, du carbone et de l'hydrogène. Leur combustion produit donc toujours du CO2 et de l’eau, sous forme de vapeur, avec un dégagement de chaleur. La quantité de chaleur, exprimée en kWh ou MJ, qui est dégagée par la combustion (dans l’air) d’une unité donnée du combustible suppose :

que la combustion est complète,

que la pression est constante à 1,01325 bar,

que le carburant et l’air sont à une température initiale de 0°C, et que tous les produits de combustion sont ramenés à la température de 0°C ensuite.

 

Du fait de la présence de vapeur d’eau dans les produits de combustion, il existe deux manières de mesurer l'énergie disponible par unité de combustible, selon que l’eau reste sous forme gazeuse ou aura condensé pour l’essentiel une fois ramenée à 0°C.

Lorsque l’eau formée pendant la combustion est conservée à l’état gazeux (vapeur), la quantité de chaleur mesurée correspond au Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI).

Lorsque l’eau formée pendant la combustion est pour l’essentiel ramenée à l’état liquide (les autres produits restant à l’état gazeux)*, la quantité de chaleur mesurée correspond au Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS).

 

* Même à 0°C, il subsiste une pression de vapeur saturante non nulle pour l’eau

 

La distinction PCS/PCI réside donc dans le fait que le PCS intègre l’énergie libérée par la condensation* de l’eau (appelée chaleur latente de condensation) après la combustion tandis que le PCI ne l’intègre pas.

 

* La condensation correspond au passage de l’état gazeux à l’état liquide

 

L'exploitation de la chaleur latente de la condensation (dans des chaudières éponymes) est relativement récente. De la sorte, lorsqu'il n'est pas précisé dans la bibliographie si les valeurs disponibles sont exprimés en PCS ou PCI, elles sont réputées être des valeurs PCI par défaut. Bien évidemment ce point a été vérifié chaque fois que possible.

 

Le passage du PCI au PCS (ou inversement) dépend de la part de la vapeur d’eau dans les produits de combustion, donc de la proportion d'hydrogène dans le combustible initial. Le tableau ci-dessous donne la valeur à utiliser selon le combustible concerné.

 

Combustible liquide ou gazeux

Rapport PCS/PCI

Source

Gaz naturel

1,111

www.thermexcel.com160

GPL

1,087

www.thermexcel.com

Essence

1,08

Extrapolation

Diesel, fioul domestique

1,075

www.thermexcel.com

Fioul lourd

1,065

www.thermexcel.com

Charbon

1,052

www.thermexcel.com

Rapport PCS/PCI pour les combustibles liquides ou gazeux

 

Pour le gaz naturel, par exemple, 1 kWh PCS équivaut à 1,11 kWh PCI. Cela signifie que le facteur d'émission par unité d'énergie augmente de 11% lorsque l'on passe du PCS au PCI (ou inversement diminue de 11% lorsque l’on passe du PCI au PCS, puisque dans ce dernier cas on exploite 11% d’énergie en plus - la chaleur latente - sans combustion supplémentaire).

 

 

Sources :

[160] Site internet : www.thermexcel.com