Optimisation technico-économique d’un cycle organique de Rankine – Application à la géothermie et prise en compte de la variabilité de la source froide

Résumé :

Les cycles organiques de Rankine (ORC), équipant des centrales de production électrique géothermiques, représentent une alternative aux centrales conventionnelles et sont en plein essor du fait, entre autres, de leur faible impact sur le réchauffement climatique. Leur développement s'accompagne d'un déploiement de cette technologie sur des sites d'exploitation de plus en plus complexes, notamment munis de sources chaudes de températures relativement faibles. Ces particularités s'accompagnent de difficultés d'ingénierie croissantes pour obtenir une réelle rentabilité économique. Partant de ce constat, nous avons réalisé un modèle de dimensionnement de centrale ORC, tenant compte de données physiques liées au site (température et débit de la source chaude, données météorologiques de la source froide) et économiques (prix des équipements en fonction de leur taille, plan de marché incluant le coût de production et le coût spécifique). Par le développement des concepts d'exergendobare et de pseudocricondenpolytropique, l'étude donne également à l'ingénieur en procédés des repères concrets parmi la multitude de possibilités de cycles qu'il peut dimensionner. Le modèle permet de confirmer l'importance capitale de la température de la source froide et de sa variabilité dans le dimensionnement de centrale ORC. Des études paramétriques de ce modèle ont également démontré que les objectifs de coût de production et de coût spécifique ne pouvaient être satisfaits simultanément, mais l'exploitation des résultats donne des clefs aux donneurs d'ordre de projet afin d'effectuer le meilleur choix technico-économique possible.