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Mieux que la cogénération : la trigénération !

Jean-Charles Guézel
- Transformer le gaz naturel en électricité et en chaleur, c'est bien. Le froid en prime, c'est encore plus fort !

La cogénération, autrement dit la production simultanée d'électricité et de chaleur, vous connaissez. Mais la trigénération ? Sans doute moins. Et c'est bien normal car, jusqu'à l'année dernière, il n'existait en France que trois installations de ce type, c'est-à-dire capables d'ajouter le froid à la production normale d'une centrale de cogénération.

Compte tenu de l'efficacité énergétique du procédé, il y a toutefois fort à parier que le parc correspondant s'étende fortement à l'avenir. D'autant plus si l'on en améliore encore les performances, grâce notamment à la mise en oeuvre d'un tout nouveau système frigorigène, dit à "double effet".

Premier site européen à l'avoir adopté, l'établissement toulousain du Cnes tire aujourd'hui le bilan d'une saison complète d'exploitation. Et les résultats s'avèrent assez éloquents, tant du point de vue financier (668 000 euros économisés) qu'environnemental.

Installé par l'entreprise Climat, le système est bâti autour de deux moteurs Caterpillar CAT 3532 HR SITA, développant chacun une puissance de 2 140 kW pour une consommation de gaz naturel de 5 690 kW. Chaque moteur entraîne un alternateur SR 4828 (du même constructeur) assurant une production électrique nette de 2 000 kW, soit 4 000 kW au total. Cette électricité est intégralement revendue à EDF.

Côté chaleur, une première récupération, opérée sur le circuit de refroidissement des moteurs, assure une production d'eau chaude de 2 400 kW. Cette eau est injectée dans le réseau du site et couvre 82 % des besoins.

Une seconde récupération est ensuite effectuée sur les fumées d'échappement. Elle permet de valoriser 2 600 kW supplémentaires sous forme de vapeur saturée (4 t/h à 180 °C sous 8 bars).

Un taux de valorisation énergétique de 72 %

C'est cette vapeur qui alimente le groupe frigorigène : un système à absorption Trane ABTF 750 assurant 85 % des besoins de l'établissement en eau glacée (à 6 °C). Grâce à l'utilisation de vapeur, ce dispositif, neutre pour l'atmosphère (sans hydrofluorocarbones), présente un coefficient de performance supérieur de 70 % à celui des systèmes de conversion chaud/froid standard (à simple effet) alimentés en eau chaude.

Enfin, un dernier échangeur génère 500 kW d'eau chaude (à 95 °C), lesquels s'ajoutent aux 2 400 kW obtenus à partir du circuit de refroidissement.

Tous ces chiffres, y compris celui du rendement global (de l'ordre de 80 %, à comparer aux 65 % d'une bonne cogénération), ne sont que théoriques. La pratique, naturellement, est un peu moins spectaculaire.

Effectuées sur la période de fonctionnement réglementaire (novembre 2002 à mars 2003), les mesures indiquent qu'environ 35,7 % de l'énergie primaire consommée par les moteurs est récupérée sous forme calorifique ou frigorifique, et qu'à peu près autant l'est sous forme électrique. Le taux de valorisation énergétique total s'établit donc à un niveau proche de 72 %. Il faut toutefois noter que des modifications apportées aux circuits de récupération de chaleur devraient permettre d'améliorer ce chiffre au cours de la prochaine saison.

POINTS FORTS

- Économie pour le site : 0,67 million d'euros/an, pendant 12 ans - Investissement 3,85 millions d'euros (24 % pour le froid, 8,6 % pour le chaud) - Impact environnemental 19 000 tonnes de CO2 évitées - Rendement global mesuré 71,7 % (contre 37 % pour une production électrique classique)

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