IND-UT-118 : jusqu’à 32 760 kWh cumac par kW de brûleur sur un four industriel au gaz

Dans un four à haute température, les fumées quittent la chambre au moins aussi chaudes que la charge qu’elles ont chauffée. À 1 000 °C, elles emportent une fraction importante de l’énergie du gaz, perdue dans la cheminée, et cette part grandit avec la température du four : c’est pourquoi le barème monte avec la température des fumées. Préchauffer l’air comburant consiste à faire passer cette chaleur perdue dans l’air qui alimente la flamme. Un air qui entre à plusieurs centaines de degrés a déjà reçu une partie de l’énergie que le gaz aurait dû fournir : le brûleur consomme moins pour la même puissance utile.

Le brûleur auto-récupérateur intègre l’échangeur dans son propre corps : une partie des fumées est aspirée à travers le brûleur et cède sa chaleur à l’air entrant. C’est un appareil compact, qui remplace un brûleur classique et préchauffe l’air à une température intermédiaire. Le brûleur régénératif va plus loin. Il fonctionne par paire, ou en deux chambres dans un même corps pour l’autorégénératif : pendant qu’un brûleur fonctionne, les fumées sortent par l’autre et traversent un lit de céramique qui emmagasine leur chaleur. Quelques dizaines de secondes plus tard, les rôles s’inversent et l’air de combustion traverse le lit brûlant, dont il ressort beaucoup plus près de la température du four. Ce préchauffage plus poussé explique l’écart de barème : 2 300 contre 1 600 kWh cumac par kW dans la première tranche, 7 800 contre 5 800 dans la dernière.

Le récupérateur de chaleur sur les fumées est un échangeur extérieur au brûleur, posé sur le circuit de fumées, qui alimente les brûleurs en air chaud par une gaine. Les brûleurs existants doivent être modifiés ou remplacés pour accepter cet air chaud, ce que la fiche impose. L’air arrive moins chaud qu’avec un régénératif et les pertes en ligne sont réelles : le barème est le plus bas des trois et ne varie pas avec la température des fumées. Le coefficient de poste, réservé aux brûleurs neufs, traduit le temps de marche du four ; pour le récupérateur, le mode de fonctionnement est déjà intégré au montant par kW.

La fiche s’adresse à tout industriel qui exploite un four au gaz naturel dont les fumées sortent à 600 °C ou plus : forge, traitement thermique des métaux, fonderie, réchauffage de billettes et de brames, verrerie, céramique, galvanisation. Les fours de séchage, de cuisson alimentaire ou de polymérisation de peinture travaillent presque toujours bien en dessous du seuil. La mise en place est réalisée par un professionnel, sans qualification particulière exigée par la fiche.

Sur le four neuf, la fiche est précise par omission : elle écrit que le four est existant dans le seul cas du récupérateur sur les fumées, ce qui est logique puisqu’il s’agit de transformer des brûleurs en place. Pour les brûleurs auto-récupérateurs ou régénératifs, elle n’écrit rien sur l’âge du four, et la lecture prudente est que ces deux opérations ne sont pas réservées aux fours existants. Sur le combustible, le texte ne laisse pas de marge : le four fonctionne au gaz naturel.

Le montant en kWh cumac est le produit d’une valeur du barème par P, la somme des puissances thermiques nominales des brûleurs en kW. Pour les brûleurs auto-récupérateurs et régénératifs, la valeur dépend de la température T des fumées à la sortie du four, en quatre tranches, puis est multipliée par le coefficient de poste : 1 en 1x8, 2,2 en 2x8, 3 en 3x8 avec arrêt le week-end, 4,2 en 3x8 sans arrêt. Pour le récupérateur sur fumées, la valeur dépend du seul mode de fonctionnement, sans coefficient.

Les bornes comptent : la première tranche va de 600 °C inclus à 750 °C inclus, la deuxième de plus de 750 °C à 1 000 °C inclus, la troisième de plus de 1 000 °C à 1 250 °C inclus, la quatrième au-delà. Un four dont les fumées sortent exactement à 1 000 °C reste en deuxième tranche. La fiche parle de la température des fumées à la sortie du four, pas de la consigne de la chambre ni de la température en cheminée.

P se lit sur la plaque signalétique du brûleur ou, à défaut, sur un document du fabricant. C’est la puissance thermique nominale, la puissance de gaz que le brûleur peut brûler, pas la puissance électrique de son ventilateur ni la puissance utile du four. Pour les brûleurs neufs, on additionne tous les brûleurs posés ; pour le récupérateur, tous les brûleurs transformés.

