Brevet FR2590319A1 — publié le 19870522

L'invention concerne un procédé de production d'énergie mécanique ou d'électricité dans lequel une turbine à gaz est utilisée pour la conversion de l'énergie chimique contenue dans un combustible. Lorsqu'un fluide de travail est utilisé dans un moteur pour produire de l'énergie mécanique ou de l'électricité à partir d'énergie chimique contenue dans un combustible, le fluide de travail est mis sous pression et, après la combustion du combustible, l'énergie ainsi libérée par le combustible est absorbée sous forme de chaleur par le fluide de travail. Ce dernier ayant absorbé l'énergie est ensuite détendu pour produire de l'énergie mécanique qui peut à son tour être utilisée pour entraîner une génératrice afin de produire de l'énergie électrique. L'énergie non convertie est rejetée à l'échappement sous forme de chaleur dont seule une partie peut être récupérée et utilisée. Le rendement du moteur est au maximum lorsque la température du fluide de travail entrant dans l'étage de détente est également au maximum. Dans le cas de turbines à gaz, une compression d'air est utilisée pour l'étape de mise sous pression et la combustion directe du combustible dans l'air comprimé constitue l'étape d'addition d'énergie. La détente qui a lieu dans la turbine produit l'énergie mécanique et la chaleur non convertie est évacuée par l'échappement de la turbine. Le rendement de la turbine à gaz est au maximum lorsque la température de combustion est elle-même au maximum et ceci se produit lorsque le combustible est brûlé en présence d'air comprimé, dans des conditions stoechiométriques, c'est-à-dire lorsque l'air présent est suffisant pour une combustion complète, mais sans excès. Lorsqu'une huile combustible est brûlée avec de l'air dans des conditions stoechiométriques, la température résultante est cependant d'environ 2200 C, ce qui dépasse les limites métallurgiques de la turbine. En conséquence, il est nécessaire d'utiliser dans l'étape de combustion un excédent d'air important qui se comporte comme un diluant thermique et réduit à environ 11000C la température des produits de combustion. La nécessité d'utiliser un large excédent d'air sous pression impose à son tour une charge parasite importante au système, car la compression de l'air demande de l'énergie mécanique et réduit donc la puissance nette produite par le système ainsi que le rendement global de ce système. Un autre inconvénient des cycles des turbines a gaz existantes est que l'étape de mise sous pression demande une compression de l'air. La compression d'un gaz est très inefficace, car il faut de l'énergie mécanique qui est la forme d'énergie la plus élevée et qui se degrade en énergie thermique. L'énergie mécanique demandée pour comprimer l'air pourrait être réduite par l'utilisation d'un refroidissement intermédiaire, c'est-à-dire par abaissement de la température de l'air comprimé entre les étapes successives d'un processus de compression à étapes multiples. Cependant, du point de vue du rendement global du cycle, un refroidissement intermédiaire peut être utilisé avantageusement si la chaleur éliminée de l'air comprimé dans le refroidisseur intermédiaire peut être efficacement récupérée et utilisée.Si la totalité de la chaleur est simplement rejetée à l'atmosphère, le rendement global du cycle est en fait abaissé, car il en résulte la consommation d'une plus grande quantité de combustible pour compenser l'énergie perdue dans le refroidisseur intermédiaire. Par conséquent, au lieu de rejeter simplement la chaleur, en pratique industrielle, on a toléré la demande d'une puissance élevée pour le compresseur tout en retenant la chaleur dans le courant d'air comprimé. Même en tenant compte des limitations indiquees ci-dessus, il est très souhaitable d'utiliser un moteur à turbine à gaz, car un tel moteur est celui qui, parmi les moteurs qui utilisent un fluide de travail pour convertir de l'énergie chimique, contenue dans un combustible, en énergie mécanique, est capable de travailler à la température la plus élevée. Cependant, en raison de la température élevée de l'échappement qui est propre à un moteur à turbine à gaz, le rendement du cycle est limité et, en conséquence, l'échappement du moteur est utilisé comme source de chaleur pour actionner un autre moteur tel qu'une turbine à vapeur afin d'accroître le rendement global de l'utilisation du combustible. Un tel système. est appelé un système à cycles combinés et est largement utilisé dans l'industrie. Une autre utilisation de l'énergie contenue dans l'échappement de la turbine à gaz consiste à produire de la vapeur surchauffée qui est réinjectée dans le brûleur de la turbine