Chapitre 3 – Combustion | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Chimie | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
💡 Notions centrales : leçon §2 (combustion complète), §4 (équilibrage) et §5 (énergie libérée). Énergie consommée = besoin / rendement. Quantité de combustible = énergie / PCI.
Mathéo, conseiller en rénovation énergétique chez « Hellio » à Limoges, doit conseiller Mme Bernard qui hésite à remplacer sa vieille chaudière fioul. Sa maison ancienne (mal isolée) consomme 25 000 kWh/an de chaleur. Mme Bernard hésite entre 3 solutions : continuer au fioul, passer au gaz naturel, ou installer une chaudière à granulés bois. Mathéo doit chiffrer chaque option sur 3 critères : coût annuel, émissions CO₂, contraintes pratiques.
| Combustible | Formule | PCI | Masse vol. | Prix (2026) | Émissions CO₂ |
|---|---|---|---|---|---|
| Gaz naturel | CH₄ | 10 kWh/m³ | 0,72 kg/m³ | 0,110 €/kWh | 210 g/kWh |
| Fioul domestique | C₁₂H₂₆ (simpl.) | 13 kWh/kg | 0,84 kg/L | 1,30 €/L | 320 g/kWh |
| Granulés bois | C₆H₉O₄ (cellulose) | 4,8 kWh/kg | 650 kg/m³ (en sac) | 0,350 €/kg | 30 g/kWh* |
* Le bois est considéré comme « neutre carbone » sur cycle long (le CO₂ émis est réabsorbé par la croissance des forêts). Les 30 g résiduels viennent du transport et de la production.
Pour chacun des 3 combustibles, calculer la quantité d'énergie que doit fournir la chaudière (énergie d'entrée combustible Ecombustible = Ebesoin / η), pour couvrir le besoin annuel de 25 000 kWh.
Plus le rendement est élevé, moins on a besoin d'énergie d'entrée. Le gaz à condensation est le plus efficace énergétiquement.
Calculer la quantité annuelle de combustible (volume ou masse selon le combustible) nécessaire pour chacune des 3 solutions, à partir du PCI.
Le bois pèse 3 fois plus que le fioul à énergie équivalente — c'est pourquoi le stockage est volumineux (≈ 9 m³ de granulés en vrac).
Équilibrer l'équation de combustion complète du fioul (formule simplifiée C₁₂H₂₆, dodécane) :
… C₁₂H₂₆ + … O₂ → … CO₂ + … H₂O
Vérifier la conservation des atomes.
Étape 1 — équilibrer C : 1 C₁₂H₂₆ → 12 CO₂.
Étape 2 — équilibrer H : 26 H à gauche → 13 H₂O à droite.
Étape 3 — équilibrer O : à droite, O présents = 12 × 2 + 13 × 1 = 24 + 13 = 37 O. Donc à gauche : 37/2 = 18,5 O₂.
Pour avoir des coefficients entiers, on multiplie tout par 2 :
2 C₁₂H₂₆ + 37 O₂ → 24 CO₂ + 26 H₂O
Vérification : C : 2×12 = 24 ✓ ; H : 2×26 = 52 = 26×2 ✓ ; O : 37×2 = 74 = 24×2 + 26 = 48 + 26 = 74 ✓
Calculer le coût annuel de chacune des 3 solutions de chauffage.
Classement par coût : granulés (2 072 €) < gaz (2 895 €) < fioul (3 302 €). Les granulés sont 37 % moins chers que le fioul.
Calculer les émissions de CO₂ annuelles de chacune des 3 solutions, à partir des facteurs d'émission du Doc 1.
Classement carbone : granulés (0,75 t) ≪ gaz (5,25 t) < fioul (8,0 t).
Les granulés émettent 10 fois moins de CO₂ que le fioul.
Compléter le tableau comparatif des 3 solutions selon les 3 critères (coût, CO₂, praticité). Donner pour chaque critère un classement de 1 (meilleur) à 3 (moins bon).
| Critère | Gaz | Fioul | Granulés |
|---|---|---|---|
| Coût annuel (€) | 2 895 — 2ᵉ | 3 302 — 3ᵉ | 2 072 — 1ᵉʳ |
| CO₂ (t/an) | 5,25 — 2ᵉ | 8,00 — 3ᵉ | 0,75 — 1ᵉʳ |
| Praticité (stockage, livraison) | 1ᵉʳ (réseau) | 2ᵉ (citerne) | 3ᵉ (silo, gros volume) |
| Investissement (€) | 1ᵉʳ (4 500) | 2ᵉ (5 200) | 3ᵉ (8 000 net) |
Aucune solution n'est la meilleure sur tous les critères. Le choix dépend des priorités : économie pure → granulés ; simplicité → gaz ; statu quo → fioul (mais peu défendable).
Mme Bernard dispose d'un local annexe de 12 m³ dans son sous-sol, peu utilisé. Elle se sent prête à investir un peu plus si l'économie est durable. Quelle solution Mathéo doit-il recommander, et pourquoi ?
Recommandation : chaudière à granulés bois.
Justification :
Conditions : Mme Bernard doit accepter de gérer la livraison annuelle et le ramonage (1 fois/an obligatoire pour les chaudières bois).
Rédiger en 5 lignes le conseil personnalisé que Mathéo envoie à Mme Bernard :
Hellio — Conseil rénovation pour Mme Bernard (Limoges) — 7 mai 2026
• Recommandation : chaudière à granulés bois (8 000 € après MaPrimeRénov' + CEE).
• Économie vs fioul actuel : 1 230 €/an. Retour sur investissement 2,3 ans. Sur 15 ans : ≈ 15 600 € net économisés.
• Bilan carbone : −7,25 t CO₂/an, soit −90 % d'émissions par rapport au fioul actuel.
• Stockage : votre local de 12 m³ suffit pour la livraison annuelle en vrac (5,9 t = 9 m³).
• Démarches : devis chez 2 installateurs RGE Qualibois, demande MaPrimeRénov' avant travaux. Prime CEE complémentaire ≈ 1 500 €. Démarrage chantier idéal entre mai et septembre 2026.
Et si Mme Bernard envisageait une pompe à chaleur air/eau (COP 3,3, 12 000 € installée) ? Calculer la consommation électrique annuelle, le coût et les émissions CO₂ (mix électrique français : 60 g/kWh). Comparer aux granulés.
Énergie électrique : 25 000 / 3,3 ≈ 7 575 kWh/an
Coût : 7 575 × 0,2516 ≈ 1 906 €/an
CO₂ : 7 575 × 60 ≈ 455 000 g = 455 kg = 0,46 t/an
Comparaison aux granulés (2 072 € et 0,75 t CO₂) : la PAC est légèrement plus chère à l'usage et émet moins (0,46 t vs 0,75 t). Le choix entre PAC et granulés dépend ensuite : isolation de la maison (la PAC est moins efficace si maison mal isolée), zone climatique (PAC moins efficace en H1 froid), goûts (le bois apporte une chaleur perçue plus agréable).
Pour une maison ancienne mal isolée comme celle de Mme Bernard : les granulés sont souvent un meilleur choix que la PAC, qui demanderait une isolation préalable.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Combustion complète), §4 (Équilibrage) et §5 (Énergie libérée) de la leçon Ch03.