Les besoins liés à l'e-economie Le marché de l'électricité est actuellement marqué par deux paradoxes. Le premier a trait à la "e-économie". Bien que leurs conclusions ne soient pas acceptées par tout le monde, un certain nombre d'études récentes tendent à démontrer que l'économie digitale devrait conduire à une réduction globale des besoins énergétiques de notre société grâce aux changements qu'elle va induire dans les comportements : par exemple, achats sur le net avec livraisons groupées, télétravail, téléconférences, courrier par e-mail plutôt que par enveloppes à distribuer, etc. Pour l'instant en tout cas, elle semble amener plutôt une croissance rapide des consommations d'électricité. Si l'on se réfère à la situation des Etats-Unis, berceau de la e-économie, on constate que la part de cette dernière dans la consommation globale est passée de 3 à 13% en cinq ans et certaines projections laissent penser que cette part pourrait atteindre 50% dans quelques années. L'an dernier, une analyse publiée par la Deutsche Bank faisait état d'une prévision de croissance de la consommation américaine de 3 à 4% par an dans les prochaines années, alors que son taux de croissance antérieur se situait autour de 1,5% l'an. Et la tendance de ces dernières années était déjà plus accentuée que ce qui était auparavant prévu. La Deutsche Bank qualifie cette évolution de durable et l'on peut penser qu'elle va affecter progressivement le reste du monde. Après tout, il n'y a encore que 1% de la population mondiale qui soit équipé d'un ordinateur. Les marchés de l'informatique et des télécommunications ont encore de beaux jours devant eux, même s'ils enregistrent quelques fluctuations dans les pays déjà nantis.

Il faut savoir qu'un centre d'hébergement d'importance moyenne pour des serveurs informatiques ou de télécoms réclame une puissance installée de l'ordre de 3 à 4 MWe et que les investissements dans ce domaine doivent être multipliés par dix dans les 4 à 5 années à venir. Tout laisse donc à penser que la demande d'électricité va connaître une croissance beaucoup plus forte qu'on le prévoit habituellement dans les exercices de prospective, mais qu'elle se portera sur des fournitures très spécifiques. En effet, les hébergeurs - opérateurs eux-mêmes ou sociétés de services comme IBM Global Services ou Cap Gemini - annoncent une disponibilité des serveurs de 99,999%, ce qui représente un arrêt d'une heure tous les dix ans. L'alimentation électrique de ces serveurs doit donc être assurée avec une indisponibilité au moins dix fois plus faible.

Un marché porteur : l'ultra-qualité

Le second paradoxe concerne cette très haute qualité du courant réclamée par un nombre croissant de clients, qu'ils se situent d'ailleurs dans la e-économie ou dans d'autres secteurs. On imagine facilement que pour la salle des marchés d'une banque, la moindre microcoupure peut entraîner une perte catastrophique de données qu'il serait très long et très coûteux de reconstituer. Mais la même microcoupure est tout aussi catastrophique pour une usine qui étire de la fibre de verre ou du câble électrique où elle se traduit à chaque fois par une perte de plusieurs centaines de milliers de francs. Plus les industriels mettent en oeuvre des procédés automatisés et robotisés - une tendance qui n'est pas près de s'éteindre - moins ils peuvent supporter le plus petit défaut de leur alimentation électrique. Ils réclament de plus en plus un courant "ultra-pur". Or, les grands réseaux nationaux ou régionaux sont incapables de le leur fournir, à cause des multiples incidents auxquels ils sont soumis : aléas climatiques, ruptures mécaniques, pollutions électromagnétiques d'origines diverses. Même en y consacrant des investissements importants, ils ne pourront délivrer qu'une qualité "moyenne", d'une fiabilité de l'ordre de 99,9%, insuffisante au regard de ces nouveaux clients exigeant un niveau égal ou même supérieur à 99,9999%.

