Brûleur

Brûleur - source Hoval

Incorporé au fonctionnement d’une chaudière ou d’un chauffe-eau, le brûleur est l’élément mécanique où viennent se mélanger le combustible avec de l’air comburant chargé d’oxygène. Ce procédé permet la production de chaleur par un effet de combustion alimenté par du gaz ou par du fioul. L’équilibre entre les deux éléments mélangés doit être le plus précis possible afin d’éviter les imbrûlés provoquant une baisse de rendement du brûleur.

Qu’est-ce qu’un brûleur ?

Le fondement du système de fonctionnement d’une chaudière

Le rôle du brûleur est de chauffer l’eau présente dans la chaudière avant que celle-ci ne soit injectée dans les émetteurs de chaleur. Fonctionnant aussi bien avec une chaudière fioul qu’avec une chaudière gaz, le brûleur est équipé d’un ventilateur chargé d’alimenter l’élément mécanique en air. Ce principe de fonctionnement lui vaut d’ailleurs le nom de brûleur pulsé. Ce ventilateur a un double rôle :

• d’une part, il permet à l’air nécessaire pour la combustion d’entrer dans l’appareil ;
• d’autre part, il assure l’évacuation des fumées liées à la combustion.

Le fioul ou le gaz nécessaires à la combustion arrivent au sein du brûleur depuis leur lieu de stockage : une cuve pour le fioul ou un raccordement au gaz de ville.

Un élément mécanique permettant une combustion sécurisée

Le brûleur d’une chaudière fioul ou d’une chaudière gaz est une solution sécurisée et sécurisante pour contenir un phénomène de combustion. La flamme du brûleur se règle de manière autonome grâce à un système de sécurité pouvant fonctionner sous deux principes :

• une cellule photorésistante réagissant à la lumière produite par la flamme ;
• ou une cellule photoélectrique réagissant au rayonnement lumineux du spectre de la lumière blanche.

Ces systèmes de contrôle de la flamme du brûleur permettent d’éviter les imbrûlés, dont l’accumulation réduit le rendement d’une chaudière.

La composition d’un brûleur pour chaudière fioul

Dans un circuit de chauffage, le brûleur d’une chaudière dispose d’une anatomie composée de 7 éléments différents : la pompe à fioul, l’électrovanne, le ventilateur, le gicleur, les électrodes, le réchauffeur de fioul et la tête de combustion. 

La pompe à fioul

La pompe à fioul du brûleur d’une chaudière a pour rôle d’alimenter l’appareil en fioul. Cette pompe bénéficie d’un raccordement allant de la cuve de stockage du fioul jusqu’au brûleur. Pour éviter un manque d'approvisionnement ou un surplus, un régulateur de pression permet d’adapter l’alimentation en fioul du brûleur et assurer le bon rendement de la combustion.

L’électrovanne

Le principe de fonctionnement de l’électrovanne d’un brûleur est automatique. Il s’agit d’une vanne qui gère l’alimentation en fioul du gicleur afin qu’il dispose de la quantité de combustible suffisante pour assurer la combustion.

Le ventilateur

Le phénomène de combustion est également alimenté par un apport d’air fourni par le ventilateur. Le système de ventilation a pour objectif de faciliter l’accès de l’air à la flamme du brûleur. Grâce au système de ventilation, l’air rencontre moins d’éléments de résistance pour atteindre la chambre de combustion du brûleur.

Le gicleur

Le gicleur est l’élément essentiel au bon fonctionnement du brûleur d’une chaudière fioul. C’est cette partie de l’appareil qui envoie, de manière éparse, le fioul. Ainsi dispersé sous la forme de gouttelettes, le fioul se mélange plus facilement à l’air pour alimenter une combustion au rendement élevé.

Les électrodes

Le rôle des électrodes consiste essentiellement à allumer la flamme du brûleur lorsque vous mettez en route votre système de chauffage.

Le réchauffeur de fioul

La viscosité du fioul est en partie causée par sa température dans la cuve de stockage, en partie à sa composition propre. Le rôle du réchauffeur de fioul est donc de chauffer le fioul et ainsi de le rendre plus liquide afin d’en faciliter la combustion.

La tête de combustion

Une tête de combustion se compose d’un embout et d’un déflecteur. Le rôle de l’embout est de guider la flamme du brûleur alors que le rôle du déflecteur est de s’assurer que la flamme ne s’éteigne pas et qu’elle continue à brûler.

La composition d’un brûleur pour chaudière gaz

Pour les chaudières gaz, si le principe de fonctionnement reste similaire, la composition du brûleur connaît certaines différences. Ainsi, il est possible de différencier 4 types de brûleurs pour une chaudière gaz : les brûleurs atmosphériques, les brûleurs à air pulsé, les brûleurs à pré-mélange et les brûleurs low-NOx (Nitrous OXide).

Les brûleurs atmosphériques

Les brûleurs atmosphériques ne disposent pas d’un ventilateur. Le principe de fonctionnement se base sur un jet de gaz au niveau des injecteurs pour assurer l’entraînement de l’air. Une dépression causée par le rétrécissement du tube mélangeur permet l'aspiration naturelle de l’air comburant, également appelé air primaire, nécessaire au bon fonctionnement de l’appareil. Un phénomène de convection naturelle permet l’aspiration de l’air secondaire au niveau de la flamme.

Des excès d’air peuvent réduire les capacités de rendement de la chaudière. A noter également : les brûleurs atmosphériques produisent une grande quantité de NOx, ce à quoi les nouvelles technologies ont trouvé un remède en créant des brûleurs low-NOx pour chaudière gaz.

Les brûleurs à air pulsé

Dans un brûleur à air pulsé, le gaz et l’air comburant se mélangent dans la tête de combustion. Contrairement au principe de fonctionnement du brûleur atmosphérique, le brûleur à air pulsé est équipé d’un ventilateur dont le rôle est d’attirer l’air ambiant de la chaufferie à l’intérieur du brûleur afin de fournir une quantité suffisante d’air comburant pour permettre la combustion.

Les brûleurs à pré-mélange

Le fonctionnement du brûleur à prémélange est différent du brûleur à air pulsé, malgré un mélange de l’air et du gaz en amont de la combustion pour ce dernier. Veuillez tout d’abord noter qu’il existe deux types de modèles :

• les brûleurs à prémélange avec ventilateur ;
• et les brûleurs à pré-mélange sans ventilateur.

Les brûleurs à pré-mélange avec ou sans ventilateur sont des brûleurs limitant considérablement la production de NOx lors de la combustion. Pour cela, une chambre de prémélange accueille le mélange du gaz à l’air avant que le résultat de ce mélange ne soit emmené sur une surface d’accrochage où se trouve la flamme.

Certains modèles permettent un prémélange partiel, d’autres un prémélange total. La différence entre ces deux types de fonctionnement provient de la présence d’un air secondaire alimentant l’appareil en aval de la chambre de combustion.

La présence d’un ventilateur sur ce type de brûleur permet d’en améliorer les capacités et le rendement.

Les brûleurs low-NOx

Les dernières évolutions technologiques se concentrent sur la réduction des émissions polluantes liés à l’accumulation des imbrûlés. Les NOx se forment lorsque l’azote lié à la réaction de la combustion se mélange avec l’oxygène. Toxiques pour la santé, les NOx alimentent la formation d’ozone dans l’atmosphère. Il existe différents modèles de brûleurs low-NOx :

• les brûleurs pulsés low-NOx par recyclage des gaz ;
• et les brûleurs à prémélange radiants ou rayonnants.