Simulation du Cycle de Brayton sur ASPEN HYSYS: Méthodes et Résultats

Abstract

Cette étude porte sur la simulation du cycle de Brayton, dans ses configurations simple et combinée, à l’aide du logiciel Aspen HYSYS, dans le cadre d’un système de cogénération produisant simultanément chaleur et électricité. Le cycle de Brayton, moteur thermodynamique fondé sur des transformations idéalisées (compression et expansion isentropiques), a été étudié en tenant compte des écarts au comportement théorique grâce à l’application d’un rendement isentropique réaliste de 85 %, représentatif des compresseurs industriels.L’approche adoptée combine modélisation théorique et simulation numérique afin d’analyser les performances énergétiques du cycle, en se concentrant sur des indicateurs clés tels que le rendement global, la consommation spécifique de carburant et les pertes de chaleur. Les résultats montrent que la version simple du cycle présente une efficacité limitée en raison de pertes thermiques importantes via les gaz d’échappement. En revanche, l’intégration d’un cycle combiné Brayton–Rankine avec un économiseur permet d’optimiser la récupération de chaleur, entraînant une amélioration de la puissance générée par la turbine à vapeur (+10 %) et une hausse de la production de vapeur (+9,7 %), tout en réduisant la consommation d’eau de refroidissement. Ces résultats soulignent le potentiel significatif de l’optimisation thermique pour améliorer la performance énergétique des installations industrielles.