Certains prévoient même que cette qualité pourrait se dégrader à l'avenir en raison de la libéralisation du marché de l'électricité. Leur argument est double : d'une part, la chute du prix du kWh par le jeu de la concurrence rabote les marges des compagnies d'électricité, ce qui les incite à réduire leurs investissements et leurs frais de maintenance des réseaux ; de l'autre, la multiplication des injections sur le réseau en provenance de fournisseurs étrangers ou de producteurs indépendants augmente le nombre des opérations de commutation et d'équilibrage qui se traduisent à chaque fois par une perturbation.

Ainsi, on assiste à la naissance et à la croissance d'une nouvelle demande très spécifique que le réseau ne peut et ne pourra vraisemblablement pas satisfaire. Elle profite aux fournisseurs de systèmes d'alimentation HDHQ, ainsi qu'aux constructeurs des composants de ces systèmes (batteries, onduleurs, moteurs, turbines,...). La société Piller, par exemple, filiale du groupe allemand Tessag, lui-même filiale de l'électricien RWE, a vu son chiffre d'affaires des trois derniers exercices passer de 602 MF à 885 MF puis à 1 300 MF. L'analyse de ses ventes montre que la demande évolue vers les groupes ASI (alimentation sans interruption) de forte puissance (supérieure à 1 MVA) et les groupes "no-break" (ASI + moteur) et qu'elles ont été portées, en 1999 et 2000, par le développement d'internent pour l'alimentation des centres d'hébergement. En 2001, ce dernier marché a enregistré un certain tassement aux Etats-Unis, au Royaume-Uni et en Allemagne, mais a été relayé par celui de l'industrie et des banques. Il a cependant continué de croître en France, où il avait un certain retard, et le chiffre d'affaires de Piller France au cours du dernier exercice a augmenté de 50%, avec des clients prestigieux comme ATMEL, BNP-Paribas, Novotec, Canal +, Oléane ou Kodak et une bonne répartition des affaires entre Internet, les télécoms, l'industrie et le tertiaire.

Une place pour de nouveaux acteurs
Pour l'instant, les clients s'équipent les uns après les autres, individuellement. Mais d'autres configurations sont envisageables pour l'avenir, affirme Henri Lepage du Cabinet Lepage. On peut imaginer par exemple que de nouveaux producteurs d'électricité innovants offriront ce service sur la base d'équipements locaux desservant un zone industrielle en courant de très haute qualité, ou même que certains utilisateurs, à partir du moment où ils devront s'équiper pour satisfaire leurs propres besoins, auront la tentation d'amortir plus rapidement leur investissement en alimentant des établissements voisins confrontés au même problème. Des gestionnaires d'autres réseaux urbains (eau, gaz, téléphone, Internet, fibres optiques,...) pourraient également profiter des infrastructures dont ils disposent et de la convergence des technologies pour distribuer du courant ultra-pur qu'ils produiront éventuellement eux-mêmes. Ces mini et micro-réseaux pourraient bien entendu être eux aussi sujets à des perturbations inacceptables. Mais d'une part, ils sont faciles à enterrer ; d'autre part, l'abaissement des coûts des thyristors de puissance met à leur portée des dispositifs de commutation quasi-instantanés, sans le moindre décalage de phase.

Henri Lepage reconnaît que cette vision est encore quelque peu utopique, surtout en France. Mais d'après lui, les experts annoncent sa concrétisation pour très bientôt aux Etats-Unis et il ne fait aucun doute que l'Europe connaîtra à son tour la même phase de développement exponentiel de l'économie digitale. On y verra donc la demande électrique reprendre une croissance rapide, en créant des niches de marché qui offrent de belles perspectives de rentes et que pourront conquérir de nouveaux opérateurs.

La base de la protection : l'onduleur
Au cours de ces dernières années, EDF a fait de gros efforts et engagé des investissements importants pour améliorer la qualité et la fiabilité de sa fourniture, qui se situent aujourd'hui au niveau des meilleures dans le monde. La poursuite de l'enfouissement des lignes évitera encore un certain nombre d'incidents, mais il semble que le réseau national, comme tous les grands réseaux, même d'excellente qualité, soit parvenu à une sorte de palier qu'il lui sera difficile de dépasser. Mise à part la pollution par les harmoniques, qui fait appel à un traitement particulier et bien connu (filtres), la très grande majorité (plus de 97%) des défauts du courant délivré aux clients est constituée de microcoupures, creux de tension ou surtensions et variations de fréquence.