à gaz comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 3 978 661. Un autre procédé consiste à réchauffer l'air sortant du compresseur en utilisant l'échappement du moteur et à utiliser simultanément le refroidissement intermédiaire pendant la compression (voir Kent's Mechanical Engineers Handbook, 1950). Ces sytèmes présentent des rendements globaux plus élevés par rapport à l'utilisation de l'énergie chimique contenue dans le combustible mais, comme expliqué ci-après, ils sont, de par leur nature, moins efficaces que le procédé de la présente invention. Un cycle combiné ne peut tirer totalement avantage du refroidissement intermédiaire du compresseur d'air, car la température de la chaleur rejetée dans le refroidisseur intermédiaire du compresseur d'air est trop basse pour être récupérée pour une utilisation efficace telle que la génération de vapeur. Une petite partie de cette chaleur peut être récupérée pour le préchauffage de l'eau d'alimentation d'une chaudière comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 3 335 565, mais il en résulte le rejet d'une plus grande quantité de chaleur dans les gaz de cheminée et un accroissement net de la récupération de chaleur ou du rendement du cycle qui, s'il existe, est faible. Récemment, l'injection directe d'eau dans le courant d'air a été proposée à titre de refroidissement intermédiaire. Cependant, ce processus présente deux inconvénients. Le premier est que la température de l'air à la sortie de l'étape de refroidissement intermédiaire est limitée par le point de rosée de l'air saturé. De plus, sous l'effet de l'injection directe d'eau dans l'air à l'intérieur du refroidisseur intermédiaire, la vapeur d'eau ajoutée, qui sert de diluant thermique, doit être comprimée dans les étages successifs suivant le refroidisseur intermédiaire, ce qui interdit de bénéficier pleinement de l'avantage de la substitution de la vapeur d'eau en tant que moyen pour économiser l'énergie de compression. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 2 869 324 décrit l'évaporation de l'eau dans l'air comprimé après préchauffage à la fois de l'air et de l'eau. Cependant, ce moyen d'évaporation exige un niveau de température plus élevé pour charger utilement en humidité l'air, car l'air et l'eau quittent l'évaporateur en équilibre l'un par rapport à l'autre. Ce procédé d'évaporation de l'eau est moins efficace que la présente invention qui peut utiliser avantageusement l'air entrant dans le saturateur à de basses températures. Le cycle de la vapeur d'eau présente une haute irréversibilité qui lui est propre car l'évaporation de l'eau (génération de vapeur) se produit à une température constante, tandis que le dégagement de cha leur se produit à des températures variables. Le diagramme de la figure 4 des dessins annexés décrits ciaprès montre la courbe de dégagement de chaleur (a) et la ligne d'évaporation d'eau (b) pour une irréversi bilité minimale par rapport à la ligne (c) d'évaporation d'eau (génération de vapeur). Comme on peut le voir sur le diagramme, dans la génération de vapeur d'eau, il est impossible de maintenir une faible différence de température entre la source de chaleur et le fluide absorbant la chaleur et ceci conduit à donner au système une irréversibilité élevée et donc un rendement plus faible. Une centrale à cycle combiné est également coûteuse car elle demande une turbogénératrice à vapeur supplémentaire, des collecteurs de vapeur, un condenseur à surface destiné à condenser la vapeur d'eau d'échappement de la turbine, et des tours de refroidissement destinées à rejeter à l'atmosphère la chaleur provenant du condenseur à surface. Un cycle à injection de vapeur d'eau ne peut tirer totalement avantage du refroidissement intermédiaire du compresseur d'air pour les mêmes raisons que celles indiquées pour un cycle combiné. De plus, ce cycle implique la génération de vapeur d'eau et présente donc la même irréversibilité que celle décrite pour un cycle combiné, bien que la turbogénérarice de vapeur, le condenseur à surface et les tours de refroidissement soient supprimés et que la charge parasite de compression d'air soit réduite du fait du déplacement d'une certaine partie de l'air avec de la vapeur d'eau. Ceci constitue un perfectionnement apporté au cycle a injection d'eau décrit dansle rapport NASA N" TR-981, intitulé "Theoretical Analysis of Various Thrust - Augumentation Cycles for Turbojet Engines", de B. L.Lundin, 1950, où de l'eau est injectée directement à l'état liquide dans le brûleur. L'eau injectée déplace une certaine partie de l'air de dilution, mais il est associé à ce processus une irréversibilité énorme. L'évaporation de l'eau à