ISO 16968:2015

Solid biofuels — Determination of minor elements

ISO 16968:2015 is intended for the determination of the minor elements Arsenic, Cadmium, Cobalt, Chromium, Copper, Mercury, Manganese, Molybdenum, Nickel, Lead, Antimony, Vanadium, and Zinc in all solid biofuels. Further, it describes methods for sample decomposition and suggests suitable instrumental methods for the determination of the elements of interest in the digests. The determination of other elements such as Selenium, Tin, and Thallium is also possible with the method described in this International Standard.

Biocombustibles solides — Détermination des éléments mineurs

L'ISO 16968:2015 est applicable au dosage des éléments mineurs suivants dans tous les biocombustibles solides: arsenic, cadmium, cobalt, chrome, cuivre, mercure, manganèse, molybdène, nickel, plomb, antimoine, vanadium et zinc. De plus, elle décrit des méthodes de décomposition des échantillons et suggère des méthodes instrumentales appropriées pour le dosage des éléments à étudier dans les minéralisats. La méthode décrite dans l'ISO 16968:2015 peut également être utilisée pour le dosage d'autres éléments tels que le sélénium (Se), l'étain (Sn) et le thallium (TI).

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 20-May-2015
• ICS: 75.160.10 - Solid fuels
• ICS: 75.160.40 - Biofuels
• Technical Committee: ISO/TC 238 - Solid biofuels
• Drafting Committee: ISO/TC 238/WG 5 - Chemical test methods
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 12-Nov-2020

Relations

• Consolidates: ISO 639-5:2008 - Codes for the representation of names of languages — Part 5: Alpha-3 code for language families and groups
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16968
First edition
2015-05-15
Solid biofuels — Determination of
minor elements
Biocombustibles solides — Détermination des éléments mineurs
Reference number
ISO 16968:2015(E)
©
ISO 2015

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ISO 16968:2015(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
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ISO 16968:2015(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 2
4.1 Symbols . 2
4.2 Abbreviated terms . 2
5 Principle . 3
6 Reagents . 3
7 Apparatus . 4
8 Preparation of the test sample . 4
9 Procedure. 4
9.1 Digestion. 4
9.2 Detection methods . 5
9.3 Calibration of the apparatus . 5
9.4 Analysis of the digests . 5
9.5 Blank test . 5
10 Calculations. 6
11 Performance characteristics . 6
12 Test report . 6
Annex A (informative) Performance data . 7
Bibliography .11
© ISO 2015 – All rights reserved iii

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ISO 16968:2015(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
ISO 16968 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration
with Technical Committee ISO/TC 238, Solid biofuels, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
iv © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 16968:2015(E)

Introduction
The minor elements present in solid biofuels can, in some cases, be of environmental concern, e.g. it
has been shown that certain energy crops will concentrate cadmium and, in polluted areas, other toxic
elements may be found at elevated concentrations in the biofuels. This can be a problem if, for example,
the ash from the combustion is to be put back in the forest as a fertilizer. Trace elements in biofuels are
often present at very low concentrations requiring great care to avoid contamination in the sample
preparation and decomposition steps. The typical concentrations of minor elements in solid biofuels can
be found in ISO 17225-1. In this International Standard, wet chemical methods are described. Alternative
methods such as X-ray fluorescence (XRF) or direct mercury analysers may be used when validated
with suitable materials (biomass reference materials).
© ISO 2015 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16968:2015(E)
Solid biofuels — Determination of minor elements
1 Scope
This International Standard is intended for the determination of the minor elements Arsenic, Cadmium,
Cobalt, Chromium, Copper, Mercury, Manganese, Molybdenum, Nickel, Lead, Antimony, Vanadium, and
Zinc in all solid biofuels. Further, it describes methods for sample decomposition and suggests suitable
instrumental methods for the determination of the elements of interest in the digests. The determination
of other elements such as Selenium, Tin, and Thallium is also possible with the method described in this
International Standard.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 11885, Water quality — Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical
emission spectrometry (ICP-OES)
ISO 16559, Solid biofuels — Terminology, definitions and descriptions
ISO 16993, Solid biofuels — Conversion of analytical results from one basis to another
ISO 17294-2, Water quality — Application of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) —
Part 2: Determination of 62 elements
ISO 17378-2:2014, Water quality — Determination of arsenic and antimony — Part 2: Method using hydride
generation atomic absorption spectrometry (HG-AAS)
1)
ISO 18134-3 , Solid biofuels — Determination of moisture content — Oven dry method — Part 3: Moisture
in general analysis simple
EN 14780, Solid Biofuels — Sample preparation
EN 12338, Water quality — Determination of mercury — Enrichment methods by amalgamation
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16559 and the following apply.
3.1
reference material
RM
one or more material or substance of which property values are sufficiently homogeneous and well
established to be used for the calibration of an apparatus, assessment of a measurement method, or
assignment of values to materials
1) To be published.
© ISO 2015 – All rights reserved 1