Le premier degré de protection contre ce type de défauts est l'onduleur, appellation courante de l’ASI (alimentation sans interruption). Il s'agit d'un appareil qui reçoit d'un côté le courant du réseau avec ses perturbations et fournit de l'autre à l'utilisateur un courant alternatif "pur", c'est à dire stabilisé en tension et en fréquence, dont la permanence est en outre garantie par une batterie intégrée. Développé au début des années 60 pour protéger les grands centres informatiques, il est devenu un objet d'usage courant que l'on peut trouver dans n'importe quel supermarché pour quelques centaines de francs afin de protéger son micro-ordinateur personnel. Il est disponible dans une très large gamme de puissance allant de 100 VA à 1 000 kVA, la gamme des prix étant tout aussi large (de 500 F à quelques MF).

On distingue trois types normalisés d'installation : l'attente passive (dite encore "off-line"), où l'alimentation ne bascule sur l'ASI que si le secteur est défaillant ; la double conversion (dite encore "on-line"), avec alimentation permanente par l'ASI ; l'interaction réseaux (dite encore "line interactive") où l'ASI est en attente mais filtre néanmoins l'alimentation du réseau. Cette dernière disposition est encore réservée aux applications de faible puissance. Le choix d'une ASI s'effectue en fonction de la nature de l'application à protéger et surtout de sa sensibilité aux défauts du courant, de la puissance à fournir et du temps pendant lequel l'alimentation doit être maintenue en cas de coupure franche du réseau, qui va déterminer la capacité de la (ou des) batterie à installer et la présence éventuelle d’un groupe électrogène de secours.

L'évolution technologique de ces dernières années s'est traduite par une réduction assez spectaculaire de l'encombrement, par une baisse constante des prix, par une plus grande facilité d'installation et d'utilisation et par un accroissement sensible du rendement, qui est passé de 80% pour les premiers modèles à 93% et même plus pour certains appareils actuels. Ce n'est pas un critère à négliger puisqu'une ASI on-line fonctionne et consomme donc de l'électricité en permanence. Signalons enfin que la plupart des grands fournisseurs comme Chloride, Liebert, MGE UPS ou Socomec, offrent désormais des services de télésurveillance de leurs équipements.

Malgré les progrès enregistrés (accumulateurs étanches, notamment), la batterie reste l'un des maillons critiques des alimentations sécurisées. Elle exige une maintenance rigoureuse, un contrôle très précis des conditions de charge et de décharge et sa capacité comme sa durée de vie dépendent de la température ambiante. C'est pourquoi certains constructeurs cherchent les moyens de s'en passer. Lors du dernier salon Elec, Caterpillar présentait ainsi son nouveau système Cat UPS (dynamique) à volant d'inertie (UPS, pour Uninterruptible Power System), de 250 kVA, exploitable avec ou sans groupe électrogène de secours. En fonctionnement normal, l'électricité du réseau fait tourner le volant et maintient sa vitesse de rotation. A l'intérieur de l'unité, un convertisseur bidirectionnel est continuellement alimenté et immédiatement disponible pour fournir de l'énergie dans n'importe quelle direction. Lorsque le système capte une chute de tension ou de fréquence, le volant d'inertie commence à fournir du courant continu via son moteur, tandis qu'un contacteur statique de transfert s'ouvre pour assurer la protection rétroactive du réseau. L'énergie est fournie au circuit consommateur sous forme de courant alternatif au travers du convertisseur. Si la perturbation dure, le volant d'inertie perd progressivement de la vitesse mais il est capable d'assurer la charge pendant 10 à 15 secondes, temps suffisant pour permettre le démarrage du groupe électrogène de secours. Caterpillar a d'ailleurs prévu un dispositif qui alimente le démarreur du groupe à partir du volant d'inertie afin de lui fournir du courant supplémentaire, ce qui augmente significativement la fiabilité de l'ensemble. Par rapport aux batteries d'accumulateurs classiques et pour les fortes puissances, ce système présente des avantages certains en terme d'emprise au sol, de maintenance, de résistance à l'ambiance et de durée de vie. En outre, ses pertes sont limitées à 2%. Caterpillar va proposer des unités placées en parallèle de façon à atteindre une puissance de 1 800 kVa. La société Piller recourt également parfois à des volants d'inertie.