l'état liquide dans le brûleur utilise une partie de l'énergie du combustible à la température la plus élevée, ce qui a pour résultat une diminution globale du rendement. De plus, dans le cycle à injection d'eau, la chaleur disponible à l'échappement de la turbine reste encore à utiliser. La chaleur utilisée pour la génération de vapeur d'eau dans un cycle à injection de vapeur est d'une qualité, c'est-à-dire d'un niveau de température très supérieure à celle souhaitable. Par exemple, en général, dans le cas d'une turbine à gaz travaillant à un rapport de pression de 11, la pression absolue de vapeur demandée pour l'injection doit être d'au moins 1400 kPa. La température correspondante de saturation de la vapeur est de 194"C. Ceci demande de disposer d'une source de chaleur présentant des températures beaucoup plus élevées et on ne peut utiliser la chaleur, sans resserrements déraisonnables de température, que jusqu'à 216"C. Le cycle régénérateur à refroidissement intermédiaire utilise un refroidissement intermédiaire pendant l'étape de compression d'air et l'air comprimé est réchauffé avec l'échappement de la turbine avant d'arriver au brûleur. Le taux optimal de pression pour ce cycle est d'environ 6 à 7. La -chaleur dégagée dans le refroidisseur intermédiaire est perdue en totalité à l'atmosphère. De plus, la température du gaz sortant du réchauffeur d'air est d'environ -2600C et la chaleur contenue dans ces gaz est perdue en totalité. Tout le diluant thermique est comprimé, ce qui a pour résultat une charge parasite importante et, par conséquent, donne un mauvais rendement global au système. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 2 186 706 décrit le remplacement d'une partie de l'air de combustion par de la vapeur d'eau obtenue par mise en contact directe de l'air comprimé avec de l'eau chauffée dans une opération d'humidification. La chaleur demandée pour cette opération d'humidification est fournie par des refroidisseurs intermédiaires dans le compresseur d'air. L'eau d'appoint pour le système prélève une quantité supplémentaire de chaleur à l'échappement de la turbine à gaz. L'effet net d'un tel système est une réduction de la charge parasite de la compression d'air et donc une augmentation du rendement du cycle. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 4 537 023 décrit un système similaire à celui du brevet N" 2 186 706 précité, dans lequel un refroidisseur complémentaire est utilisé pour le compresseur d'air. Le refroidisseur complémentaire réduit la température de l'eau sortant de l'humidificateur, ce qui, par suite, permet de récupérer davantage de chaleur de niveau inférieur. La diminution du débit calorifique résultant de l'addition du refroidisseur complémentaire est d'environ 1,4 % sur la base des données présentées dans le brevet N" 4 537 023 précité. Les deux systèmes décrits dans les brevets N" 2 186 706 et N" 4 537 023 précités rejettent de la chaleur provenant du cycle dans les gaz de cheminée. Le rejet de chaleur est une conséquence de la deuxième loi de la thermodynamique et tout cycle d'énergie convertissant de la chaleur en puissance doit rejeter une certaine quantité de chaleur. Pour améliorer le rendement du cycle, il est non seulement important de minimiser la quantité de chaleur rejetée, mais également de minimiser la température à laquelle la chaleur est rejetée. Dans les deux systèmes des brevets précités, la qualité de la chaleur rejetée dépend uniquement de la température de la cheminée, ce qui limite le rendement du cycle. L'invention propose un procédé de production d'énergie mécanique ou d'électricité à partir d'un combustible en utilisant une turbine à gaz dans laquelle une partie ou la totalité de l'air excédentaire, utilisé comme diluant thermique et fluide de travail, est remplacée par de la vapeur d'eau.-La vapeur d'eau est introduite dans le système d'une manière très efficace, par pompage sous la forme d'un liquide suivi d'une évaporation à basse température. Le pompage d'un liquide demande très peu d'énergie mécanique comparée à la compression d'un gaz (air). De plus, l'évaporation de l'eau s'effectue à l'aide d'un faible niveau de chaleur, au cours d'une opération d'humidification à contre-courant multiétagée.L'humidification en étiages multiples permet à la température de l'air comprimé de suivre étroitement les températures du milieu chauffant, ce qui minimise les irréversibilités thermodynamiques. Le procédé de la présente invention s'efforce de minimiser simultanément la quantité et la qualité des rejets de chaleur, et il en résulte donc une amélioration notable du rendement thermique du cycle. De la chaleur de faible niveau est rejetée de