Mesurer la consommation de fuel

La consommation annuelle de combustible fuel d’une chaufferie peut être estimée d’après les quantités livrées et la mesure du stock présent dans la cuve. Les stocks sont définis en mesurant le niveau de la cuve :

 Mesure grâce à une latte graduée

On peut mesurer le niveau d’une cuve au moyen d’une latte graduée. On en déduit facilement la contenance du réservoir.

Pour les réservoirs à l’air libre :

• Rectangulaires : le volume du stock est directement proportionnel au niveau.
• Cylindriques : pour calculer la contenance en fonction du niveau mesuré, il est nécessaire de connaître le diamètre de la cuve et son volume total.
• D’une autre forme : une mesure des dimensions exactes de la cuve permettra par calcul d’établir un rapport entre le volume contenu et le niveau.

Les réservoirs enterrés sont quant à eux toujours cylindriques. Il faudra au minimum connaître le diamètre de la cuve et sa contenance.

Méthode graphique

Des abaques ont été établis; on peut y lire, pour différents diamètres de cuve, la contenance en % de la capacité totale en fonction de la hauteur du combustible dans la cuve.

Méthode algébrique

Le tableau suivant indique, en fonction du rapport Hauteur/Diamètre (H/D), le pourcentage de la citerne encore remplie de mazout [en pourcentage du volume total].

Programme de calcul

Mesure grâce à une jauge

Le niveau de la cuve est généralement déterminé au moyen d’une jauge délivrant une mesure proportionnelle au niveau (% de la hauteur) ou parfois directement en litres.

Dans le cas de cuves cylindriques, il est préférable, pour faciliter l’exploitation des mesures, de choisir un appareil dont le signal transmis est proportionnel au volume et non pas à la hauteur de liquide; contrairement aux cuves parallélépipédiques, le niveau n’a pas de correspondance directe avec le volume.

Si l’appareil fournit une mesure de la hauteur du liquide, on emploiera une des méthodes décrites ci-avant pour connaître la contenance de la cuve.

Différents types de jauges

• Mécanique : il existe quantité de modèles d’appareils qui se posent sur le réservoir même. Ce sont généralement des jauges mécaniques à flotteur.
• Pneumatique ou électropneumatique : le principe de fonctionnement repose sur l’action d’une petite pompe qui crée une pression, permettant de repousser la colonne de combustible; cette pression donne une indication de la hauteur du liquide dans le réservoir.

• Électronique : elle crée une capacité électrique qui augmente avec le niveau de liquide dans la citerne.

Précision de la méthode

Cette méthode de calcul des consommations fuel ne permet généralement pas de disposer d’une information précise. Dans le cas d’un suivi régulier (mensuel) des consommations, la règle graduée ou les indicateurs de niveau peuvent ne pas avoir une précision suffisante pour détecter de faibles variations. Dans le cas d’une estimation annuelle des consommations, celle-ci est cependant suffisante. De plus, certaines formes de cuve peuvent rendre la mesure impossible.

Coût d’une jauge

Le coût d’une jauge pneumatique est d’environ 100 € HTVA.

Généralement, les compteurs fuel sont des compteurs volumétriques à piston oscillant. Notons que certains compteurs sont munis d’un dispositif d’émission d’impulsions permettant une lecture à distance.

Compteurs fuel.

Emplacement du compteur fuel

Installation en aval de la pompe d’alimentation

Gicleurs. Électrovanne. Compteur. Pompe.

Pour mesurer la consommation d’un brûleur, le compteur se place généralement en aval de la pompe et en amont de ou des électrovannes. À cet endroit (sur la “ligne du gicleur“), le compteur ne comptabilise que le volume de fuel effectivement consommé, que l’alimentation du brûleur soit bitube ou monotube.
La pose du compteur sur la ligne du gicleur peut toutefois poser des problèmes, en particulier si le brûleur est compact. Par ailleurs, la pression en aval de la pompe pouvant atteindre 20 bar, ou plus, il faut choisir un compteur de pression nominale suffisante. Certains fabricants de brûleurs commercialisent un matériel de comptage qui s’adapte directement à leur matériel dans cette configuration. Il conviendra donc de les interroger.

Installation en amont de la pompe

Gicleurs. Électrovanne. Pompe. Compteurs.

