Cycle combiné

L'expression cycle combiné caractérise une production d'énergie ou une centrale utilisant plus d'un cycle thermodynamique.



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  • Le principe d'un cycle combiné consiste à faire fonctionner en cascade une ou plusieurs turbines à gaz, suivies d'une centrale à vapeur dont la source... (source : )

L'expression cycle combiné caractérise une production d'énergie ou une centrale utilisant plus d'un cycle thermodynamique. Les moteurs thermiques transforment une partie de l'énergie apportée par le combustible en travail moteur pouvant ensuite être converti en électricité au moyen d'un générateur. Cette fraction, le plus souvent moins de 50%, dépend du cycle thermodynamique choisi mais aussi des températures supérieure et inférieure atteintes par le cycle. Pour des températures données, le cycle de Carnot possède l'efficacité énergétique théorique maximale. En combinant deux cycles, ou alors plus, tel que le cycle de Brayton et de Rankine, on peut d'augmenter l'efficacité énergétique. les plus récentes centrales CCG (Cycle Combiné Gaz) du monde atteignent ainsi des rendements PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) de presque 60%.

Une centrale à cycle combiné, le plus souvent nommée CCGT (Combined Cycle Gas Turbine), ou TGV (Turbine Gaz-Vapeur), est une centrale thermique qui associe deux types de turbines : turbine à gaz et turbine à vapeur. Chacune de ces turbines entraîne une génératrice qui produit de l'électricité (configuration "multi-arbres" ou "multi-shaft") ou les deux types de turbines sont couplées à la même génératrice (configuration "single-shaft")

Principe de fonctionnement d'un cycle combiné

Dans une centrale à cycle combiné, les gaz issus de la combustion à haute température (jusqu'à 1.500 °C) actionnent une turbine à gaz. En sortie les gaz sont toujours suffisamment chauds (entre 400°C et 650°C à peu près) pour générer de la vapeur dans une chaudière au moyen d'un échangeur de chaleur. La vapeur ainsi produite entraîne une turbine à vapeur. Il est enfin indispensable de disposer d'une source froide (eau de rivière - eau de mer - aéroréfrigérant) pour évacuer la chaleur obligatoirement produite par le cycle (second principe de la thermodynamique). Différentes configurations de turbines sont envisageables. On peut par exemple associer deux turbines à gaz à une turbine à vapeur.

Le moteur utilisant ce principe pour la propulsion marine est nommé COGAS (Combined Gas And Steam).

En France

Premier exemple sur le territoire français, la centrale de DK6 est entrée en activité en mars 2005 ; elle est implantée à Dunkerque. Sa capacité de production est de 790 MWe. Elle brûle du gaz naturel et des gaz sidérurgiques.

La construction de 3 nouveaux cycles combinés est en cours par EDF sur les sites de Martigues et Blénod-lès-Pont-à-Mousson. Le site de Martigues possédera deux cycles combinés de 465 MW équipés d'une post-combustion, leur mise en service est prévue en 2010 et 2012. Le site de Blénod-lès-Pont-à-Mousson possédera un CCG de 430 MW qui doit être mis en service en 2011.

EDF Energy construit aussi 3 cycles combinés de 430 MW sur le site de West Burton [1] au Royaume-Uni.

La SNET (récemment groupe E. ON) construit aujourd'hui 2 groupes sur son site de la centrale Émile Huchet à Saint-Avold (Lorraine) totalisant 860 MWe. Elle prévoit aussi la construction plusieurs groupes de cycles combinés gaz à l'horizon 2010 sur les sites de ses 3 autres centrales à charbon historiques (Hornaing, Lucy et Provence), mais aussi sur un nouveau site à Lacq (64).

Poweo construit aussi un cycle à Pont-sur-Sambre dont la mise en service est prévue début 2009. Le groupe vient aussi de recevoir l'autorisation de construire une centrale de production à Toul. La société 3CB, filiale du groupe suisse Atel, construit une centrale de 410 MWe à Bayet (03) avec une mise en service en 2011. Direct Energie pour sa part prévoit un projet sur la commune de Verberie (Oise).

Cependant, le rendement global de la filière gaz pour la production d'électricité apparaîtrait nettement plus faible si on tenait compte du transport, que ce soit la liquéfaction/gazéification ou les stations de compression sur les gazoducs.


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