Avant d’annoncer un volume, il faut connaître la technologie, la température des fumées et le planning du four. Premier cas, un atelier de traitement thermique qui remplace les trois brûleurs d’un four de recuit par des auto-récupérateurs de 150 kW. Fumées à 900 °C, deux postes. P = 3 × 150 = 450 kW, et le montant vaut 2 500 × 2,2 × 450 = 2 475 000 kWh cumac. Deuxième cas, une forge qui équipe son four de réchauffage de lopins de deux paires de brûleurs régénératifs, quatre brûleurs de 200 kW. Fumées à 1 100 °C, site en 3x8 avec arrêt le week-end. P = 4 × 200 = 800 kW, et le montant vaut 5 600 × 3 × 800 = 13 440 000 kWh cumac.

Troisième cas, une fonderie d’aluminium qui conserve les deux brûleurs de 600 kW de son four de fusion existant, les modifie pour l’air chaud et installe un récupérateur sur les fumées. Four en continu, 3x8 sans arrêt. P = 2 × 600 = 1 200 kW, et le montant vaut 4 300 × 1 200 = 5 160 000 kWh cumac ; la température des fumées n’entre pas dans ce calcul. Avec des brûleurs régénératifs neufs de même puissance et des fumées au-delà de 1 250 °C, la même fonderie aurait atteint 7 800 × 4,2 × 1 200 = 39 312 000 kWh cumac : l’écart mérite d’être posé avant de choisir la technologie. Quatrième cas, le plus modeste : un four de réchauffage à un poste, fumées à 650 °C, un seul brûleur auto-récupérateur de 200 kW. Le montant vaut 1 600 × 1 × 200 = 320 000 kWh cumac.

La fiche pose trois exigences : la mise en place est réalisée par un professionnel ; le four fonctionne au gaz naturel avec des fumées à 600 °C ou plus à la sortie ; la preuve de réalisation, en pratique la facture, nomme l’équipement. Elle mentionne la mise en place d’un brûleur auto-récupérateur, d’un brûleur régénératif ou d’un récupérateur de chaleur sur les fumées, et, pour un brûleur neuf, sa puissance thermique nominale. Pour un récupérateur, elle mentionne la modification ou le changement des brûleurs en place : un récupérateur facturé seul ne correspond pas à l’opération décrite. Voie de rattrapage : marque et référence sur la facture, et un document du fabricant qui atteste que ce matériel est l’un des trois équipements, avec la puissance thermique nominale pour un brûleur.

Deux grandeurs décident du montant sans que la fiche dise comment les justifier : la température des fumées à la sortie du four et le mode de fonctionnement du site. Le texte n’exige ni relevé de température, ni attestation de planning, ni étude préalable. Ces deux paramètres font pourtant varier le montant dans un rapport d’environ 1 à 15 pour une même puissance de brûleur, et un contrôleur voudra savoir d’où ils viennent. La lecture prudente est de les documenter : note du fabricant du four ou relevé de la sonde de fumées pour la température, attestation de l’exploitant cohérente avec les heures réelles de marche pour le mode de fonctionnement. Pour P, une photo lisible de chaque plaque signalétique, jointe à la facture, évite toute discussion.

Avec des montants qui dépassent couramment plusieurs millions de kWh cumac pour un seul four, chaque dossier IND-UT-118 est regardé de près, et le motif de rejet le plus coûteux porte sur la tranche de température. Reprenons la forge du deuxième cas : fumées déclarées à 1 100 °C, soit 5 600 × 3 × 800 = 13 440 000 kWh cumac. Si le contrôle établit que les fumées sortent à 1 000 °C, le four tombe en deuxième tranche : 3 500 × 3 × 800 = 8 400 000 kWh cumac, un écart de 5 040 000 kWh cumac. Même logique pour le poste : un four déclaré en 3x8 sans arrêt alors qu’il s’arrête chaque week-end gonfle le montant de 4,2 divisé par 3, soit 40 %.

Le bon ordre : relever la température des fumées et le rythme de marche réel avant toute consultation, faire intervenir le mandataire ou l’obligé avant de signer le devis (le rôle actif et incitatif s’établit au plus tard le jour de l’engagement), exiger un devis puis une facture qui nomment la technologie et la puissance thermique nominale de chaque brûleur, photographier les plaques, et, pour un récupérateur, faire figurer la modification ou le remplacement des brûleurs.

• Four qui ne fonctionne pas au gaz naturel, ou fumées sous 600 °C à la sortie du four : aucun des trois barèmes ne s’applique.
• Tranche de température surévaluée : consigne de la chambre ou température de flamme déclarée à la place de la température des fumées à la sortie du four.
• Mode de fonctionnement déclaré supérieur à la marche réelle : coefficient 4,2 pour un four qui s’arrête le week-end.
• Récupérateur sur les fumées posé sans modification ni changement des brûleurs, facture muette sur cette intervention, ou récupérateur sur un four neuf.
• Facture qui ne nomme pas l’équipement ou omet la puissance thermique nominale d’un brûleur neuf, sans marque, référence et document du fabricant pour compléter.
• P mal calculée : puissance du ventilateur, puissance utile du four, ou puissance d’une paire doublée alors que la plaque la donne pour l’ensemble.