Étude de la stabilité au stockage et de la combustion du biocombustible F100 dans des chaudières domestiques

Résumé et principaux résultats

Dans le cadre du projet PR29, une étude approfondie a été menée afin d'évaluer à la fois le vieillissement naturel du biocombustible F100 lors d'un stockage prolongé (1 an), et son influence sur les performances et la fiabilité de chaudières domestiques. Le F100 a été stocké dans trois types de cuves représentatives (plastique, acier, et IBC), soumises aux conditions climatiques extérieures (IBC) et protégés (acier et plastique).
Des analyses physico-chimiques régulières ont permis de suivre l'évolution du F100 au cours du temps. Les résultats ont mis en évidence une dégradation partielle de certaines propriétés critiques, notamment une baisse de la stabilité à l'oxydation (de 5 h à 1 h dans l'IBC), ainsi qu'une augmentation de la teneur en eau et de la contamination totale dans certains cas. Ces évolutions varient selon le type de cuve, avec une meilleure stabilité constatée dans les cuves plastiques.
Quatre chaudières domestiques ont ensuite été testées avec ce biocombustible vieilli sur plusieurs centaines d'heures. Malgré la dégradation partielle du F100, les rendements sont restés stables dans l'ensemble. Toutefois, un encrassement significatif a été observé sur deux des quatre brûleurs, avec un incident de fonctionnement sur la chaudière 4, causé par l'accumulation de dépôts sur le déflecteur. Ces dépôts sont liés à l'expansion du biocombustible présente dans la chambre du gicleur à l'arrêt.
Cette étude montre que l'utilisation du F100 après vieillissement reste techniquement envisageable, mais nécessite une vigilance accrue sur les conditions de stockage, la conception des brûleurs (système anti-gouttes), et la gestion de l'encrassement. Ces enseignements sont essentiels pour garantir une intégration durable du F100 dans les systèmes de chauffage résidentiels.

Title: Study on the Storage Stability and Combustion Performance of F100 Biofuel in Domestic Boilers

Abstract: As part of the PR29 project, a study was conducted to evaluate both the natural aging of the F100 biodiesel during prolonged storage (1 year) and its impact on the performance and reliability of domestic boilers. The F100 was stored in three representative tank types (plastic, steel, and IBC), exposed to outdoor climatic conditions (IBC) or protected environments (steel and plastic).
Regular physicochemical analyses allowed monitoring the evolution of the F100 over time. The results revealed a partial degradation of certain critical properties, including a decrease in oxidation stability (from 5 h to 1 h in the IBC), as well as an increase in water content and total contamination in some cases. These changes varied according to the tank type, with better stability observed in plastic tanks.
Subsequently, four domestic boilers were tested with this aged biodiesel over several hundred hours. Despite the partial degradation of the F100, overall efficiency remained stable. However, significant fouling was observed on two of the four burners, including a functional failure in boiler 4 caused by deposit buildup on the deflector. These deposits are linked to the expansion of the biodiesel present in the nozzle chamber during shutdown.
This study demonstrates that the use of aged F100 remains technically feasible but requires increased vigilance regarding storage conditions, burner design (anti-drip system), and fouling management. These insights are essential to ensure the sustainable integration of F100 into residential heating systems.