Methane number Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) ou le pouvoir calorifique supérieur (PCS) d’un gaz est un important critère à considérer lorsque l’on doit choisir un moteur à gaz ou une centrale CHP. Le rendement des moteurs à gaz est généralement établi sur la base du PCI du gaz.
Chaque fois qu’un combustible hydrocarboné est brûlé un des produits résultant de sa combustion est l’eau. La quantité d’eau produite dépend de la quantité d’hydrogène contenue dans le combustible. A cause des températures très élevées de combustion, cette eau prend la forme de vapeur qui emmagasine une petite fraction de l’énergie libérée pendant la combustion comme chaleur latente de vaporisation ; en termes plus simples, c’est l’énergie thermique emmagasinée sous forme “d’état” vaporeux de l’eau.
La quantité totale de chaleur libérée pendant la combustion d’une unité de combustible, le PCS ou VCS (valeur calorifique supérieure), comprend la chaleur latente emmagasinée dans l’eau sous forme de vapeur. Dans certaines applications, il est possible de condenser cette vapeur à nouveau sous son état liquide et “récupérer” une proportion de cette énergie. Cependant, les températures d’échappement du moteur sont supérieures à celles à laquelle la vapeur d’eau se condense, et donc la vapeur “s’échappe” avec les gaz d’échappement transportant avec elle l’énergie emmagasinée.
La quantité de chaleur disponible d’un combustible après la chaleur latente de vaporisation, la CLV ou PLP, est déduite du PCS, et c’est ce que l’on retrouve lorsque le combustible est brûlé dans un moteur. L’apport d’énergie dans un moteur à gaz doit être défini à l’aide du PCI du combustible.
Les fournisseurs de combustibles communiquent habituellement le PCS et ce sera cette mesure qui sera utilisée lorsque les charges unitaires de kWh sont appliquées au combustible. Dans le cas du gaz naturel, le rapport du PCS au PCI est approximativement de 1.108 :1. D’où, lorsqu’on effectue une analyse coûts – bénéfices pour une application CHP, c’est le chiffre PCS qui doit être utilisé.
Le PCI d’un combustible détermine le taux de débit du combustible qui est requis lorsqu’il est injecté dans le moteur parce que l’apport total de la quantité d’énergie nécessaire au moteur pour produire une quantité d’énergie spécifique doit être défini et fixé. Ainsi le taux de débit du gaz doit être tel qu’il puisse fournir l’apport d’énergie requis.
Le PCI d’un combustible est normalement communiqué à l’aide des unités de kWh/Nm3 et par conséquent, si l’apport d’énergie injectée dans le moteur est connu, le taux de débit du gaz en m3/heure pourra facilement être calculé.
