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Auteur(s)
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Christophe MARVILLET : Professeur du Conservatoire national des arts et métiers, membre du laboratoire LAFSET (CNAM, Paris), président du Greth (Groupement de recherche sur les échangeurs thermiques)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La cogénération consiste à produire simultanément de l’électricité et de la chaleur à partir d’une même source d’énergie, qu’elle soit fossile (gaz naturel, fioul) ou renouvelable (biogaz, biomasse, ordures ménagères). Ce procédé permet d’optimiser le rendement énergétique des installations, en valorisant la chaleur habituellement perdue lors de la production d’électricité. Les rendements globaux atteignent généralement 85 à 90 %, voire plus de 95 % dans certains cas de micro-cogénération. La cogénération est particulièrement adaptée aux sites ayant des besoins simultanés en électricité et en chaleur, comme les hôpitaux, les industries ou les réseaux de chaleur urbains.
Développer la filière de la cogénération est fortement conditionné par l’offre de technologies, mais surtout par l’ensemble réglementaire et le soutien des pouvoirs publics, notamment par le niveau des tarifs de rachat de l’énergie produite.
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1. Identifier les contraintes et les avantages associés à la mise en œuvre d’une installation à cogénération
1.1 Quels types de cogénération choisir ?
La cogénération peut se décliner sous différentes échelles.
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Micro-cogénération : destinée à un usage domestique ou pour de petits bâtiments, elle utilise des moteurs Stirling ou des piles à combustible et fonctionne généralement au gaz naturel ou au biogaz. Elle couvre une partie significative des besoins électriques et thermiques d’un habitat résidentiel.
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Cogénération industrielle ou collective : à grande échelle, elle concerne des unités capables d’alimenter des quartiers, des hôpitaux ou des sites industriels. Le principe repose sur la combustion d’un carburant pour produire de la vapeur ou du gaz chaud, laquelle entraîne une turbine générant de l’électricité, tandis que la chaleur résiduelle est récupérée pour le chauffage ou des procédés industriels. Un système de production de froid peut compléter le dispositif en valorisant la chaleur disponible pour alimenter un groupe à sorption.
1.2 Relever les défis que pose l’installation d’une cogénération
L’un des défis majeurs d’une installation de cogénération reste la nécessité de consommer la chaleur à proximité du lieu de production, car son transport sur de longues distances est complexe et coûteux.
Les principaux avantages d’une installation à cogénération sont les suivants.
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Efficacité énergétique élevée : l’utilisation combinée des trois formes d’énergie (chaleur, électricité voire froid) permet d’atteindre des rendements énergétiques globaux très élevés (jusqu’à 90 %), bien supérieurs à ceux des systèmes séparés.
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Réduction des émissions : en valorisant au maximum l’énergie primaire, la cogénération et la trigénération contribuent à réduire les émissions de CO₂ et les pertes énergétiques.
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Économies : elles permettent de réduire les coûts d’exploitation, notamment en diminuant la consommation de combustible et les achats d’électricité...
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ANNEXES
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Arrêté du 20 juillet 2016, fixant les caractéristiques techniques des installations de cogénération à haut rendement.
Sites de l’ATEE et du club cogénération pour les professionnels impliqués dans cette technologie.
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