Lorsque la disposition du brûleur ne permet pas l’installation du compteur en aval de la pompe, une première solution consiste à installer deux compteurs “C1” et “C2”, un sur l’aller, un sur le retour.
Cette disposition est également nécessaire pour les brûleurs modulants utilisant un gicleur à retour.

	Gicleurs. Électrovanne. Pompe. Compteurs.
Cas d’un gicleur à retour.

Dans ces deux cas, la consommation est donnée par la différence de mesure entre les deux compteurs.
Cette solution est à éviter car elle cumule les erreurs de mesure de deux compteurs. On lui préférera la solution suivante, par ailleurs, moins coûteuse.

	Gicleurs. Électrovanne. Pompe. Compteurs.
Avec un pot de circulation.

La conduite retour de la pompe vers la cuve est court-circuitée et bouclée sur un pot de circulation. Dans ce cas, un seul compteur suffit. De plus, celui-ci étant en amont de la pompe, les pressions qu’il subira seront moindres.

Plusieurs brûleurs raccordés la même cuve

Le comptage de la consommation totale de l’installation, c’est-à-dire de la consommation globale de l’ensemble des postes consommateurs, en l’occurrence de l’ensemble des brûleurs, à partir d’un seul compteur est souvent impossible. La présence d’une boucle de transfert impose l’installation de deux compteurs, l’un sur le retour et l’autre sur l’aller de la boucle ou mieux, en tenant compte des remarques faites ci-avant :

Pose du compteur fuel

L’installation d’un compteur fuel doit s’accompagner de la pose d’un filtre en amont de celui-ci, d’une soupape de sécurité s’il est raccordé sur la conduite retour et de vannes d’isolement pour faciliter son entretien. Le filtre doit être nettoyé au moins une fois par an.

Choix d’un compteur

Les compteurs de fuel sont choisis principalement d’après les caractéristiques suivantes :

• Le débit permanent. Le débit de pointe et le débit le plus faible sont également à prendre en compte lorsque les conditions sont variables : brûleurs à plusieurs allures par exemple.
• La pression maximale du fuel. Si le compteur est placé sur la ligne du gicleur, il doit pouvoir supporter des pressions importantes. Le niveau de pression en entrée de gicleur est fonction du débit. Les constructeurs proposent des compteurs dont la pression nominale est égale à 16, 25 ou 30 bars.

Précision d’un compteur fuel

Un compteur fuel a une marge d’erreur de moins de 1 %.

Prix d’un compteur fuel

Le coût d’un compteur fuel varie en fonction de sa taille. Pour les chaudières de 100 à 1 000 kW, le prix varie de 150 à 300 € HTVA.

Compteurs d’heures intégrées sur un brûleur 2 allures : 1 compteur par allure.

Une troisième solution pour estimer la consommation en fuel est de mesurer le temps de fonctionnement du brûleur au moyen d’un compteur horaire. Il suffit de multiplier le temps de fonctionnement par le débit du gicleur (“q_fuel). Celui peut être calculé à partir des données reprises sur l’attestation d’entretien obligatoire de la chaudière :

Cette méthode est possible pour les brûleurs 1 ou 2 allures (1 compteur par allure) mais impossible avec les brûleurs modulants.

En plus du compteur horaire, un compteur d’enclenchements du brûleur (ou de déclenchements) (compteur d’impulsions électromécaniques), permet de déceler des dysfonctionnements par l’observation de séquences d’enclenchements trop fréquentes.

Raccordement du compteur

Le raccordement du compteur doit s’effectuer directement aux bornes d’alimentation de l’électrovanne d’admission du combustible.

Les durées ainsi comptabilisées ne prendront pas en compte les périodes de préventilation. La durée mesurée sera alors l’image la plus exacte possible de la consommation en fuel.

Précision de mesure

L’usage de l’information délivrée par un compteur de temps de fonctionnement pour estimer la consommation d’un brûleur à une allure (voire deux), est sujet à caution pour les chaudières au fuel. Une mesure soigneuse du débit du brûleur doit être faite : la quantité de fuel effectivement consommée est mesurée sur une durée fixée, par lecture d’un vase gradué ou par pesée.

Cette précaution est indispensable car les caractéristiques de débit du gicleur fournies par les fabricants peuvent être fausses jusqu’à 20 %.

L’usure du gicleur peut également jouer un rôle dans la précision de la mesure à long terme. Cette erreur est cependant négligeable sur la durée de vie normale du gicleur.

Prix d’un compteur horaire

Le coût d’un compteur horaire est d’environ 30 € HTVA.