Evaluation environnementale et technico-économique du cycle de vie de la combustion du gaz naturel et propositions d'améliorations techniques

par Cristian-Florian Dinca

Thèse de doctorat en Sciences et techniques du déchet

Sous la direction de Patrick Rousseaux et de Adrian Badea.

Soutenue en 2006

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Cette thèse de doctorat, a consisté, dans une première partie, à analyser les impacts environnementaux du cycle de vie du gaz naturel, à savoir depuis son extraction jusqu’à son utilisation pour produire de l’énergie électrique et thermique. Le but est d’identifier les points forts et les points faibles tout au long du cycle de vie du gaz naturel en vue d’améliorer l’impact global sur l’environnement. On a pu ainsi identifié les principaux polluants générés à chaque étape du cycle de vie du gaz naturel et les étapes qui ont les plus grands impacts environnementaux. Dans une deuxième partie, nous avons comparé, d’un point de vue technico-économique et environnemental, 7 scénarios de production d’énergie à partir du gaz naturel : 6 scénarios de cogénération (turbine à vapeur à condensation avec soutirage, turbine à vapeur à contre-pression, turbine à gaz sans postcombustion, turbine à gaz avec postcombustion, moteur à gaz et cycle combiné gaz vapeur) et 1 scénario de production séparée d’énergie électrique et thermique. A l’aide d’une méthode d’analyse multicritère appropriée et après avoir réaliser une interface dans l’environnement DELPHI, nous avons alors identifié, selon nos critères et par rapport au contexte roumain, le scénario énergétique le plus compatible avec le principe de Développement durable. Enfin, dans une troisième partie, nous avons étudié deux techniques pour réduire les émissions de NOx à l’étape de combustion du gaz naturel. La première technique consiste à réduire les émissions de NOx par recirculation des fumées. La deuxième technique consiste à injecter de l’ammoniac dans la flamme, à la base de la flamme et dans l’air de combustion. Pour les deux techniques, la réduction de polluants a été mise en évidence et quantifiée expérimentalement.

  • Titre traduit

    = The life cycle environmental evaluation of the natural gas combustion and technical improvements


  • Résumé

    This thesis report is structured in three parts. The first part consists to analyze the environmental impacts of natural gas life cycle, from extraction until utilization in order to produce electrical and thermal energy. The main purpose of this part is to identify the strong and the weak points for each stage of natural gas life cycle to improve the global environmental impact. Also, the main pollutants produced can be identified for each stage of natural gas and stages which have the most significant environmental impact. In the second part, seven scenarios of electrical and thermal energy production from natural gas are compared according to technical, economical and environmental criteria : six cogeneration scenarios (1- a bleeder condensation steam turbine; 2- a back pressure steam turbine; 3- a gas turbine with heat recovery and without post combustion; 4- a gas turbine with heat recovery and post combustion; 5- a thermal engine with heat recovery and without post combustion; 6- a combined cycle power plant) and one scenario for separated production of electricity and thermal energy. We identified the most compatible energetically solution with the Sustainable Development principle, in the Romanian context, according to our technical, economical and environmental criteria, by using a multicriteria method and a program made with the help of DELPHI software. At the end, in the third part it was studied two methods to reduce NOx emissions in the natural gas combustion stage. The first method consists in the reduction of NOx emissions using flue gas recirculation. The second method uses ammonia injection in different points of the furnace in order to reduce the NOx emissions. In both methods the reduction of NOx emissions was experimentally accentuated and quantified.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (227 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 220-227. Glossaire

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3153)

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06 ISAL 0102
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