De la chaîne hybride à la double chaîne
Parallèlement, les chaînes complètes d'alimentation sécurisée, pour le courant continu et le courant alternatif, ont elles aussi évolué. Le premier type, dénommé "hybride", a été introduit dans les télécommunications à la fin des années 70 pour répondre aux besoins nés de l'arrivée de la commutation électronique et pour alimenter les calculateurs centraux et les systèmes annexes en 230 V/50 Hz. Les accumulateurs au plomb étanches, sans entretien, ont fait leur apparition et la réglementation en vigueur a autorisé le déport des batteries, avec les redresseurs associés et les onduleurs, dans les salles d'équipement.

Pour faire face à des besoins évolutifs de plus en plus difficile à appréhender, les opérateurs ont ensuite prévu des doubles chaînes d'alimentation, comportant une chaîne de courant continu, conçue avec des redresseurs et des batteries étanches, intégrés dans des racks de 19 pouces et une chaîne de courant alternatif indépendante, conçue avec une ou plusieurs ASI. L'objectif principal des opérateurs étant aujourd'hui de réduire les coûts d'investissement, sans cependant compromettre la disponibilité des alimentations, ils tendent de plus en plus à acheter des produits sur catalogue, dans des configurations modulaires et extensibles. Mais ils sont également sensibles au rendement électrique de leurs installations, afin de réduire leur facture d'électricité. A titre indicatif, une ASI interactive offre un rendement de 97% en mode économique, alors qu'une configuration hybride, dans laquelle les onduleurs sont placés en aval des redresseurs et des batteries, ne présente qu'un rendement global de 72% dans la conversion du courant alternatif.

Au cours de ces dernières années, on assiste en outre dans les équipements de télécommunications à une évolution qui tend à diminuer la part du 48 V continu au profit du courant alternatif permanent. Les équipementiers généralisent progressivement les accès 230 V/50 Hz, soit en supprimant le bus 48 V interne à l'équipement, soit en intégrant les redresseurs 230 V/48 V dans les baies des systèmes. Cette tendance est accentuée par l'introduction des équipements de type informatique (serveurs, routeurs, modems) qui présentent une interface d'alimentation en courant alternatif, avec une possible option pour le courant continu. On constate enfin une aptitude croissante des équipements à fonctionner dans une plus large plage de température ambiante (de 5 à 40°C aujourd'hui), ce qui permet de réduire la production de froid et donc d'alléger la facture énergétique.

Avec ces configurations de base, les concepteurs de chaînes d'alimentation sont à même de proposer de multiples variantes comportant notamment des systèmes redondants afin de répondre à toutes les exigences de qualité et de fiabilité, jusqu'à des puissances de plusieurs dizaines de MW.

De nouvelles sources de remplacement
Au sein de ces chaînes, l'équipement qui assure la permanence de l'alimentation est le groupe électrogène. La nécessité de pouvoir compter sur un démarrage rapide et de disposer d'une source d'énergie primaire stockable a imposé jusqu'à maintenant les moteurs Diesel. Ces derniers présentent cependant quelques inconvénients bien connus : des nuisances assez importantes dues au bruit, aux vibrations et aux gaz d'échappement ; des performances médiocres, notamment en régime transitoire ; des frais d'exploitation et d'entretien élevés. En outre, fait remarquer René Revol, ingénieur conseil, qui a consacré une partie de sa carrière à l'alimentation des centraux de France Télécom dont il est directeur régional honoraire, l'alimentation secourue dans ces conditions est une sorte d'aberration puisque chaque mois, la maintenance préventive des groupes électrogènes impose 2 à 3 minutes d'arrêt pour le transfert normal/secours et réciproquement, ce qui conduit à une indisponibilité supérieure à celle du réseau EDF. René Revol s'est donc intéressé d'une part à des sources de remplacement plus propres et plus fiables, d'autres part à la conception d'une chaîne d'alimentation simplifiée, dénommée "Architecture simplifiée conçue pour l'environnement technique et l'énergie" (ASCETE), qui a fait l'objet d'un brevet pris au nom de France Télécom en 1998.