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ISO 16968:2015(E)

3.2
certified reference material
CRM
reference material, accompanied by a certificate, one or more of which property values are certified
by a procedure that establishes traceability to an accurate realisation of the unit in which the property
values are expressed, and for which each certified value is accompanied by an uncertainty at a stated
level of confidence
3.3
NIST standard reference material
SRM
CRM issued by NIST that also meets additional NIST-specific certification criteria and is issued with
a certificate or certificate of analysis that reports the results of its characterisations and provides
information regarding the appropriate use(s) of the material
4 Symbols and abbreviated terms
4.1 Symbols
As Arsenic
Cd Cadmium
Co Cobalt
Cr Chromium
Cu Copper
Hg Mercury
Mn Manganese
Mo Molybdenum
Ni Nickel
Pb Lead
Sb Antimony
V Vanadium
Zn Zinc
4.2 Abbreviated terms
CV-AAS Cold vapour atomic absorption spectrometry
GF-AAS Graphite furnace atomic absorption spectrometry
HG-AAS Hydride generation atomic absorption spectrometry
ICP-OES Inductively coupled plasma optical emission spectrometry
2 © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 16968:2015(E)

ICP-MS Inductively coupled plasma mass spectrometry
NBS National Bureau of Standards
a
NIST National Institute of Standards and Technology
a
Known between 1901 and 1988 as the National Bureau of Standards (NBS), is a measurement standards
laboratory, also known as National Metrological Institute (NMI), which is a non-regulatory agency of the United
States Department of Commerce.
5 Principle
The analysis sample is digested in a closed vessel made from a fluoropolymer using nitric acid, hydrogen
peroxide, and hydrofluoric acid in a microwave oven or a resistance oven or heating block. The digest is
then diluted and the elements are determined with suitable instruments.
6 Reagents
All reagents shall be of analytical grade or better. If the blank level is unacceptably high, i.e. more than
30 % of the determined value, the use of ultra-pure reagents should be investigated.
6.1 Water, containing negligible amount of the minor elements, i.e. amount that do not contribute
significantly to the determinations.
NOTE 1 Deionised water or doubly distilled water normally fulfils this requirement.
NOTE 2 The water used for analytical trace metal work is normally produced using a system for production of
ultra-pure water for laboratory use conductivity = 0,056 μS/cm.
6.2 Hydrofluoric acid (HF), 40 % (w/w), ρ = 1,13 g/ml.
CAUTION — Hydrofluoric acid may lead to health hazards.
6.3 Hydrogen peroxide (H O ), 30 % (w/w), ρ = 1,11 g/ml.
2 2
6.4 Nitric acid (HNO ), ≥ 65 % (w/w), ρ = 1,41 g/ml.
3
6.5 Boric acid (H BO ), 4 % (w/w).
3 3
6.6 Certified Reference Materials (CRM or SRM), issued by an internationally recognized authority,
to check if the accuracy of the calibration meets the required performance characteristics.
EXAMPLE NBS 1570 spinach leaves, NBS1571 orchard leaves, NBS 1573 tomato leaves, and NBS 1575
pine needles.
When no good recoveries for the certified reference materials can be obtained, due to matrix effects or
concentration range limitations, calibration with at least two CRM or SRM ma
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16968
Première édition
2015-05-15
Biocombustibles solides —
Détermination des éléments mineurs
Solid biofuels — Determination of minor elements
Numéro de référence
ISO 16968:2015(F)
©
ISO 2015

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ISO 16968:2015(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO 16968:2015(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 2
4.1 Symboles . 2
4.2 Abréviations . 2
5 Principe . 3
6 Réactifs . 3
7 Appareillage . 4
8 Préparation de l’échantillon pour essai . 4
9 Mode opératoire. 4
9.1 Minéralisation . 4
9.2 Méthodes de détection . 5
9.3 Étalonnage de l’appareillage . 5
9.4 Analyse des minéralisats . 6
9.5 Essai à blanc . 6
10 Calculs . 6
11 Caractéristiques de performance . 6
12 Rapport d’essai . 6
Annexe A (informative) Données de performance . 8
Bibliographie .12
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ISO 16968:2015(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos – Informations
supplémentaires.
L’ISO 16968 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le Comité
technique ISO/TC 238, Biocombustibles solides, conformément à l’Accord de coopération technique entre
l’ISO et le CEN (l’Accord de Vienne).
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO 16968:2015(F)

