Bien que la connexion des réseaux thermiques ait permis d’augmenter de manière significative la récupération de chaleur à l’UVTD, il subsiste encore de la chaleur en excès et disponible. La récu-pération de chaleur fatale maximale potentielle (Qchen,opt) peut être calculée sur un pas de temps horaire en tenant compte des limitations liées à la demande thermique des réseaux et à la chaleur fatale disponible :
qchen,disp: la chaleur fatale disponible à l’UVTD (puissance moyenne horaire)
qcad : la demande de chaleur de l’ensemble du réseau (puissance moyenne horaire)
Sur l’année 2013-14, la quantité de chaleur fatale disponible aux Cheneviers pour alimenter les ré-seaux thermiques a représenté 303 GWh. Le potentiel de récupération maximale avec la demande actuelle et sans stockage (Qchen,opt) correspond à 257 GWh, soit 35 GWh de plus que les 222 GWh réellement récupérés (figure 2.49). Les gains économiques relatifs à ces 35 GWh sont discutés dans le chapitre 3 (cf. section 3.4.3, p.117).
La différence entre la quantité de chaleur fatale disponible aux Cheneviers et le potentiel de récupé-ration maximale avec la demande actuelle représente 46 GWh. Avec la demande thermique actuelle et sans possibilité de stockage, cette chaleur n’est pas récupérable pour des questions de discon-cordance temporelle entre la disponibilité de la ressource et la demande .
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1 731 1461 2191 2921 3651 4381 5111 5841 6571 7301 8031
Puissance [MW]
Chaleur fatale non-récupérable Chaleur fatale supplémentaire récupérable Chaleur fatale récupérée Chaleur disponible Cheneviers
Jui Jui Aou Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai
FIGURE2.49 – Potentiel de récupération de chaleur fatale supplémentaire sur l’année 2013-14. Données horaires (gauche) et annuelles (droite)
La différence (35 GWh) entre le potentiel de récupération maximale avec la demande actuelle et la récupération réelle mesurée s’explique essentiellement par des problèmes techniques, de gestion et de régulation. Elle montre qu’il réside un potentiel d’optimisation. Cinq configurations ont été obser-vées et sont illustrées par des graphiques permettant de comparer la récupération de chaleur fatale mesurée et la récupération de chaleur fatale potentielle avec la demande actuelle.
P1 :La station d’échange n’est pas opérationnelle à cause de problèmes techniques (figure 2.50).
FIGURE2.50 – Illustration du potentiel de récupération supplémentaire en lien à P1. Données horaires
P2 : Une consigne au niveau de la station d’échange limite la puissance transférable dans le sens CADIOM→CADSIG (figure 2.51).
FIGURE2.51 – Illustration du potentiel de récupération supplémentaire en lien à P2. Données horaires
P3 : Alors que la chaleur disponible aux Cheneviers excède la demande de CADIOM, la station d’échange fonctionne dans le sens CADSIG→CADIOM (figure 2.52).
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FIGURE2.52 – Illustration du potentiel de récupération supplémentaire en lien à P3. Données horaires
P4 : La chaleur fatale délivrée au réseau est inférieure à la consigne aux Cheneviers lorsque la demande de l’ensemble du réseau est supérieure à la chaleur disponible et que la station d’échange fonctionne dans le sens CADIOM→CADSIG (figure 2.53).
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FIGURE2.53 – Illustration du potentiel de récupération supplémentaire en lien à P4. Données horaires
P5 : Le réseau CADSIG n’est pas entièrement alimenté par de la chaleur fatale alors que la chaleur disponible aux Cheneviers est supérieure à la demande de l’ensemble des réseaux (figure 2.54).
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FIGURE2.54 – Illustration du potentiel de récupération supplémentaire en lien à P5. Données horaires
Les potentiels d’optimisation liés aux différentes configurations évoquées ci-dessus ont été quantifiés à partir d’un calcul effectué sur un pas de temps horaire (équations en annexe F, p.225).
En quantité de chaleur annuelle, le potentiel d’optimisation le plus important se présente principale-ment en période estivale (P5), puisque 12.9 GWh auraient pu être transférés sur CADSIG lors de périodes où la chaleur disponible aux Cheneviers excédait la demande thermique totale des deux ré-seaux (figure 2.55). Pris individuellement, les autres potentiels d’optimisation (P1, P2, P3 et P4) sont certes moins importants, mais ils représentent tout de même plus de 21.7 GWh une fois cumulés.
