Domaines d'applications et utilités

1. Cogéneration & Trigéneration
Ecole Nationale
d’Ingénieurs De Gabes
République Tunisienne Ministère de
l’Enseignement Supérieur et de la
Recherche Scientifique

2. PLAN
1
Introduction
2
Définition de co-
géneration et leur
domaines
d’utilisations
3
Les types du
co-géneration
4
Avantages et
Inconvénients
5
Définition de tri-
géneration et les
domaines
d’utilisations
6
exemples
7
Avantages et
Inconvénients
8
Conclusion

3. Les centrales thermiques traditionnels peut extraire prés de
55% de l’énergie contenue dans les combustibles fossiles
sous forme de électricité, le reste d’énergie est perdu
en chaleur inutilisée qui est renvoyé à l’environnement ceci
pousse toutes les industries à chercher des nouvelles
solutions techniques et industrielles pour améliorer encore
leurs performances énergétique.
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6
Problématique
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Introduction
Introduction

4. solutions
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Cogénération
Tri-génération
Introduction

5. Définition
C’est quoi
la Co-generation ?
La Cogénération
Production et utilisation simultanée de deux
formes d’énergie différentes.
=
À partir
d’une seule source
d’énergie
Au sein
d’une seule
et
même installation
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1
Définition et domaines d’utilisation
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6. Son objectif ?
Valoriser la seconde énergie
issue de la production de la
première
Plutôt que
de la gaspiller
La production d’énergie électrique
Génère une grande quantité de chaleur
très souvent inutilisée
Grace a un récupérateurs de
chaleur on peut la valoriser en la
transformant en gaz ou en eau
chaude
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Permettant ainsi d’alimenter
Des bâtiments collectifs Des hôpitaux Des industries
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1
Définition et domaines d’utilisation
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7. Pour avoir les mêmes productions avec une centrale
classique, il faut :
• pour 35 kW d’électricité 100 kW de combustible,
• pour 55 kW de chaleur 60 kW de combustible
 soit un rendement de 90/160 = 56%.
Un rendement
de 90 %
La différence de rendement entre les 2 types de centrales est de 34 % et l’économie
d’énergie primaire est de (160 –100)/160 = 37 %
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Définition et domaines d’utilisation
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8. Domaines
d’utilisation
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Définition et domaines d’utilisation
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Technologies de cogénération
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Technologies de cogénération
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 Ce type de
technologie est
utilisé dans les
petites installations
et les applications
domestiques.
Un moteur a gaz est alimenté au gaz
naturel, à l'huile végétale ou au biodiesel .
La chaleur contenue dans les gaz
d’échappement peut être récupérée pour produire
de l'eau chaude, sanitaire ou de chauffage
Celui-ci entraîne un alternateur qui transforme
l’énergie mécanique en électricité .

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Technologies de cogénération
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12. Le compresseur aspire et
comprime l’air . Cet air est
injecté par un combustible
gazeux , puis il est transféré
à l’intérieur d’une chambre
de combustion .
La turbine détend les
gaz de combustion
chauds à haute
pression.
L’énergie mécanique issu de la
turbine est alors convertir en
énergie électrique grâce à un
alternateur
La chaleur produite par la
combustion est collectée dans une
chaudière, pour chauffer un fluide
caloporteur, qui est généralement
l’eau.
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Technologies de cogénération
 Ce type d’installation se retrouve surtout dans l’industrie, ou dans une centrale à
cycle combiné. Son rendement électrique varie entre 25 et 40 % et Leur
puissance unitaire généralement utilisée est comprise entre 7 et 40 MW .
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Technologies de cogénération
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On produit de la vapeur à
haute pression dans une
chaudière à l’aide de la
chaleur dégagée de
combustion
Cette vapeur est
détendue dans une
turbine A la Sortie de la turbine, la
vapeur est condensée et est
ramenée à la chaudière, où ce
cycle recommence
La cogénération par turbine à vapeur présente un rendement électrique
de 25 à 30 % et un rendement global pouvant dépasser 90 %.
Technologies de cogénération
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 Ce type d’installation est très courant dans de nombreux secteurs : industriel,
agricole, mais aussi les réseaux de chaleur ou des applications plus domestiques
(chauffage individuel, production d’eau chaude sanitaire…)

