Quel est le pouvoir calorifique supérieur (PCS) du gaz naturel ?

publié le 08/09/2021 | mis à jour le 14/09/2022 | par Lucas Marc-Martin

Qu’est-ce que le pouvoir calorifique ?

Avant de nous atteler au pouvoir calorifique supérieur du gaz naturel, il est nécessaire de définir ce qu’est le pouvoir calorifique. Aussi appelé « chaleur de combustion », ce pouvoir définit la quantité d’énergie générée par la combustion d’un combustible.

Quels sont les combustibles concernés ?

Par combustible, on parle de combustible sous toutes ses formes. Parmi eux :

• les combustibles gazeux : propane, butane et méthane ;
• les combustibles liquides : le fioul domestique utilisé pour les chaudières ou l’essence pour les voitures ;
• les combustibles solides : le bois utilisé en bûches, en granulés ou en briquettes pour les chaudières ou les poêles.

Mais alors, qu’est-ce que le pouvoir calorifique d’un combustible ?

En brûlant, ces combustibles dégagent donc de la chaleur qui sera plus ou moins élevée en fonction :

• du combustible en lui-même (ses propriétés) ;
• la puissance de la combustion.

C’est ce pouvoir calorifique qui va ensuite être exploité pour faire fonctionner un appareil thermique. Plus le combustible est de meilleure qualité, plus le pouvoir calorifique sera élevé. Mais comment le savoir ?

Comment obtenir le pouvoir calorifique d’un combustible ?

Tout d’abord, le pouvoir calorifique se calcule soit :

• en kWh (kilowattheure), la même valeur utilisée pour la puissance électrique ;
• en mégajoule (MJ).

À noter que le rapport entre ces deux valeurs est le suivant :

1 kWh = 3,6 MJ

Pour obtenir un résultat fiable, certaines conditions de référence doivent être réunies. Elles sont au nombre de 3 :

1. la pression doit être de 1,01325 bar. Pourquoi cette valeur est-elle une référence ? Parce qu’elle correspond à la pression atmosphérique au niveau de la mer ;
2. la température du gaz et de l’air doit impérativement être de 0 °C ;
3. la combustion doit être totale, ce qui signifie que le combustible doit avoir été consommé dans son intégralité.

Une fois ces conditions réunies, on peut estimer le pouvoir calorifique d’un combustible à partir de :

• la masse du combustible, qu’on mesure en kilogramme (kg) ou en tonne (t) ;
• le volume du combustible, qu’on mesure en mètre cube (m³).

En fonction du combustible, on peut obtenir des valeurs avec les unités de mesures suivantes :

Par exemple, le bois se calculera sur la base de sa masse tandis qu’un gaz sera rapporté à son volume. Penchons-nous désormais sur le combustible qui nous intéresse : le gaz naturel.

Le pouvoir calorifique supérieur du gaz naturel

Nous venons de le voir, la puissance calorifique permet de connaître la « performance » d’un combustible lorsqu’il est utilisé pour produire de la chaleur (et donc de l’énergie). Mais on distingue deux types de pouvoir calorifique :

• le pouvoir calorifique inférieur (PCI) ;
• le pouvoir calorifique supérieur (PCS).

La différence entre ces deux pouvoirs calorifiques ? La « chaleur latente ». En effet, le PCS s’obtient grâce à deux données :

• le PCI du combustible ;
• la chaleur latente.

À quoi correspond-elle ? Lorsque vous brûlez un combustible, de l’eau se condense et se transforme en vapeur d’eau. Mais ce condensat n’est pas inutile, bien au contraire. Les chaudières à condensation en sont un très bon exemple puisqu’elles gardent cette eau transformée pour produire de la chaleur. Il n’y a aucune perte d’énergie, ce qui vous fait réaliser des économies d’énergie par la même occasion.

La chaleur latente est toujours la même : 2 511 kJ/kg. Ce rapport signifie que vous devez produire 2 511 kJ de chaleur pour vaporiser 1 kg d’eau. De fait, vous obtenez la méthode de calcul kg suivante :

PCS = PCI + 2 511 kJ/kg (chaleur latente)

Le pouvoir calorifique inférieur correspond donc au potentiel énergétique du combustible, sans prendre en compte la chaleur latente, tandis que le pouvoir calorifique supérieur prend en compte cette énergie supplémentaire. En résumé :

Sur la base de ces informations, on sait que le pouvoir calorifique supérieur dépend du pouvoir calorifique inférieur. Comment faire alors pour le calculer ?

Application du pouvoir calorifique supérieur sur du gaz naturel

En France, deux types de gaz sont consommés :

• le gaz B ;
• le gaz H.

Si ces gaz sont nommés après les lettres « B » et « H », c’est pour une bonne raison.

Le gaz B est un gaz à bas pouvoir calorifique. Ce dernier est produit à Groningue, aux Pays-Bas, et est distribué dans toute la moitié nord de la France. Et si son pouvoir calorifique est plus bas, c’est parce que ce gaz est riche en azote (N).

