Cycle combiné

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Un cycle combiné est caractéristique d'une production d'énergie ou d'une centrale utilisant plus d’un cycle thermodynamique. Les moteurs thermiques ne sont capables que d’utiliser une partie de l’énergie produite par le combustible (généralement moins de 50%). Le reste de la combustion est généralement perdu. En combinant deux cycles voire plus tel que le cycle de Brayton et de Rankine, on permet d’augmenter l’efficacité énergétique.

Une centrale à cycle combiné généralement appelé CCGT (Combined Cycle Gas Turbine) est une centrale thermique qui associe 2 turbines : une turbine à gaz, et une turbine à vapeur. Chacune de ces turbines entraîne une génératrice qui produit de l'électricité : dynamo ou alternateur.

Principe de fonctionnement d’un cycle combiné
Principe de fonctionnement d’un cycle combiné

Dans une centrale à cycle combiné, on utilise les gaz issus de la combustion pour actionner une première turbine (comme dans un réacteur d'avion), en sortie les gaz sont encore suffisamment chauds pour produire de la vapeur au moyen d'un échangeur de chaleur. Dans cet échangeur, les gaz transmettent leur chaleur résiduelle à de l'eau qui est ainsi vaporisée. Pour que le rendement de l'échange (ou rendement de Carnot) soit suffisant, il est nécessaire de disposer d'une source froide efficace : eau de rivière - eau de mer - aéroréfrigérant. La vapeur actionne une seconde turbine, de puissance généralement inférieure à la première. Il existe également des centrales où on associe 2 turbines à gaz à une turbine à vapeur.

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

Unique 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.

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.