Cycle Combiné

Cycle Combiné

Cycle combiné

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 fournie par le combustible en travail moteur pouvant ensuite être converti en électricité au moyen d'un générateur. Cette fraction, généralement moins de 50%, dépend du cycle thermodynamique choisi ainsi que 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, voire plus, tel que le cycle de Brayton et de Rankine, on peut d’augmenter l’efficacité énergétique.

Une centrale à cycle combiné, généralement appelée 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.

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 encore suffisamment chauds 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 nécessaire de disposer d'une source froide (eau de rivière - eau de mer - aéroréfrigérant) pour évacuer la chaleur nécessairement produite par le cycle (second principe de la thermodynamique). Différentes configurations de turbines sont possibles. On peut par exemple associer deux turbines à gaz à une turbine à vapeur.

Le moteur utilisant ce principe pour la propulsion marine est appelé 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 également 3 cycles combinés de 430 MW sur le site de West Burton [1] en Royaume-Uni.

La SNET (récemment groupe E.ON) construit actuellement 2 groupes sur son site de la centrale Émile Huchet à Saint-Avold (Lorraine) totalisant 860 MWe. Elle prévoit également 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), ainsi que sur un nouveau site à Lacq (64).

Poweo construit également un cycle à Pont-sur-Sambre dont la mise en service est prévue début 2009. Le groupe vient également 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 l'on tenait compte du transport, que ce soit la liquéfaction/gazéification ou les stations de compression sur les gazoducs.


Cycles thermodynamiques
Cycles avec une
combustion externe
Cycles sans changement de phase
cycles de moteur à air chaud		 Cycle de Brayton • Cycle de Carnot • Cycle d'Ericsson • Cycle de Stirling • Cycle pseudo-Stirling ou Stirling adiabatique • Cycle de Stoddard • Cycle de Stirling-Vuilleumier
Cycles avec changement de phase Cycle de Kalina • Cycle de Rankine (inclut le cycle organique de Rankine) • Cycle régénératif • Cycle de Stirling biphasique •
Cycles avec une
combustion interne
Cycles mixtes
Cycle combiné • Cycle hybride à haut rendement • Cycle dual
Autres
Cycle de Claude • Cycle de Claude à double pression • Cycle de Fickett-Jacobs • Cycle de Gifford-McMahon • Cycle de Hirn • Cycle de Humphrey • Cycle de Siemens • Cycle de Hampson–Linde • Cycle de Linde à double pression • Cycle de Heylandt • Cycle de Kleemenko
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