l'air comprimé pendant le refroidissement intermédiaire et juste avant l'humidification. Le produit de la qualité et de la quantité de chaleur rejetée de cette manière est inférieur à celui de la chaleur rejetée par les gaz de cheminée. Ceci peut être obtenu au moyen de refroidisseurs à air, d'échangeurs à eau de refroidissement ou d'un circuit de réfrigération. Le procédé de la présente invention réduit aussi la charge parasite constituée par la compression de l'air de dilution et établit un cycle de production d'énergie d'un rendement thermique plus élevé. L'humidifi cation de l'air comprimé conduit également à une réduction des émissions d'oxydes d'azote, ce qui est évidemment un avantage primordial pour l'environnement. L'invention prévoit également le moyen d'humidifier l'air comprimé d'une manière efficace du point de vue thermodynamique, par contact direct de l'air comprimé dans un saturateur, ce qui permet à l'air d'être humidifié avec de l'eau relativement froide sans nécessiter la mise en oeuvre d'une chaudière à vapeur d'eau. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est un schéma illustrant le procédé selon l'invention qui utilise des variantes du mode de rejet de chaleur de niveau bas les figures 2 et 3 sont des graphiques montrant l'effet du taux de pression sur le rendement du cycle et l'effet de la température de l'air arrivant à l'humidificateur sur le rendement du cycle ; et la figure 4 est un diagramme (travail thermique cumulé-temperature) montrant la courbe de dégagement de chaleur et la ligne d'évaporation d'eau. En référence à la figure 1, l'air passant dans une conduite 1 est introduit dans le premier étage d'un compresseur d'air à deux étages 2 et 3 raccordés axialement l'un à l'autre en 4. L'air comprimé sortant du premier etage du compresseur 2 par une conduite 5 est à une température d'environ 150 à 205"C et il passe à travers des échangeurs de chaleur 6 et 38 où il subit un échange de chaleur avec de l'eau s'écoulant dans des conduites 7 et 32 (en provenant d'une pompe 33). La température de l'air comprimé est donc abaissée à une valeur d'environ 4,5 à 1200C, généralement environ 21 à 60"C, et l'air arrive ensuite par une conduite 8 au second étage 3 du compresseur d'air. Un rejet de chaleur se produit dans l'échan- geur 35 à l'intérieur duquel de l'air comprimé provenant du refroidisseur complémentaire 11 effectue un échange de chaleur avec de l'eau pour élever la température de l'eau, après quoi l'air comprimé refroidi est introduit dans la section inférieure du saturateur 15. L'air comprimé sortant du compresseur d'air par une conduite 10-- est à une température d'environ 150 à 205 C et il passe à travers l'échangeur de chaleur 71 où il échange de la chaleur avec l'eau s'écoulant. dans une conduite 12. La température de l'air comprimé est donc abaissée à une valeur d'environ 4,5 Aeinon12O, généralement environ 45 à 95 C. Des moyens peuvent également être prévus pour rejeter de la chaleur dans un échangeur 37 dans lequel de l'air comprimé provenant du refroidisseur intermédiaire échange de la chaleur avec de l'eau de refroidissement ou un fluide réfrigérant avant d'arriver dans l'étage II du compresseur à étages multiples. Dans cette forme de réalisation, l'eau d'appoint est chauffée par échange de chaleur dans un échangeur 38 avant de s'associer 9 l'eau passant dans la conduite 7 et de passer dans le refroidisseur intermédiaire 6. Après avoir échangé de la chaleur dans l'échangeur 6, l'eau de la conduite 7 est introduite dans la partie supérieure d'un saturateur 15 à une température d'environ15Oàmvirm2O5.A l'intérieur du saturateur, l'air et l'eau sont mis en contact à contre-courant dans plusieurs étages, ce qui améliore le rendement thermodynamique. La pression de travail du saturateur est d'environ 1400 àenvincn42aet la température de l'eau est d'environ 150 à envion 205 C. L'eu restant après vaporisation est éliminée du fond du saturateur 15 par une conduite 16 et refoulée par une pompe 17 et une conduite 19 vers la conduite 7 et l'échangeur de chaleur 6 ou vers la conduite 12 et l'échangeur de chaleur 11, comme souhaité. L'air humidifié sort du saturateur 15 par une conduite 20 sous la forme d'air essentiellement saturé, à une température d'environ 120 à -envincn 1759C, et il passe dans une unité 21 de récupération de chaleur ou. il échange de la chaleur avec l'échappement de la turbine 22 afin de réchauffer l'air saturé avant son arrivée au brûleur 24. Le combustible destiné à être brûlé est introduit par une conduite 25 et les produits gazeux de combustion sortent par une conduite 26 afin d'entraîner la turbine 22. La turbine est reliée axialement, en 4, au compresseur