Aujourd'hui : la micro turbine à gaz

Pour remplacer les moteurs Diesel, la turbine à gaz présente de nombreux avantages : simplicité mécanique et robustesse, qui garantissent une grande fiabilité ; énergie cinétique importante qui assure la stabilité en fréquence ; fonctionnement respectueux des normes d'environnement ; maintenance réduite et grande durée de vie technologique. Pour des puissances inférieures à 250 kW, il est possible dès aujourd’hui de coupler directement la micro turbine à l'alternateur, en supprimant le réducteur de vitesse intermédiaire. Dans ce cas, le rotor massif accepte une vitesse de rotation supérieure ou égale à 56 000 tr/min et l'alternateur génère une tension à fréquence élevée. La suppression du réducteur entraîne une diminution sensible de l'encombrement et du poids. A titre indicatif, une turbine de 160 kW pèse 32 kg et sans réducteur, le poids de l'alternateur est ramené à 68 kg, ce qui donne un ensemble d'une centaine de kilos. Cet ensemble constitue un turbo générateur à haute vitesse.

Les études sur ce type de machine, lancées par France Télécom en 1996 et conduites par CIAC, Microturbo et Auxilec, ont permis de valider les options techniques suivantes :
* le rotor en matériau ferromagnétique, sans bobinage, supporte des vitesses périphériques de 300 m/s ;
* ce rotor est excité par un simple enroulement solénoïdal incorporé dans le stator ;
* le flux magnétique utile circule dans la partie centrale, au droit des bobinages du stator ;
* le fonctionnement réversible de l'alternateur permet d'assurer le démarrage de la turbine ;
* une carcasse externe assure la rigidité mécanique du stator et l'évacuation des pertes calorifiques ;
* la machine est refroidie par une circulation d'huile en circuit fermé provenant de la turbine.

Lorsque le rotor tourne à 56 000 tr/min, l'alternateur délivre une tension triphasée à fréquence élevée (1867 Hz) qui est transformée en courant continu par redressement. Un convertisseur statique doit donc être mis en oeuvre si le turbo générateur doit délivrer une tension alternative à 50 ou 60 Hz. Ce même alternateur est sollicité pour le lancement de la turbine. Pendant la phase de lancement, on applique simultanément une tension continue aux bornes de l'inducteur et une tension alternative appropriée aux bornes de l'induit. Pour une turbine de 160 kW, la puissance prélevée aux bornes de la batterie n'excède pas 3 kW et le démarrage est assuré en moins de 55 secondes. La turbine fonctionne normalement au gaz naturel ou avec d’autres types de combustibles, avec un stock éventuel de GPL si la réglementation l’exige.

En France, l’industrialisation des micro turbines a pris du retard, mais des sociétés comme Capstone, Honeywell ou Bowman réalisent déjà ce matériel en série. Par ailleurs, la vitesse angulaire du rotor de la turbine diminuant lorsque la puissance des machines augmente, Turboméca pense pouvoir développer un turbo générateur de 1 MW suivant la même technologie.

Demain : la pile à combustible
Les piles à combustible connaissent actuellement un développement important, avec une amélioration rapide de leurs performances. Pour les applications stationnaires, elles se répartissent en deux catégories : les modèles à basse température (PEMFC et PAFC) qui fonctionnent entre 80 et 200°C et les modèles à haute température (MCFC, SOFC) qui fonctionnent entre 600 et 1 000°C. Elles se caractérisent toutes par un fonctionnement silencieux (pas de pièce en mouvement) et par des émissions polluantes très faibles. Comme le turbo générateur à haute vitesse, elles nécessitent un stockage d'énergie pour le démarrage et un onduleur pour la fourniture de courant alternatif.

