Groupe électrogène
Un groupe électrogène est un dispositif autonome capable de produire de l'électricité. La plupart des groupes sont constitués d'un moteur thermique qui actionne un alternateur. Leur taille et leur poids peuvent varier de quelques kilogrammes à plusieurs dizaines de tonnes. La puissance d'un groupe électrogène s'exprime en VA (voltampère), kVA (kilo voltampère) ou MVA (méga voltampère) selon la puissance. Les unités les plus puissantes sont mues par des turbines à gaz ou de gros moteurs Diesel.
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Utilisation[modifier]
Les groupes électrogènes sont utilisés soit dans les zones que le réseau de distribution électrique ne dessert pas, soit pour pallier une éventuelle coupure d'alimentation électrique. Dans le deuxième cas, ils sont alors souvent utilisés en complément d'une alimentation sans interruption constituée d'une batterie d'accumulateurs qui alimente un onduleur. Ces dispositifs sont généralement utilisés dans des situations où l'interruption de l'alimentation électrique entraîne des conséquences graves ou des pertes financières, par exemple dans les hôpitaux, l'industrie, les aéroports, les centres informatiques, etc.
Fonctionnement[modifier]
Ils fonctionnent à partir de tous les carburants. Les plus fréquent sont l'essence, le gazole, le gaz naturel, le GPL, les biocarburants et pour les plus puissants le fioul lourd.
Le groupe peut être mis en fonctionnement de différentes manières : manuellement, électriquement ou grâce à l'air comprimé, selon la puissance.
Rendement[modifier]
Le rendement des groupes électrogènes croît avec leur puissance, mais reste limité au maximum que permet le cycle de Carnot, duquel doivent être soustraites les pertes mécaniques et électriques dans l'alternateur et la transmission. En particulier,les groupes de puissance modérée se caractérisent par un médiocre rendement et une consommation élevée.
Par exemple, pour un produit commercial qui délivre 5500 W, mû par un moteur à essence de 9,55 kW qui consomme environ 2,5 l de carburant à l'heure lorsqu'il est utilisé à 2/3 de sa puissance nominale (soit 3600 W) : compte tenu des pertes thermiques inévitables dans les moteurs à combustion interne, il en résulte un rendement n'excédant pas 16 % du pouvoir calorifique du carburant.
Régulation[modifier]
Un groupe électrogène moderne est équipé de deux régulations. La tension de sortie est stabilisée (par exemple : 230 V) par un dispositif électronique qui agit sur l'alternateur. La vitesse de rotation du moteur et donc de l'alternateur doit aussi rester constante afin de garantir la fréquence de la tension de sortie (50 Hz en Europe). Cette régulation se fait grâce à un dispositif centrifuge analogue au régulateur à boules de James Watt qui commande directement le carburateur ou de la pompe d'injection. Un dispositif à induction fondé sur les courants de Foucault tel que celui qui équipe les anciens indicateurs de vitesse des automobiles, ou un système électronique peuvent encore remplir cette fonction.
Technologie à onduleur[modifier]
Depuis une dizaine d'années, il existe un nouveau type de groupe électrogène (dit inverter) qui fonctionne de manière particulière ; alors que les groupes électrogènes classiques utilisent directement les sorties d'un alternateur monophasé ou triphasé synchrone pour produire de l'énergie, cette technologie utilise un onduleur alimenté par le groupe électrogène, utilisant un alternateur triphasé, à excitation variable commandée par un régulateur électronique. Ce régulateur est programmé pour produire l'excitation nécessaire afin de délivrer la puissance requise pour alimenter l'onduleur. Le courant triphasé produit est redressé en courant continu puis transformé en courant alternatif par l'onduleur. Cette technique présente plusieurs avantages par rapport aux générateurs classiques :
- la fréquence et la tension du courant de sortie du groupe ne sont plus dépendantes du régime du moteur, ce qui lui permet de tourner à régime ralenti, si la puissance demandée est faible, ce qui réduit la consommation de carburant et le bruit ;
- si nécessaire, une batterie tampon fournit la puissance requise en cas d'augmentation brutale de la demande en électricité[1] ;
- la fréquence et la tension de sortie sont beaucoup plus précises (ajustée des milliers de fois par seconde par le microprocesseur, dans le cas d'une régulation numérique, de l'ordre de la seconde pour une régulation mécanique simple) ;
- diminution drastique du bruit d'opération, surtout lorsque la demande est faible ;
- fonctionnement sécuritaire pour les appareils électrique sensibles, tel que les ordinateurs mais surtout les appareils médicaux et les instruments de précisions.
Pollution, santé et sécurité[modifier]
Les groupes électrogènes produisent du dioxyde de carbone, un gaz asphyxiant, ainsi que du monoxyde de carbone, extrêmement toxique et de plus quasi indétectable. Même en bon état et placés dans une pièce aérée comme un garage, mais attenante à une partie de logement occupée, ils peuvent être la cause d'intoxications mortelles[2].
Les groupes électrogènes fonctionnant avec un moteur Diesel produisent aussi des particules qui sont nocives pour les voies respiratoires.
Le fonctionnement d'un groupe électrogène peut poser des problèmes sur la qualité de l'eau et de l'air, ainsi que des nuisances sonores, donc dégrader les conditions de vie à son alentour[3].
Notes et références[modifier]
- Dans un un onduleur classique (sans batterie) l'augmentation de puissance du moteur à combustion interne ne pouvant pas être instantanée, le régime moteur varie, donc la fréquence et la tension de sortie, ne sont pas stables ce qui peut être très préjudiciables pour certains appareils, en particulier électroniques.
- Sandrine Blanchard, « Les groupes électrogènes à l'origine d'intoxications », Le Monde, 9 janvier 2008.
- Les liens entre les groupes électrogènes et la protection de l’environnement, sur hqe.guidenr.fr, GUIDEnR HQE, l'information Haute Qualité Environnementale. Consulté le 29 septembre 2012.