En revanche, le gaz H est pauvre en azote (N) et est donc un gaz à haut pouvoir calorifique. Il est destiné au reste du pays et provient de la mer du Nord, de la Russie et de l’Algérie.

C’est pour cette particularité que l’on obtient des résultats différents entre ces deux gaz en matière de pouvoir calorifique :

Pour passer du pouvoir calorifique inférieur au pouvoir calorifique supérieur, vous devez connaître une valeur : le coefficient de conversion. Grâce à cette donnée, une simple multiplication ou division vous permet d’effectuer le calcul.

Inutile de sortir vos calculatrices pour connaître ce coefficient ! L’ADEME le fournit pour vous : 1,111.

Ainsi, le PCS permet donc de produire plus d’énergie, mais semble être moins utilisé que le PCI. Pourquoi ?

Quelle est l’utilité du pouvoir calorifique supérieur ?

Connaître le pouvoir calorifique supérieur est d’une grande utilité pour deux raisons :

1. c’est cette valeur qui est utilisée par votre fournisseur de gaz pour établir votre facture de consommation ;
2. elle vous permet de connaître la performance de vos appareils qui exploitent l’énergie produite par la vapeur d’eau.

Le PCS, l’élément utilisé pour votre facture de gaz

Tout le monde ne consomme pas le même gaz en France. À gaz différent, pouvoir calorifique différent. Mais ce n’est pas tout, : d’autres facteurs ont une influence sur le pouvoir calorifique de votre gaz comme :

• les conditions de livraison (pression, température, etc.) ;
• la situation géographique de votre logement ;
• son altitude.

Tous ces paramètres font que le pouvoir calorifique, et donc le coefficient de conversion, changent d’un consommateur à l’autre.

En transformant le PCI en PCS, vous obtenez une valeur en kWh qui vous permet de connaître la puissance consommée (et non le volume). C’est la raison pour laquelle votre facture de gaz est calculée en fonction du PCS du gaz qui vous a été livré.

Une valeur qui ne concerne que quelques appareils

Par exemple, il n’y a aucun intérêt à connaître le PCS de votre gaz si vous voulez connaître la performance de votre piano de cuisson puisque la vapeur d’eau n’est pas exploitée. Ce sera surtout le rôle du PCI de savoir si le combustible que vous consommez vous est performant ou non.

Par contre, là où le pouvoir calorifique supérieur a tout son intérêt, c’est si vous voulez estimer le rendement dont de vos appareils fonctionnant au gaz et disposant d’une technologie à condensation.

Le PCS, une valeur pour obtenir des rendements supérieurs à 100 %

Comme évoqué précédemment, la chaleur latente est la seule différence entre le PCI et le PCS. Il est donc normal que le pouvoir calorifique supérieur concerne uniquement les appareils qui intègrent ce procédé, comme la chaudière à condensation.

Prenons l’exemple d’une chaudière classique fonctionnant au gaz. Ses performances sont plus que satisfaisantes puisqu’elle a un PCI de 93 %. Cela signifie que pour produire 0,93kWh de chaleur, elle doit consommer 1 kWh de gaz. Ses pertes sont faibles et le gaz offre un bon pouvoir calorifique.

Réalisons la même chose avec une chaudière à condensation qui offre les mêmes performances. Elle dispose donc du même PCI (0,93), à la différence près que ce modèle tire profit de la condensation produite par la combustion du gaz. En utilisant le coefficient de conversion de 1,111, vous obtenez donc un PCS de 103 %, soit une production de chaleur de 103 kWh de chaleur.

En d’autres termes, la chaudière produit plus de chaleur qu’elle ne consomme d’énergie. Ce qui doit paraître impossible chimiquement parlant est rendu possible grâce à l’exploitation de la condensation produite par la chaleur de la combustion. C’est en cela que le pouvoir calorifique supérieur permet de :

• connaître le rendement d’un appareil à condensation, et ce, peu importe le combustible utilisé ;
• permettre à votre fournisseur de gaz de vous facturer sur la puissance consommée.

Maintenant que vous savez comment savoir si votre chaudière à condensation est performante, ne serait-il pas le moment de savoir si la puissance souscrite sur votre contrat de gaz est suffisante ? Chez Choisir.com, nous mettons à votre disposition un comparateur d’offres de gaz en ligne pour comparer les différents contrats proposés par les fournisseurs de gaz. En quelques clics, vous renseignez toutes les informations nécessaires pour faire une simulation précise et personnalisée. Vous avez besoin d’aide ? Nos conseillers téléphoniques sont disponibles gratuitement pour vous répondre.

D’autres questions sur ce sujet ?

• Comment est extrait le gaz naturel ?

• Le gaz de ville est-il disponible dans n’importe quelle zone géographique ?
• Quels sont les différents types de gaz ?
• De quoi est composé le gaz naturel ?
• Comment se forme le gaz naturel ?
• Pourquoi dit-on que le gaz est “naturel” ?