Base de connaissances
En bref
Un moteur bicarburant ou prêt pour l’hydrogène peut fonctionner avec plus d’un combustible, et la façon dont sa chaleur se répartit entre la chemise, l’air de suralimentation et l’huile peut changer selon le combustible. Le radiateur doit donc couvrir chaque mode dans lequel le moteur peut fonctionner, et pas seulement le mode habituel. Pour un moteur qui sera converti à l’hydrogène plus tard, l’installation de refroidissement gagne à être prévue en tenant compte de cette étape, afin que le radiateur ne devienne pas la raison du retard de la conversion.
De plus en plus de demandes pour des centrales à moteurs à gaz comportent désormais une ligne succincte dans le cahier des charges : le moteur est prêt pour l’hydrogène, ou l’installation doit pouvoir changer de combustible. Pour le radiateur, cette ligne compte plus qu’il n’y paraît. La fiche technique du moteur que la plupart des acheteurs transmettent couvre un seul combustible à une seule charge, et l’installation de refroidissement conçue à partir de celle-ci couvre bien ce cas. Ce guide explique simplement pourquoi un moteur capable de brûler plus d’un combustible demande un peu plus à son installation de refroidissement, et quelles informations aident le constructeur à bien la dimensionner dès la première fois.
Ce que signifient ces appellations
Un moteur bicarburant fonctionne au gaz avec une petite quantité de combustible liquide pour l’allumage, et il peut généralement basculer sur le combustible liquide seul lorsque l’alimentation en gaz est coupée. Les navires, les réseaux insulaires et les installations dont l’alimentation en gaz n’est pas fiable les utilisent précisément pour cette raison. Un moteur prêt pour l’hydrogène est un moteur à gaz qui peut accepter une part d’hydrogène mélangée à son gaz naturel, ou qui a été préparé pour être converti à un fonctionnement avec davantage d’hydrogène à une date ultérieure.
Le mot « prêt » est employé de façon approximative sur le marché. Pour un moteur, il signifie qu’il fonctionne aujourd’hui avec un mélange ; pour un autre, qu’un jeu de pièces sera remplacé lors d’une future révision. Les documents du constructeur du moteur indiquent lequel des deux est le cas, et c’est la première chose que nous demandons à voir.
Pourquoi le combustible modifie la charge de refroidissement
Un moteur transforme une partie de son combustible en puissance et le reste en chaleur, qui s’évacue par les gaz d’échappement, l’eau de chemise, l’air de suralimentation et l’huile. La part de chacun n’est pas fixe : elle dépend de la façon dont le combustible brûle, de l’air fourni au moteur et du réglage du moteur pour ce combustible. Si l’on change de combustible, la répartition se déplace, tantôt vers la chemise, tantôt vers l’air de suralimentation.
L’hydrogène brûle plus vite et s’enflamme plus facilement que le gaz naturel ; les moteurs qui l’utilisent sont donc réglés pour maintenir une combustion calme, et un air de suralimentation plus froid est l’un des moyens d’y parvenir. Sur un moteur bicarburant, le mode combustible liquide et le mode gaz ont chacun leur propre bilan thermique, et le moteur peut aussi être autorisé à une puissance différente dans chacun. Le radiateur voit tout cela comme des charges différentes sur les mêmes circuits.
Chaque mode doit être couvert
L’installation de refroidissement ne peut pas choisir le mode de fonctionnement du moteur pour l’après-midi la plus chaude de l’année. Si l’alimentation en gaz tombe en été et que le moteur bascule sur le combustible liquide, le radiateur doit assumer ce cas à ce moment précis. Il en va de même pour un moteur qui fonctionne au mélange hydrogène certains mois et au gaz naturel les autres. La conception est donc vérifiée pour chaque mode dans lequel le moteur peut fonctionner, et c’est le mode le plus exigeant qui détermine chaque circuit.
C’est là que la plupart des premières demandes sont insuffisantes : seul le combustible principal est transmis. Demandez au constructeur du moteur les données thermiques de chaque mode, ou une déclaration indiquant que les circuits restent identiques, et joignez les deux à la demande. Cela demande une journée au départ et évite une refonte plus tard.