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Technologies de cogénération
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1
 Ce type de dispositif présente une meilleur rendement entre 55 % et 60 % à cause de
l’électricité générée par les deux turbines et la chaleur qui va alimenter un système de
chauffage .
La combustion
du gaz naturel se
fait dans une
turbine à gaz à
HP
les fumées
issus de la
combustion et
l’eau vont
alimentés la
chaudière pour
produire de la
vapeur
La turbine à
vapeur sera
alors
actionnée par
la vapeur
produite.
Technologies de cogénération
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Technologies de cogénération
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Technologies de cogénération
le gaz naturel l’hydrogène
oxygène
+ réaction
électrochimique
très écologique
CO2
Un meilleur rendement (que par moteur ou turbine)
Un prix de fabrication trop élevé
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Technologies de cogénération
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Technologies de cogénération
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vidéo
« La Fonctionnement
d’un centrale
nucléaire »

21. - Optimise le rendement
- Moins des pertes d'énergie
- Durée de vie des combustibles fossiles
accrue
- limite l'émission de gaz à effet de serre
4-Avantages et inconvénients
- La contrainte majeure de la
cogénération est d'avoir un ou plusieurs
consommateurs pour la chaleur ou la
vapeur produite proche de la centrale,
car le transport est impossible.
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6
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Avantages et inconvénients
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22. L'Union européenne génère 11% de son électricité à partir de la
cogénération. Cependant, il y a une différence importante entre
les États avec des variations des économies d'énergie entre 2% et
60%.
Les centrales de cogénération produisent environ 8% de l'énergie
des États-Unis.
Le ministère de l'Énergie des États-Unis a un objectif ambitieux
d’avoir une cogénération d'électricité de 20% de la capacité de
production en 2030
la cogénération dans le monde
20/35
COGENERATION EN Tunisie
En Tunisie, la cogénération a un potentiel dans l’industrie de 260 MW
électrique répartit sur 138 entreprises avec un potentiel d’économie d’environ
180 000 tep/an
Les industries sont bénéficiés de subvention de l'Agence Nationale de
Maîtrise d'énergie (ANME) à hauteur de 20% du montant d'investissement
plafonnée à 500 000 Dinars pour chaque projet de cogénération. Des lignes
de crédits allouées dans le cadre du fond national de maîtrise de l’énergie
(FME) par l’état Tunisien aident aussi les projets à se démarrer .
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1 6

23. Et pourquoi ne pas aller plus loin ?
C’est-à-dire produire également du froid
(climatisation) à partir du même
équipement. C’est la trigénération : Une
solution plus efficace
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1 5
Définition et domaines d’utilisation

24. 01
Content Here
Cogénération
Tri génération
Système frigorifique
Besoin en froid
Énergie
primaire
convertisseur Electricité Besoin en électricité
Système de récupération de la
chaleur
Chaleur Besoin en chaleur
Définition
Ce procédé génère de l’eau réfrigérée, en utilisant une partie de la chaleur produite par
la centrale de cogénération. 22/35
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Définition et domaines d’utilisation

25. Les systèmes recourant à ce procédé de tri génération valorisent des différentes formes
d'énergies secondaires et atteignent généralement de hauts rendement :
01 02
03
L’énergie mécanique
produite avec un système
turbine - dynamo (courant
continu) ou un alternateur
(courant alternatif)
Utilisable a haute température
pour le chauffage et séchage,
ou a basse température pour la
réfrigération
agroalimentaire et la
production de l’eau glacé .
L’énergie thermique
L’énergie électrique
c’est un mouvement
rotatif ou linéaire transmis
à une
ou plusieurs machines.
elle doit être consommée
ou transformée. 23/35
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Définition et domaines d’utilisation

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Définition et domaines d’utilisation
• permet d’utiliser la chaleur récupérée lors de cogéneration pour
produire de l’énergie frigorifie en utilisant un cycle frigorifique à
absorption.
• Le fonctionnement est basé sur la transformation d’état du fluide
réfrigérateur en combinaison avec l’élément absorbent grâce à une
machine à absorption.
• particulièrement indiquée pour la climatisation des environnements de
travail, résidentiels ou là où il est demandé un refroidissement (afin de
garder des températures inferieures à celles ambiante).

