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La Cogénération ou micro cogénération

Dans le cas de la cogénération, on produit simultanément de la chaleur et de l'électricité au moyen d'un moteur alimenté avec un seul combustible. Il peut s'agir d'un combustible fossile (fioul ou gaz naturel) ou d'un combustible renouvelable (biogaz ou biomasse).

La technique a surtout été développée pour les grands bâtiments qui ont un besoin de chaleur important, à l'instar des hôpitaux.

Il existe également des solutions de cogénération à usage domestique,  il s'agit de la micro-cogénération. Les systèmes ont l'apparence d'une chaudière à condensation ordinaire et des dimensions comparables. 

Principe de fonctionnement d'une installation de cogénération

Le principe de fonctionnement d'une installation de cogénération est simple.

1. Le carburant fait tourner le moteur. Différentes techniques peuvent être utilisées : 

  • une turbine à gaz
  • une turbine à vapeur
  • un moteur à combustion interne
  • un moteur Stirling
  • et sur le long terme aussi des piles à combustible.

2. Ce moteur met à son tour un alternateur en mouvement, ce qui produit de l'électricité

3. Le mouvement de l'alternateur génère de la chaleur. Un liquide de refroidissement évite la surchauffe de celui-ci.

4. Un échangeur thermique récupère cette chaleur et l'utilise pour produire de l'eau chaude pour le chauffage ou des installations sanitaires.

5. La chaleur provenant des gaz de combustion est elle aussi récupérée par condensation et utilisée pour produire de l'eau chaude.

La valorisation de cette chaleur prend plusieurs formes. La chaleur sert à :

  • alimenter des réseaux de chaleur ou des chaufferies,
  • desservir des logements sociaux, des hôpitaux ou des bâtiments collectifs,
  • fournir de la vapeur à des industries.

La production d’électricité peut être faite par des moteurs à pistons alimentés le plus souvent au gaz naturel, des turbines à gaz (technologie similaire aux moteurs des avions à réaction) ou des turbines à vapeur, la vapeur étant produite par des chaudières, par de la géothermie ou par de l’énergie récupérée sur des process industriels.

Dans tous les cas, la chaleur est récupérée, soit pour produire de la vapeur, soit pour alimenter en eau chaude les réseaux de chaleur ou des bâtiments.

Avantages d'une installation de cogénération

Moins de carburant consommé, par rapport à une production séparée, distincte, quand l'électricité est produite dans une centrale et la chaleur dans une chaudière, la cogénération permet d'économiser jusqu'à 20 % de combustible.

Moins d’émission de CO2 et d'autres substances de combustion nocives telles que suie, NOx, CO,…

Une facture d’énergie moins élevée.

La cogénération et la méthanisation : Cette technologie est très intéressante quand on se place dans la perspective de la méthanisation agricole qui permet de produire du « biométhane » qui peut soit être injecté dans le réseau de gaz naturel soit brûlé sur place dans une unité de cogénération qui produit de l’électricité injectée sur le réseau alors que la chaleur sert à alimenter un réseau de chaleur pour chauffer des bâtiments. Ce type d’installation produit aussi des digestats qui sont une bonne alternative aux engrais et fertilisants de synthèse.