Introduction
Dans certains cas, les éléments mineurs présents dans les biocombustibles solides peuvent constituer
un problème environnemental. Par exemple, il a été mis en évidence que certaines cultures énergétiques
concentrent le cadmium et que, dans des zones polluées, d’autres éléments toxiques peuvent être détectés
en concentrations élevées dans les biocombustibles. Cela peut constituer un problème si, par exemple, la
cendre de la combustion doit être utilisée dans une forêt sous forme d’engrais. Les éléments traces sont
souvent présents dans les biocombustibles en de faibles concentrations, ce qui nécessite une attention
particulière afin d’éviter toute contamination lors des étapes de préparation et de décomposition des
échantillons. Les concentrations types en éléments mineurs dans les biocombustibles solides peuvent
être trouvées dans l’ISO 17225-1. La présente Norme internationale décrit des méthodes chimiques
par voie humide. Il est admis d’utiliser d’autres méthodes telles que la fluorescence de rayons X ou
une méthode impliquant l’utilisation d’un analyseur direct de mercure si elles sont validées avec des
matériaux appropriés (matériaux de référence issus de la biomasse).
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NORME INTERNATIONALE ISO 16968:2015(F)
Biocombustibles solides — Détermination des éléments
mineurs
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale est applicable au dosage des éléments mineurs suivants dans tous les
biocombustibles solides: arsenic, cadmium, cobalt, chrome, cuivre, mercure, manganèse, molybdène,
nickel, plomb, antimoine, vanadium et zinc. De plus, elle décrit des méthodes de décomposition des
échantillons et suggère des méthodes instrumentales appropriées pour le dosage des éléments à étudier
dans les minéralisats. La méthode décrite dans la présente Norme internationale peut également être
utilisée pour le dosage d’autres éléments tels que le sélénium (Se), l’étain (Sn) et le thallium (TI).
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 11885, Qualité de l’eau — Dosage d’éléments choisis par spectroscopie d’émission optique avec plasma
induit par haute fréquence (ICP-OES)
ISO 16559, Biocombustibles solides — Terminologie, définitions et descriptions
ISO 16993, Biocombustibles solides - Conversion de résultats analytiques d’une base en une autre base
ISO 17294-2, Qualité de l’eau - Application de la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif
(ICP-MS) - Partie 2: Dosage de 62 éléments
ISO 17378-2:2014, Qualité de l’eau — Dosage de l’arsenic et de l’antimoine — Partie 2: Méthode par
spectrométrie d’absorption atomique à génération d’hydrures (HG-AAS)
1)
ISO 18134-3 , Biocombustibles solides — Dosage de la teneur en humidité — Méthode de séchage à
l’étuve — Partie 3: Humidité de l’échantillon pour analyse générale
EN 12338, Qualité de l’eau — Dosage du mercure — Méthodes après enrichissement par amalgame
EN 14780, Biocombustibles solides — Préparation des échantillons
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16559 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
matériau de référence
MR
un ou plusieurs matériaux ou substances dont les valeurs de propriété sont suffisamment homogènes et
bien définies pour permettre leur utilisation pour l’étalonnage d’un appareil, l’évaluation d’une méthode
de mesurage ou l’attribution de valeurs à des matériaux
1) À publier.
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1

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ISO 16968:2015(F)