Prévoir dès maintenant une conversion ultérieure
Un moteur acheté comme prêt pour l’hydrogène peut fonctionner au gaz naturel pendant des années avant l’arrivée de l’hydrogène. Le radiateur sera en général toujours en place le jour de la conversion, et il ne doit pas être l’élément qui la retarde. Lorsque les données futures sont déjà connues, le radiateur peut être conçu pour les deux cas dès le départ. Lorsqu’elles ne le sont pas encore, il est utile de réserver de la place et des raccordements sur le site, afin qu’une section de batterie ou une unité puisse être ajoutée sans déplacer le reste de l’installation.
Les sites qui manipulent de l’hydrogène peuvent aussi comporter des zones où les équipements électriques doivent respecter des règles de protection contre les explosions. Si le radiateur, ses ventilateurs ou leur câblage se trouvent dans une telle zone ou à proximité, le constructeur doit le savoir avant le choix des moteurs de ventilateurs.
TECS Engineering conçoit et construit des radiateurs et des radiateurs BT/HT pour moteurs à gaz, bicarburant et diesel. Transmettez les données moteur de chaque mode de combustible et les conditions du site, et TECS effectue le calcul pour chaque cas dans lequel le moteur peut fonctionner.
En bref
- Les moteurs bicarburant fonctionnent au gaz et peuvent basculer sur le combustible liquide
- Prêt pour l’hydrogène peut signifier un mélange aujourd’hui, ou une conversion lors d’une révision ultérieure
- La répartition de la chaleur entre la chemise, l’air de suralimentation et l’huile peut changer selon le combustible
- Le radiateur doit couvrir chaque mode, y compris la journée la plus chaude dans le mode le plus exigeant
- Pour une conversion ultérieure à l’hydrogène, prévoir dès maintenant l’installation de refroidissement et l’espace sur le site
- Les sites hydrogène peuvent imposer des règles de protection contre les explosions pour les ventilateurs et le câblage
Ce qu'il faut joindre à votre demande
- Marque et modèle du moteur, et les combustibles qu’il peut utiliser
- Fiche technique du moteur pour chaque mode de combustible, ou charge thermique, débit et températures de chaque circuit pour chaque mode
- Si une conversion à l’hydrogène est prévue, et les données moteur après celle-ci si elles sont connues
- Température ambiante du site le jour le plus chaud, altitude et type d’air sur le site
- Toute zone du site soumise à des règles de protection contre les explosions à proximité du radiateur
- Limite de bruit, alimentation des ventilateurs et espace disponible pour le radiateur
Les questions qu'on nous pose souvent
Un moteur prêt pour l’hydrogène a-t-il besoin d’un radiateur différent ?
Pas toujours un autre, mais un radiateur vérifié à partir des données moteur pour l’hydrogène comme pour le gaz naturel. La répartition de la chaleur entre les circuits peut changer selon le combustible, et le radiateur doit couvrir les deux cas.
Que signifie le fonctionnement bicarburant pour le système de refroidissement ?
Le moteur dispose d’un mode gaz et d’un mode combustible liquide, chacun avec son propre bilan thermique. Le radiateur est conçu pour assumer le plus exigeant des deux le jour le plus chaud.
Un radiateur existant peut-il être conservé lorsque le moteur est converti à l’hydrogène ?
Parfois. Cela dépend de la façon dont les données moteur évoluent après la conversion. Transmettez les données de l’ancien radiateur et les nouvelles données moteur, et l’unité existante peut être vérifiée avant que quoi que ce soit ne soit remplacé.
Quelles données moteur dois-je demander au constructeur ?
La charge thermique, le débit et les températures de chaque circuit de refroidissement pour chaque combustible que le moteur peut utiliser, ou une déclaration indiquant qu’ils ne changent pas d’un mode à l’autre.
Un site hydrogène modifie-t-il les moteurs des ventilateurs ?
Oui, cela peut arriver. Si le radiateur se trouve dans une zone soumise à des règles de protection contre les explosions ou à proximité, les moteurs des ventilateurs et le câblage doivent y répondre ; la classification du site doit donc figurer dans la demande.
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