Activité 9 – Séchoir à bois : économie circulaire SITUATION PRO

Ch03 – Combustion | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min

Dernière mise à jour : 31 mai 2026

Ce que tu vas apprendre :

Comprendre une boucle « bois sèche bois » en scierie
Calculer l'énergie nécessaire au séchage
Évaluer l'autonomie énergétique d'une scierie

🤔 Avant de commencer

Le bois fraîchement coupé contient 50 % d'eau. Combien de temps faut-il pour qu'il sèche à l'air libre vs en séchoir industriel ?

Air libre : 1 cm d'épaisseur par an environ. Un plot de 5 cm met 4-5 ans à sécher (≈ 15-20 % H₂O). Séchoir industriel : 3-4 semaines pour atteindre 8-12 % H₂O (qualité agencement intérieur). 50× plus rapide. Le séchage à l'air libre suffit pour la charpente, mais l'agencement de qualité demande un séchage forcé (sinon retrait, gauchissement après pose).

Situation – Tony, technicien scierie (Mende)

Tony, responsable production à la scierie « Bois du Gévaudan » à Mende, dispose d'un séchoir industriel chauffé par une chaudière à déchets de scierie (sciure, plaquettes). Il veut calculer l'autonomie énergétique de l'installation.

📖 Vocabulaire

Humidité du bois: Masse d'eau / masse bois sec. Bois fraîchement coupé : 50-100 %. Charpente : 18-20 %. Agencement : 8-12 %.
Chaleur latente vaporisation: Énergie pour vaporiser 1 kg d'eau (à 100 °C) : 2 260 kJ/kg = 0,63 kWh/kg.
Économie circulaire: Modèle où les déchets d'un processus deviennent matière première d'un autre. Ici : sciure → énergie séchage.

Document 1 — Données scierie Tony

Production scierie : 50 m³ de bois sec par mois (12 mois/an).
1 m³ bois frais ≈ 800 kg, dont 50 % d'eau (= 400 kg/m³).
Au sortir du séchoir (10 % H₂O) : 480 kg/m³ bois sec total dont 40 kg d'eau résiduelle.
Eau à évaporer : 400 − 40 = 360 kg/m³ → 18 000 kg d'eau/mois.
Chaleur de vaporisation : 0,63 kWh/kg d'eau.
Chaudière à sciure : rendement 75 %. PCI sciure (15 % H₂O) : 3,5 kWh/kg.
Sciure produite par la scierie : 20 % du volume des grumes = 10 m³/mois = 5 000 kg/mois (densité sciure ≈ 500 kg/m³).

Problématique : La sciure produite couvre-t-elle l'énergie pour sécher la production mensuelle ?

Q1 APP

Calculer l'énergie thermique nécessaire pour vaporiser 18 000 kg d'eau.

E_vap = 18 000 × 0,63 = 11 340 kWh/mois.

Soit ≈ 380 kWh/jour. Significatif.

Q2 REA

En ajoutant 20 % de pertes thermiques (cuve mal isolée), énergie réelle à fournir ?

E_réelle = 11 340 × 1,20 = 13 608 kWh/mois.

Pour la chaudière : E_chaudière = 13 608 / 0,75 = 18 144 kWh/mois d'énergie primaire.

Q3 REA

Masse de sciure à brûler par mois.

m_sciure = E_chaudière / PCI = 18 144 / 3,5 = 5 184 kg/mois.

Q4 ANA

Comparer aux 5 000 kg/mois de sciure produits par la scierie.

Besoin : 5 184 kg. Production : 5 000 kg. Léger déficit de 4 %.

Tony doit acheter ~ 200 kg de sciure ou plaquettes par mois (≈ 60 €/mois) pour combler. Ou : améliorer l'isolation du séchoir (économie de 5-10 %).

Sans cela, le bilan est quasiment équilibré. Économie circulaire presque parfaite.

Q5 ANA

Si la scierie devait chauffer son séchoir au gaz au lieu de la sciure auto-produite, coût mensuel ?

E_gaz = E_réelle / rendement chaudière gaz (0,92) = 13 608 / 0,92 = 14 791 kWh/mois.

Coût gaz à 0,12 €/kWh : 14 791 × 0,12 = 1 775 €/mois ≈ 21 300 €/an.

Énorme. La boucle bois sèche bois évite donc 21 000 €/an à la scierie.

Q6 ANA

Si la scierie vendait sa sciure (20 €/tonne soit ~ 100 €/mois) au lieu de l'auto-consommer, coût opportunité ?

Coût opportunité = revenu non perçu = 5 t × 20 €/t = 100 €/mois.

Mais en l'auto-consommant, économie gaz = 1 775 €/mois.

Bénéfice net : 1 775 − 100 = 1 675 €/mois = 20 100 €/an. Énormément plus rentable de l'utiliser sur place.

Q7 VAL

Bilan CO₂ : la combustion de sciure libère 30 g CO₂/kWh utile vs 240 g pour le gaz. Économie CO₂/an ?

Gaz : 14 791 × 12 × 0,240 = 42 600 kg CO₂/an.

Sciure : 18 144 × 12 × 0,030 = 6 532 kg CO₂/an.

Économie : 36 000 kg = 36 tonnes CO₂/an.

Équivalent : 8 voitures essence × 1 an. Très significatif.

Q8 COM

Synthèse de Tony pour le conseil d'administration (4 lignes).

Boucle séchoir-sciure — Tony (Bois du Gévaudan Mende)
• Séchoir : besoin 18 144 kWh/mois. Sciure produite : 5 000 kg → 17 500 kWh disponibles.
• Quasi-autonomie énergétique. Petit appoint 60 €/mois.
• Économie vs gaz : 21 300 €/an + 36 tonnes CO₂ évitées.
• Argument commercial : « bois séché à l'énergie de nos propres copeaux ». Différenciant.

✅ Auto-évaluation

Je calcule l'énergie de vaporisation d'une masse d'eau. Je calcule la masse de combustible nécessaire via le PCI. Je raisonne en économie circulaire (déchet → ressource).

Bonus — Pourquoi sécher le bois à 60 °C et pas 100 °C ?

À 100 °C, l'eau s'évapore très vite mais le bois se déforme (fendaisons, retraits différentiels entre fibres). À 60 °C, l'évaporation est progressive, le bois sèche sans contraintes.

Process industriel : cycle programmé de 3-4 semaines avec hygrométrie contrôlée. T progressive 40 → 60 → 75 °C en fin de cycle (pour fixer la teneur finale). Le bois ressort « stable », prêt à l'usinage de précision.

À retenir

Chaleur latente vaporisation eau : 2 260 kJ/kg = 0,63 kWh/kg.
Boucle bois sèche bois = quasi-autonomie énergétique d'une scierie.
Économie circulaire : déchet (sciure) → ressource (énergie).
Avantages : économie + bilan CO₂ + image commerciale.

📚 §6 (Énergie thermique combustion) + §9 (Applications atelier) de la leçon Ch03.