Fioul

Le fioul ou mazout est un combustible dérivé du pétrole, utilisé notamment dans les chaudières. Il est classé dans les ressources énergétiques fossiles. Il présente des rendements élevés mais compte tenu de sa très large utilisation pour la production d'énergie calorifique (pour le chauffage en chaudière) et mécanique (moteurs dits thermiques), il contribue à la pollution de l'air.

Pour les articles homonymes, voir Fuel.

Un réservoir de fioul en Australie.

Terminologie

Le nom masculin « fioul », surtout utilisé en France, et recommandé en France par la DGLFLF[1], est issu de la francisation du mot anglais fuel, lequel désigne tout combustible (bois, « bois énergie », charbon, etc.) ou carburant. Le mot anglais fuel provient sans doute du franco-normand fouaille (ce qui alimente le feu[2], ou bien, l'action de frapper/fouetter[3]), et a peut-être une lointaine parenté indo-européenne avec le latin fagus (le hêtre, bois réputé pour ses propriétés calorifères). Le terme anglais désignant le « fioul » est fuel oil (qu'on pourrait traduire mot-à-mot par « huile combustible »[4]).

En Belgique, dans le nord de la France, au Canada, en Suisse, dans le monde arabe (particulièrement en Algérie et au Maroc) et dans certaines régions de France, le produit est connu aussi sous le nom de « mazout »[5], mot dérivé du russe мазут. Au Canada et en Suisse, le mazout est également nommé « huile de chauffage » ou simplement « huile ».

Appellations

Le fioul domestique en France, au Canada, en Belgique, ou en Suisse, est un combustible vendu pour les usages domestiques (chauffage) ou divers engins. On parle également de FOD.

Il existe aussi le fioul lourd (FL ou FOL), qui est un produit d'une plus grande viscosité et peut être plus ou moins dé-soufré. Il est utilisé pour les chaudières industrielles ainsi que pour les moteurs des navires.

Caractéristiques

Le fioul est issu du raffinage du pétrole et ses caractéristiques sont proches de celles du gazole. Il est issu des coupes (ou fractions) moyennes de pétrole d'où sont extraits notamment le kérosène, le gazole mais aussi le fioul domestique qui servira in fine à chauffer les habitations.

La composition moléculaire du fioul est très variée et dépend de l'origine du pétrole dont il est issu. Toutefois, la composition élémentaire varie peu[6] :

Composition élémentaire du fioul
Fraction massique %
Carbone 86,5
Hydrogène 13,3
Soufre < 0,2
Azote 50-400 ppm
Oxygène traces

Son pouvoir calorifique inférieur (PCI) est d'environ 12 kilowattheures par kilogramme (kWh/kg), c'est-à-dire qu'un kilogramme de fioul procure au mieux 12 kilowattheures d'énergie en brûlant compte tenu des pertes dues à la vaporisation de l'eau dans les fumées.

Son pouvoir calorifique supérieur (PCS) est d'environ 12,8 kWh/kg.

Le fioul domestique est vendu au litre. Avec une densité de 0,84 à 10 °C, cela donne, à 11,86 kWh/kg, un pouvoir calorifique théorique de 9,96 kWh/litre. Le rendement PCI des chaudières variant entre 75 et 95 %, l'énergie récupérée est de 7,5 à 9,462 kWh/litre.

Ses caractéristiques le différencient du gazole sur quelques points importants comme l'indice de cétane (40 contre 51).

Utilisation
Camion livrant du fioul pour usage domestique ou industriel en Caroline du Nord, 1945.

Le fioul peut être utilisé dans des moteurs Diesel et dans des chaudières. Les différents types de chaudières utilisées pour la combustion du fioul sont notamment la chaudière fioul basse température et la chaudière fioul à condensation ; cette dernière diffère de la première de par son fonctionnement, elle récupère l’énergie de condensation de la vapeur d'eau dégagée lors de la combustion du fioul. La vapeur d’eau contenue dans les fumées libère de la chaleur lors de sa condensation pour chauffer l’eau de retour du circuit de chauffage[7].

Les caractéristiques du fioul sont très proches de celles du gazole font que ces deux produits peuvent techniquement être utilisés par les mêmes dispositifs.

Cadre légal en France

En France, l'utilisation du fioul domestique est restreinte au chauffage domestique et industriel. Il est différencié du gazole par une taxation inférieure, et du gazole non routier qui a une teneur inférieure en soufre. Un colorant rose est ajouté au fioul domestique (FOD) pour rendre plus difficile une utilisation frauduleuse communément appelée « rouler au rouge » ainsi que des marqueurs chimiques invisibles, mais détectables en cas de contrôle. De plus, ce fioul appelé « gros rouge » peut s'avérer inadapté aux moteurs modernes[8].

Lors des pics de pollution de l'air, les préfets peuvent imposer à certaines entreprises de changer de fioul pour utiliser un fioul désulfuré qui acidifiera moins l'air et les pluies.

Divers
  • Le fioul est une huile ; il est donc constitué de molécules apolaires. Plus léger que l'eau, le fioul domestique forme un film à sa surface au lieu de se mélanger à celle - ci ; cela est du au fait que la molécule d'eau est une molécule polaire.
  • Il est possible de trouver dans le commerce des fiouls de qualité supérieure dont les caractéristiques améliorées dépassent largement les normes administratives (forte réduction des fumées et suies, résistance au froid, améliorants de combustion, additifs biocides et anti-bactériens, etc.)[réf. nécessaire].