3.2
matériau de référence certifié
MRC
matériau de référence, accompagné d’un certificat, dont une ou plusieurs valeurs de propriété sont
certifiées par un mode opératoire qui établit la traçabilité à une unité de mesure exacte dans laquelle
les valeurs de propriété sont exprimées, et pour lequel chaque valeur certifiée est accompagnée d’une
incertitude à un niveau de confiance indiqué.
3.3
matériau de référence normalisé du NIST
MRN
MRC fourni par le NIST, satisfaisant aux critères de certification supplémentaires propres au NIST et
accompagné d’un certificat ou d’un certificat d’analyse consignant les résultats des caractérisations dont
le matériau a fait l’objet et fournissant des informations concernant la ou les utilisations pertinentes du
matériau
4 Symboles et abréviations
4.1 Symboles
As Arsenic
Cd Cadmium
Co Cobalt
Cr Chrome
Cu Cuivre
Hg Mercure
Mn Manganèse
Mo Molybdène
Ni Nickel
Pb Plomb
Sb Antimoine
V Vanadium
Zn Zinc
4.2 Abréviations
CV-AAS Spectrométrie d’absorption atomique en phase vapeur à froid
GF-AAS Spectrométrie d’absorption atomique utilisant un four en graphite
HG-AAS Spectrométrie d’absorption atomique à génération d’hydrures
ICP-OES Spectrométrie d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence
ICP-MS Spectrométrie de masse avec plasma induit par haute fréquence
NBS National Bureau of Standards
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO 16968:2015(F)

a
NIST National Institute of Standards and Technology
a
Dénommé National Bureau of Standards (NBS) entre 1901 et 1988, le NIST est un laboratoire
de métrologie et d’étalonnage, également connu sous le nom de National Metrological Institute (NMI),
constituant un organisme qui ne traite pas d’aspects réglementaires et qui dépend du United States
Department of Commerce (Ministère du commerce des États-Unis).
5 Principe
L’échantillon d’analyse est minéralisé dans un récipient fermé, fabriqué en un fluoropolymère, au moyen
d’acide nitrique, de peroxyde d’hydrogène et d’acide fluorhydrique, dans un four à micro-ondes, un
four à résistance ou un bloc chauffant. Le minéralisat est ensuite dilué et les éléments dosés au moyen
d’instruments adaptés.
6 Réactifs
Tous les réactifs utilisés doivent être de qualité analytique ou de qualité supérieure. Si la concentration du
blanc est excessivement élevée, c’est-à-dire supérieure à 30 % de la valeur dosée, il convient d’envisager
l’utilisation de réactifs ultra-purs.
6.1 Eau, contenant une quantité négligeable d’éléments mineurs, c’est-à-dire une quantité n’ayant
aucune incidence significative sur les dosages.
NOTE 1 L’eau désionisée ou distillée à deux reprises permet généralement de satisfaire à cette exigence.
NOTE 2 L’eau utilisée pour les analyses sur les métaux à l’état de traces est généralement produite à l’aide d’un
système de production d’eau ultra-pure pour une utilisation en laboratoire (conductivité = 0,056 μS/cm).
6.2 Acide fluorhydrique (HF), 40 % (fraction massique), ρ = 1,13 g/ml.
ATTENTION — L’acide fluorhydrique peut être dangereux pour la santé.
6.3 Peroxyde d’hydrogène (H O ), 30 % (fraction massique), ρ = 1,11 g/ml.
2 2
6.4 Acide nitrique (HNO ), ≥ 65 % (fraction massique), ρ = 1,41 g/ml.
3
6.5 Acide borique (H BO ), 4 % (fraction massique).
3 3
6.6 Matériaux de référence certifiés (MRC ou MRN), fournis par une organisation reconnue au niveau
international, pour vérifier si l’exactitude de l’étalonnage satisfait aux caractéristiques de performance
requises.
EXEMPLES NBS 1570 feuilles d’épinard, NBS 1571 feuilles de verger, NBS 1573 feuilles de tomate, and NBS 1575
aiguilles de pin.
Si, en raison des effets de matrice ou des limites de la plage de concentration, aucune récupération
satisfaisante de matériaux de référence certifiés ne peut être effectuée, l’étalonnage au moyen d’au
moins deux MRC ou MRN peut résoudre ces problèmes. Dans un tel cas, des MRC ou des MRN autres que
ceux utilisés pour l’étalonnage doivent être utilisés à des fins de vérification.
NOTE Les MRC et les MRN sont préparés et utilisés pour répondre à trois objectifs principaux: (1) contribuer
à l’élaboration de méthodes d’analyse exactes; (2) étalonner les systèmes de mesure utilisés pour faciliter les
échanges de marchandises, établir un contrôle qualité, déterminer les caractéristiques de performance ou mesurer
une propriété à la limite des connaissances technologiques actuelles; et (3) vérifier l’adéquation et l’intégrité à
long terme des programmes d’assurance qualité des mesurages.
© ISO 2015 – Tous droits réservés 3

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ISO 16968:2015(F)

7 Appareillage
7.1 Four ou bloc chauffant adapté au système de décomposition utilisé, four chauffant au moyen
d’u
...