6.7
1 731 1461 2191 2921 3651 4381 5111 5841 6571 7301 8031
Puissance [MW]
P1 P2 P3 P4 P5
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FIGURE2.55 – Décomposition du potentiel d’optimisation de la récupération de chaleur fatale sur l’année 2013-14. Don-nées horaires (gauche) et annuelles (droite)
La figure 2.56 illustre les puissances réelles transférées dans un sens ou dans l’autre à la station d’échange, avec, en traitillé, la consigne de puissance maximale qui limite le transfert de chaleur. La surface rouge représente la chaleur fatale supplémentaire potentiellement transférable sur le réseau CADSIG. Ce graphique met en évidence le fait que la consigne de puissance maximale est ajustée manuellement et qu’à certaines périodes de l’année, celle-ci limite le transfert de chaleur (P2). Cela arrive principalement en hiver, lorsque cette consigne est abaissée et qu’il ne fait pas très froid.
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1 731 1461 2191 2921 3651 4381 5111 5841 6571 7301 8031
Puissance [MW]
Transfert de chaleur fatale supplémentaire potentiel Transfert CADSIG -> CADIOM
Transfert CADIOM -> CADSIG Limitation consigne STECH
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FIGURE2.56 – Transfert de chaleur, transfert potentiel et consigne de limitation de puissance à la station d’échange durant l’année 2013-14. Données horaires
Les potentiels d’optimisation présentés ci-dessus sont principalement liés au fonctionnement et à la régulation de la station d’échange. La récupération de chaleur fatale peut aussi être améliorée via une optimisation du côté de la production, c’est-à-dire à l’usine des Cheneviers. En temps normal, la
régulation limite à 45 MW la puissance thermique maximale disponible pour les réseaux thermiques.
Au-delà de ces 45 MW, la production électrique est en effet davantage dégradée (SIG, communi-cations personnelles). Certaines optimisations techniques permettraient probablement d’augmenter cette puissance maximale d’environ 5-7 MW.
Premièrement, le soutirage de vapeur basse pression sur la TG2 en parallèle de la TG3 n’est au-jourd’hui techniquement pas possible. De plus, la régulation du soutirage sur la TG2 n’existe pas. Le soutirage en parallèle sur les deux turbines permettrait de valoriser plus de chaleur. Deuxièmement, la régulation de la pression est faite en entrée de TG3, alors que la TG2 est fixe. L’inversion de cette logique de régulation permettrait également de récupérer quelques mégawatts supplémentaires. En-fin, cette limite à 45 MW inclue une marge pour garantir la fourniture de vapeur basse pression pour les besoins de l’usine. Une meilleure connaissance de cette demande interne permettrait de réduire cette marge. C’est ce qui est en train de se faire avec la pose de plusieurs débitmètres sur les différents postes de consommation de l’usine.
Avec la demande actuelle, le fait d’augmenter à 50 MW la puissance maximale disponible pour les réseaux lorsque l’usine fonctionne avec deux fours permettrait de récupérer environ 12 GWh/an supplémentaires. En passant à 52 MW, la récupération de chaleur fatale supplémentaire serait de 17 GWh/an. Cette augmentation de la récupération de chaleur se ferait alors principalement en hiver.
Une diminution des périodes de fonctionnement avec un four durant la période froide permettrait également de maximiser la récupération de chaleur. Cette volonté est en partie mise en œuvre actuellement (cf. 1.5.2, p.26), mais pourrait encore être améliorée. Elle reste toutefois contrainte par les possibilités effectives de stockage des déchets et les nécessités techniques et opérationnelles de l’usine (révisions et pannes).
Finalement, il réside également un potentiel de récupération de chaleur sur les fumées rejetées à hautes températures (180-190˚C) à l’usine d’incinération. Toutefois, comme l’UVTD actuelle devrait prochainement être remplacée par une nouvelle usine, l’installation de récupérateurs, relativement coûteuse, ne verra très probablement jamais le jour dans l’usine actuelle (SIG, communications per-sonnelles).