Fioul et pollution aux particules fines

Fioul domestique

Par unité d'énergie produite, le fioul domestique (ou FOD) émet nettement plus de particules PM10 que le gaz naturel, mais beaucoup moins que le charbon ou le bois[9]. Les particules peuvent véhiculer d'autres polluants tels que les hydrocarbures aromatiques (HAP, benzène...)[10].

Émissions spécifiques en énergie sortante (GJ sortant) d'appareils de chauffage domestique
Rendement (%) PM10 (g/GJ) HAP[11] (mg/GJ) Benzène (g/GJ) Emission de GES (g CO2-eq /MJ)
Bois (poêle actuel)
60
 411,7 1003,3 100,00 1,5 ?
Bois (chaudière actuelle)
70
 70-140[12] 67[12] 64,3 1 ?
Granulés de bois
86
 10-50[12] 20[12] 0,9 0,62[13]
FOD (chaudière)
83
 14,6 1,2 0,2 93,30[13]
Gaz (chaudière)
86
 0,0 0,0 0,3 71,75[13]
Charbon (chaudière)
70
 101,4 ca 70? 0,9 112,32[13]

Extrait du document Impact sur la qualité de l’air des émissions dues à la combustion du bois (MEDD, 2006)[14], Odor, gaseous and PM10 emissions from small scale combustion of wood types indigenous to Central Europe[12] et du pdf Calculs harmonisés des émissions de gaz à effet de serre des sources de biomasse pour l’électricité, le chauffage et le refroidissement[13].

Émissions de PM10 et de NOx (NO + NO2) de systèmes de chauffage actuels en Suisse.
Émissions directes. Autres émissions = émissions sur la chaîne de production[15].

Fioul lourd

Source : les AASQA de la région Rhône-Alpes[16].

Par unité d'énergie produite, le fioul lourd (FL) est plus émetteur de particules que le fioul domestique (FOD) ou le gaz naturel, mais moins que la houille ou le bois.

Comparaison des facteurs d'émissions (en g/GJ) * calculés pour différents combustibles
Houille Fioul lourd Fioul domestique Gaz naturel Bois
Particules ** 100 48 3 0,0 100
HAP[11] 1,9.10-3 5.10-6 0,0 0,0 8.10-3

(*) Pour le secteur de la production d’énergie, les facteurs sont exprimés en unité de masse émise par unité d’énergie entrante. L’énergie entrante, exprimée habituellement en gigajoule (GJ), est l’énergie qui peut être fournie par le combustible (en relation avec son pouvoir calorifique), cela ne représente donc pas l’énergie utile pour laquelle il faut connaître notamment le rendement des appareils (p. 8).

(**) Particules totales en suspension (TSP), p. 10.

Notes et références
  1. Journal officiel du 22/09/2000, voir FranceTerme.
  2. Duchartre, 1937, Définitions lexicographiques et étymologiques de « fouaille » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales.
  3. Définitions lexicographiques et étymologiques de « fouailler » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales.
  4. fuel oil, dictionnaire anglais-français Larousse.
  5. Terme recommandé par l'Office québécois de la langue française - « Copie archivée » (version du 6 août 2018 sur l'Internet Archive).
  6. (en) Christian Küchen et Knut Spitzmüller, Heating oil, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, coll. « Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry », (lire en ligne).
  7. Fonctionnement d'une chaudière fioul à condensation, lenergietoutcompris.fr, consulté le 6 juillet 2020
  8.  : Auto-radio : comment gérer la pénurie de carburant ? émission sur RTL le 24 octobre 2010.
  9. Chaudière - pompe à chaleur (voir la section « Bois (chargement automatique) »), sur la page Choisir un mode de chauffage - Services cantonaux suisses de l'énergie et de l'environnement.
  10. ([PDF], 11 pages) Épuration des polluants issus de la combustion domestique du bois document du CSTB - p. 216 (archivé par Internet Archive).
  11. Les 4 HAP définis par la CEE-NU : benzo(a)pyrène, benzo(b)fluoranthène, benzo(k)fluoranthène, indeno(1,2,3-cd)pyrène. Source : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques - HAP, sur le site du CITEPA. Ces 4 HAP sont des cancérogènes confirmés. Voir leur toxicité.
  12. (en)Odor, gaseous and PM10 emissions from small scale combustion of wood types indigenous to Central Europe, nih.gov, consulté le 6 juillet 2020.
  13. [PDF]Calculs harmonisés des émissions de gaz à effet de serre des sources de biomasse pour l’électricité, le chauffage et le refroidissement, europa.eu, consulté le 6 juillet 2020
  14. (PPT) Impact sur la qualité de l'air des émissions dues à la combustion du bois ; document archivé par Internet Archive. Page d'origine : Le bois-énergie pour les chaufferies collectives « Copie archivée » (version du 6 août 2018 sur l'Internet Archive) ; DRIRE du Limousin.
  15. Voir ([PDF]) : la version en anglais de l'original en allemand (p. 3) et la légende de ce tableau « Copie archivée » (version du 6 août 2018 sur l'Internet Archive) pour « Autres émissions ».
  16. ([PDF], 23 pages) Combustion du bois et qualité de l'air document des AASQA de Rhône-Alpes, p. 8, 10 et 11.

Voir aussi

Articles connexes
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