Optimisation de la puissance du cycle organique de Rankine pour le cas supercritique en considérant le cycle endoréversible

National audienceAccompagnant l’augmentation de la population mondiale, la demande d’électricité croit sans cesse même pendant les années récentes. La croissance de cette demande est de plus prévue jusqu’à 2035 dans « World Energy Outlook 2012 ». Plusieurs efforts sont et seront donc réalisés pour satisfaire cette demande. D’autre part, les procédés industriels émettent toujours une quantité importante de chaleur à basse et moyenne température (80 – 200°C) qui ne peut pas être économiquement transformée en électricité par cycle classique de Rankine à cause de la température d’ébullition élevée de l’eau, le fluide classique. Alternativement, le cycle organique de Rankine (Organic Rankine Cycle – ORC en anglais), utilise le même principe que celui classique mais avec un composé organique basse température d’ébullition comme fluide de travail ; il attire à présent beaucoup d’attention pour la génération d’électricité à partir des sources de chaleur à basse température. Dans l’état de l’art actuel, la plupart des discussions est sur le cycle sous-critique organique de Rankine sans ou avec une petite surchauffe de la vapeur à la sortie de l’évaporateur. Mais le cycle ORC supercritique représente aussi une alternative grâce à l’amélioration du rendement et la réduction de la destruction exergétique. Dans ce travail, une optimisation thermodynamique avec la puissance du cycle comme fonction objective est effectuée. Le deuxième principe de la thermodynamique et une efficacité totale des échangeurs thermiques sont en première approche utilisés comme contraintes pour l’optimisation