7 • Formalisme avancé
272
7.2 Thermodynamique
en temps fini
, le rendement correspondant à la puissance optimale. Pour
une température de source froide de 310 K, les rendements à puissance
nulle (rendement de Carnot) et à puissance maximale sont donnés dans
le tableau 7.1 en fonction de la température de la source chaude.
Tableau 7.1 – Rendements à puissance nulle (rendement de Carnot)
et à puissance maximale en fonction de la température de la source chaude.
Pour une unité dimensionnée de telle sorte que son régime nominal
corresponde à une puissance motrice inférieure à la puissance optimale,
à charge partielle, son rendement augmentera mais, à surcharge, son
rendement diminuera jusqu’à la puissance optimale. Il ne faudra pas
dépasser ce point de puissance optimale.
La lecture du tableau 7.1 permet de réaliser la difficulté à augmenter de
façon conséquente le rendement à puissance non nulle des centrales
électriques au-delà de 0,5. Pour des centrales de forte puissance, obtenir
des rendements approchant 0,6 est un réel défi thermodynamique avant
d’être un défi technologique.
Il est important de noter que dans ce défi, les centrales nucléaires à eau
pressurisée (EPR) sont mal loties dans la mesure où leur température de
fonctionnement est inférieure à 300 °C, ce qui limite leur rendement
réel à environ 0,35.
Cas
Rendement/
température
T s.c. = 1 200 K T s.c. = 1 400 K T s.c. = 1 600 K T s.c. = 600 K
Puissance
nulle
0,74
0,78
0,80
0,48
Puissance
maximale
0,49
0,53
0,56
0,28
s.f.
s.c.
1
T
T
-
-
s.f.
s.c.
1
T
T
-
s.f.
s.c.
1
T
T