En France, Schneider Electric coopère avec le groupe Air Liquide pour développer les applications de production d'électricité, stationnaires ou mobiles, en s'appuyant sur une technologie européenne de type PEM (Proton Exchange Membrane). Ces développements portent d'une part sur un générateur "FC-STAT" de 200 kWe couplé au réseau général, destiné à valoriser l'hydrogène produit en excès par une unité chimique ; d'autre part un générateur "PLUS PAC" de 50 kWe visant à démontrer l'intérêt d'une production autonome d'électricité et de chaleur, sans l'appui du réseau général. L'alimentation primaire de la pile est assurée par du GPL et un dispositif tampon de stockage d'hydrogène lui permet de suivre les fluctuations rapide de la demande électrique.

Le principal inconvénient des piles à combustible est leur prix, qui reste élevé. Elles constituent cependant une option pour l'avenir car on s'attend à ce que ce prix soit divisé par cinq au cours des dix prochaines années.

Une chaîne d'alimentation simplifiée
Comme expliqué plus haut, les besoins en courant alternatif "HDHQ", stabilisé et sans interruption, vont croître de façon irréversible du fait du développement de l'informatique, des télécommunications et de leur convergence. Selon René Revol, ce contexte est particulièrement favorable à la diffusion d'une configuration d'alimentation simplifiée de type ASCETE, conçue autour d'une ASI à haut rendement, qui devrait progressivement prendre le relais des chaînes d'alimentation actuelles. Les simplifications portent sur la disparition de la distribution "secourue", du tableau BT, du système de démarrage dédié (batterie et chargeur) et de l’armoire de couplage imposé par EDF en cogénération.

La source de remplacement du réseau (SR), constituée par un turbo générateur à haute vitesse (en attendant la pile à combustible), est associée à l'ASI pour garantir la permanence de l'alimentation électrique. En cas de défaillance du réseau, l’onduleur prend le relais en quelques millisecondes et les batteries à faible autonomie de l'ASI sont sollicitées à travers l'onduleur pour assurer le démarrage automatique de la turbine. A son tour, le turbo générateur délivre l'énergie nécessaire à la recharge des batteries de l'ASI sous la tension continue adéquate. Comme la mise en parallèle des générateurs de courant continu est facile à mettre en oeuvre, une conception modulaire permet d'offrir des puissances plus élevées ou de répondre à des besoins ultérieurs d'extension.

La simplification réduit les coûts et améliore la fiabilité de l'ensemble. Les batteries de l'ASI sont bien gérées et la surveillance préventive de leur vieillissement diminue fortement les risques de défaillance au démarrage. De même, la suppression de la commutation électromécanique "normal/secours" élimine les incidents liés au dysfonctionnement éventuel de l'inverseur de source. Un autre avantage est lié aux caractéristiques de l'ASI, qui intègre tous les dispositifs de synchronisation avec la tension du réseau de distribution. Cette fonction importante supprime les contraintes habituelles de couplage et de découplage de la source de secours avec ce même réseau, notamment dans les installations de cogénération (voir plus loin).

Le gain économique est amplifié si l'on réserve la source de remplacement à l'alimentation des seuls équipements stratégiques et sensibles, dont la puissance ne représente en générale qu'une fraction de la puissance totale de l'établissement souscrite auprès du distributeur d'électricité.

Dans un établissement à usage mixte, c'est à dire comportant des activités tertiaires ou industrielles et des équipements de télécommunications-télématique (configuration qui tend à être générale aujourd'hui), il ne devrait subsister que deux types de distribution :
* la distribution de courant alternatif "non secouru", pour les équipements acceptant de courtes interruptions de fourniture (éclairage, climatisation de confort, bureautique,...) ;
* la distribution de courant alternatif "sans interruption", pour les équipements stratégiques ou sensibles ne tolérant aucune perturbation de l'alimentation électrique. Cette distribution requiert en outre de prendre toutes les précautions, dans le câblage, pour éviter les couplages d'origine électromagnétique (conducteurs sous écrans, séparation métallique, mises à la terre,...).