27. Refroidisseur à abs
Echangeurs
Gas – oil
7872 kWh
Electricité
3000 kWh
Eau
chaude
(60°C)
1363kWh
Eau froide
(6°C)
2090kWh
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Définition et domaines d’utilisation

28. •Principe de fonctionnement de la machine à absorption :
• La machine à absorption est une machine frigorifique qui produit l’eau glacée
elle comporte les même composants que la machine frigorifique à compression classique. La
grande différence se situe au niveau de la compression.
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Définition et domaines d’utilisation
Comme on peut le voir sur la Figure pour la machine à compression. la compression du fluide
frigorigène est réalisée en consommant le plus souvent une énergie électrique qui est
convertie en énergie mécanique. Pour la machine à absorption, la compression se fait à l’aide
d’une thermopompe. L’énergie nécessaire pour cette thermopompe est donc principalement de
type thermique. Cette énergie a été symbolisée par un apport calorifique.

29. Les Grandes
industries
Les
Etablissements
moyens
Les
Faibles
tertiaires
les domaines d’application :
tri génération moyenne
(1 MW à 10 MW),
petites tri générations
(quelques dizaines de kW à 1
MW).
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1 5
Définition et domaine d’utilisation

30. Aéroport Enfidha : le plus avancé en Afrique nord tout en utilisant 2 groupes à
absorption avec une capacité de refroidissement de 4350 kW et une puissance du
groupe électrogène de 4349 kw .
GN
Tri génération
Electricité
(38%)
Eau froide
(46 à 6°C)
Eau Chaude
(45% à 65°C)
Exemples d’application de tri génération dans la Tunisie :
L’épis d’or : a opté pour la tri-génération(2 moteurs à gaz de 4000kW et une machine à
absorption) qui consiste à la production de l’électricité et du froid par le gaz naturel afin
de satisfaire une partie de besoins en électricité de 80% et thermique en 35%.
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1 6
Exemples
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31.  Centre national d'études spatiales de Toulouse :
GN
Tri-génération
Electricité
(4000KW)
Eau froide
(2600KW à 6°C)
Eau Chaude
(5500KW à 95°C)
 Montpellier :
Un projet urbain de l’agglomération utilise la tri-génération à partir du bois régional. Plus de
5 200 logements et plus d’un million de mètres carrés de bureaux, commerces et bâtiments
publics, intégrés, sont concernés.
Exemples d’application de tri génération dans la France :
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1 6
Exemples
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32. Les avantages et inconvénients
Avantages et inconvénients
Amélioration du classement de
rendement énergétique de
l’ensemble du bâtiment.
Réduction importante des
émissions de gaz à effet de
serre.
Production hautement efficace,
d’électricité et de chaleur.
Réduction des coûts de
combustible comparé à
une production
séparée.
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33. Les avantages et inconvénients
énergie difficile à transportée sur des
longues distances, en raison des
risques de déperdition.
rentabilité immédiate moins
importante que cogénération
une efficacité énergétique encore
légèrement plus faible que celle
d’une cogénération
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Avantages et inconvénients
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2
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7
Conclusion
La cogénération et la trigéneration sont deux formes de production d'énergie
compatible avec le développement durable et la gestion optimale des ressources
naturelles.
Sur un plan économique, leurs efficacités énergétiques se traduit par une réduction
significative de la facture énergétique.
Dans l’audit énergétique ont a recours les technologies de La cogénération et le
trigéneration pour réduire la consommation énergétique .

35. Merci pour votre attention