centrale à vaporisation par flash
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CG : nf

CT : Pour des raisons environnementales, le fluide géothermique doit généralement être réinjecté dans le réservoir après utilisation, mais ce n’est pas toujours le cas. La conversion thermodynamique de l’énergie géothermique fait appel à quatre principales techniques :

  • les centrales dites « directes » peuvent être utilisées si le fluide géothermique est de la vapeur surchauffée qui peut être directement détendue dans une turbine. Historiquement, c’est ce type de centrale qui a été le premier mis enoeuvre, à Larderello en Italie dès 1904 ;
  • les centrales à vaporisation par flash permettent d’exploiter les sites où le fluide géothermique se présente sous forme de liquide pressurisé ou de mélange liquide-vapeur. C’est aujourd’hui le type de centrale le plus employé. Le fluide géothermique commencealors par être détendu dans une chambre à pression inférieure à celle du puits, ce qui permet d’en vaporiser une partie, qui est ensuite détendue dans une turbine ;
  • les systèmes dits binaires font appel à un fluide thermodynamique secondaire, qui suit un cycle de Rankine fermé, la chaudière étant constituée d’un échangeur de chaleur avec le fluide géothermique ;
  • les systèmes à mélange de fluides, du type cycle de Kalina, variante des systèmes binaires où le fluide thermodynamique n’est plus pur mais constitué de deux fluides afin de réaliser un glissement de température lors de la vaporisation.

S : http://direns.mines-paristech.fr/Sites/Thopt/fr/co/geothermie.html (consulté le 19.07.2014)

N : 1. centrale (nf) : central, -ale, adj. et n. ; XIVe siècle, comme adjectif ; XIXe siècle, comme substantif. Emprunté du latin centralis, dérivé de centrum, « centre ».
Usine productrice d’énergie. Centrale électrique. Les centrales hydrauliques, thermiques, nucléaires.
à (prép) : De la préposition latine ad, « dans la direction de, vers », d’où « en vue de, pour ; à l’image de, selon », qui, en latin populaire, s’est substitué au datif, pour exprimer le complément d’attribution, ainsi qu’au génitif pour marquer la possession, et, par extension, a servi à introduire le complément instrumental.
vaporisation (nf) : 1756 (Encyclop. t. 6, p. 274, s.v. expansibilité). Dér. de vaporiser ; suffixe -(a)tion.
par (prép) : IXe siècle. Issu du latin per, de même sens.
Par introduit un complément d’agent, un complément circonstanciel, ou le complément d’un nom, d’un adjectif. La préposition Par exprime divers rapports sémantiques empruntés à la préposition latine per ou exprimés en latin par l’ablatif.
flash (nm) : XXe siècle. Emprunté de l’anglais flash, « éclair, lueur soudaine ».
2. Les centrales à vaporisation par flash permettent d’exploiter les sites où le fluide géothermique se présente sous forme de liquide pressurisé ou de mélange liquide-vapeur. C’est aujourd’hui le type de centrale le plus employé. Le fluide géothermique commence alors par être détendu dans une chambre à pression inférieure à celle du puits, ce qui permet d’en vaporiser une partie, qui est ensuite détendue dans une turbine.
3. Typlogie :

  • Centrale à simple flash :

Généralement, on ne dispose au niveau du puits que d’un mélange liquide-vapeur de faible titre (inférieur à 0,5), que l’on ne peut donc directement envoyer dans la turbine.
Si la pression initiale est suffisante, une solution consiste à détendre partiellement ce mélange afin d’en vaporiser une partie, qui est alors turbinée, tandis que la fraction liquide est réinjectée. Tout comme dans le cas de la centrale directe, la phase vapeur contient généralement une quantité significative de GNC qu’il faut extraire si l’on veut condenser l’eau en sortie de turbine. On notera que la vapeur qui traverse la turbine est de l’eau distillée qui peut quelquefois être valorisée notamment comme eau potable.

  • Centrale à double flash :

Dans certains cas, si la pression en sortie de puits est suffisante, il est possible de réaliser un double flash, ce qui permet de récupérer de la vapeur à deux niveaux de pression différents et d’augmenter les performances de la centrale. Théoriquement, on pourrait ainsi multiplier le nombre d’étages de flash, mais les contraintes technologiques et économiques le limitent en pratique à 2.
Comme le montre le schéma ci-dessous, le flux liquide qui, dans le cycle précédent était recomprimé puis réinjecté, subit cette fois-ci un second flash. La phase liquide est recomprimée et réinjectée, tandis que la phase vapeur est mélangée au flux de vapeur issu du premier flash et détendu à la même pression. L’ensemble est ensuite détendu dans une turbine BP à la pression de condensation.

S : 1. DAF ; CNRTL ; FCB. 2 et 3. http://direns.mines-paristech.fr/Sites/Thopt/fr/co/geothermie.html (consulté le 23.01.2015).

SYN :
S :

RC : centrale à cycle binaire, centrale géothermique, énergie géothermique, géothermie, [usine géothermique].