Cogénération et pollution thermique

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 7 — Machines thermiques

Énoncé

Une centrale de rendement électrique $η = 0, 40$ rejette $60 %$ de l'énergie en chaleur à basse température.

Sans valorisation, où part cette chaleur, et quel problème environnemental cela pose-t-il ?

La cogénération récupère cette chaleur pour le chauffage urbain. Estimer le rendement énergétique global (électricité + chaleur utile) si l'on valorise les trois quarts de la chaleur rejetée.

Pourquoi ne valorise-t-on pas tout ?

Corrigé

1. Sans valorisation, les $60 %$ sont rejetés dans une rivière ou l'atmosphère : c'est la pollution thermique (réchauffement local de l'eau, impact écologique).

2. Chaleur valorisée $= 0, 75 \times 0, 60 = 0, 45$ ; rendement global $\approx η + 0, 45 = 0, 40 + 0, 45 = 0, 85$ (85 %) : bien supérieur au rendement électrique seul.

3. La chaleur résiduelle est à trop basse température pour être utile, et le chauffage urbain n'a pas toujours de besoin à proximité immédiate (pertes de transport) : on ne récupère qu'une partie.

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