La multiplication rapide des réseaux à très haut débit et des réseaux d'entreprises milite en faveur de solutions industrialisées et standardisées. La chaîne d'alimentation complète peut être intégrée dans un conteneur léger au standard ISO, facilement transportable et livrable clé en main. Pour des puissances électriques inférieures ou égales à 1 MW, le module proposé par Materlignes se présente ainsi sous la forme d'une enceinte métallique insonorisée et monobloc (largeur de 2,32 m, hauteur intérieure de 2,60 m, longueur adaptable de 2,50 à 6 m) qui intègre tous les composants de base : le transformateur HT/BT éventuel, le turbo générateur, l'ASI et les coffrets de distribution. L'installation est alors limitée aux raccordements extérieurs du module, y compris le raccordement au réseau de distribution du gaz naturel, qui est de loin l’énergie fossile la moins polluante. En terme de sûreté d’alimentation, il n’y a pas d’interaction entre les deux réseaux (EDF et GDF) susceptible d’entraîner une indisponibilité totale en énergie primaire.

Un renouveau pour la cogénération ?
A partir du moment où un établissement se trouve dans l'obligation, pour des raisons de sécurité et de qualité d'alimentation, de se doter d'une chaîne sécurisée qui comportera, comme on vient de le voir, une turbine à gaz ou une pile à combustible, le surinvestissement nécessaire à la récupération de la chaleur des gaz d'échappement pour faire fonctionner l'ensemble en cogénération devient relativement limité. La multiplication des bâtiments à usage mixte, dont la surface à chauffer pendant l'hiver s'accroît d'ailleurs au fur et à mesure que les anciens équipements sont remplacés par de nouvelles générations beaucoup plus compactes, offre une réelle opportunité à ce couplage alimentation sécurisée / cogénération. Dans cette approche, la source de remplacement va tourner pendant tout l'hiver tarifaire, soit 3624 heures de début novembre à fin mars. Dans d’autres cas, on sollicitera la source de remplacement en temps réel pour faire de l’effacement pendant les heures de pointe. Comme il existe aussi, dans ces types de bâtiments, des besoins de climatisation, on peut même imaginer des installations de trigénération, avec production simultanée de chaleur et de froid (par absorption), qui pourraient éventuellement tourner pendant une grande partie de l'année. Dans ces conditions, le potentiel d'utilisation de la turbine à gaz, qui atteint 100 000 heures, et son respect des contraintes d’environnement les plus sévères deviennent un atout majeur.

Dans la gamme des puissances retenues aujourd'hui avec la technologie turbo générateur à haute vitesse (P < ou = 215 kW), l'électricité est produite en basse tension. Le futur arrêté fixant les tarifs de rachat prévoit bien un tarif pour la basse tension (voir Energie Plus n°269), mais on sait que les discussions sur les conditions techniques de raccordement ne sont pas encore closes. Pour l'instant, donc, cette électricité devra être auto consommée. Mais avec un surinvestissement réduit, la rentabilité devrait être au rendez-vous. Il faut cependant remarquer que s’il s’agit bien d’une cogénération au sens technique du terme, elle n’obéit pas à la logique habituelle puisque ce sont les besoins électriques, et non pas thermiques, qui déterminent son dimensionnement et son régime d’exploitation, la chaleur récupérée ne venant qu’en délestage de la chaufferie existante.

Article publié dans le supplément technique ENERGIE PLUS n°271 du 15 septembre 2001
© 2001 ATEE – ENERGIE PLUS - Tous droits réservés

retour rubrique TECHNIQUES COGENERATION
retour sommaire du numéro 271 dans ARCHIVES 2001
retour A LA UNE

imprimer

Envoyez cet article à un ami

Mettre en signet

---