d'air ainsi qu'à un générateur 30 pour la production d'énergie électrique.Bien que le compresseur, la turbine et le générateur soient décrits et illustrés comme étant montés sur un axe unique, il convient de noter que d'autres agencements peuvent être utilisés, ainsi qu'il est évident à l'homme de l'art. L'échappement chaud de la turbine à gaz passe à l'intérieur de l'unité 21 de récupération de chaleur en échangeant de la chaleur avec l'eau pour porter cette derniere à la température appropriée à une humidification dans le saturateur 15, comme illustré. Par conséquent, l'eau s'écoulant par une conduite 31 peut être dirigée par celle-ci vers l'unité de récupération de chaleur, comme illustré. De plus, de l'eau d'appoint peut évidemment être ajoutée par une conduite 32 au moyen d'une pompe 33 si cela est nécessaire pour maintenir la quantité d'eau nécessaire. Le procédé de l'invention est représenté comme exécutant un cycle autonome de génération d'énergie. Si cela est souhaité, ce procédé peut être intégré à d'autres installations de traitement pour optimiser davantage la conversion de l'énergie. Dans une configura tion en cogénération, une partie de l'échappement chaud de la turbine est utilisée pour produire de la vapeur d'eau destinée à d'autres fins. A l'inverse, le cycle peut être intégré à la récupération de chaleur dans d'autres procédés pour fournir davantage d'eau chauffée à l'opération d'humidi-fication.De cette manière, le cycle d'énergie de la présente invention peut être utilisé plus largement que d'autres cycles, en étant intégré à une installation produisant de grandes quantités de chaleur de faible niveau de température, telle qu'une installation de gazéification du charbon ou une installation géothermique, car une humidification peut être réalisée A ces basses températures, tandis que l'étape de production de travail, consistant en une détente dans la turbine, a lieu à des taux de pression beaucoup plus élevés. De plus, le cycle peut être utilisé plus efficacement avec des turbines à réchauffage car ce cycle est optimal à des taux de pression plus élevés. Dans des turbines à réchauffage, la première turbine travaille à une pression élevée à laquelle une détente partielle se produit, du combustible supplémentaire est brûlé dans un second brûleur, et les gaz chauds sont détendus à une pression proche de celle de l'atmosphère dans la seconde turbine. Les résultats du rejet de chaleur vers l'eau de refroidissement sont présentés sur la figure 2 sous la forme d'un graphique donnant le taux de pression en fonction du rendement thermique du cycle. A titre de comparaison, une courbe similaire, associée au système décrit dans le brevet N" 4 537 023 précité (courbe B, la courbe de l'invention étant la courbe A), est également tracée sur la même figure. Ces rendements ont été calculés par l'utilisation d'un jeu constant de critères nominaux établis dans le brevet N" 4 537 023 précité et qui sont les suivants EXEMPLE 1 : Procédé du brevet 4 537 023 (I) Conditions (a) Rendements Rendement adiabatique du compresseur nC =0,89 Rendement adiabatique de la turbine nT = 0,91 Rendement mécanique nM = 0,99 Rendement du générateur 1G = 0,985 Rendement de combustion nB = 0,999 (b) Conditions de l'air ambiant à l'entrée du compresseur Température 15"C Pression 104,66 kPa Humidité relative 60 % Débit d'écoule ment air sec 1 kg-mole/s 1120 0,0101 kg-mole/s (c) Combustible Type gaz naturel Température 15 C Pouvoir calorifique supérieur (0 C) 1026,3 MJ/kg-mole Pouvoir calorifique inférieur (0 C) 927,5 MJ/kg-mole (d) Perte totale de pression 15,2 % (e) Eau de remplissage Température 15 C Débit d'écoulement 0,132 kg/mole/s (f) Conditions à l'entrée de la turbine Pression 607,95 kPa Température 10000C (g) Différence minimale de température pour l'échangeur de chaleur Régénérateur haute température R1 30 C Regénérateur basse température R2 20 C Rechauffeur de combustible R3 30 C Refroidisseur intermédiaire IC 20 C (h) Divers Les forces de compression du combustible, de l'eau de remplissage et de l'eau au fond de la tour d'échange sont supposées être négligeables tandis que la puissance auxiliaire totale considérée est de 0,3 % de Ja puissance de sortie du générateur. En outre, en ce qui concerne l'air de refroidissement de la turbine, la disponibilité d'air comprimé à basse température dans le cycle de la turbine à gaz à régénération est prise en compte pour déterminer la quantité demandée. (II) Résultats (a) Gaz résiduel Température 82,7"C Débit d'écoulement 1,15 kg-mole/s (b) Température en sortie du compresseur (AC2) 148"C (c) Puissance de sortie délivrée 8690 kW (d) Rendement thermique délivré (PCI) 50,2 X PCI = pouvoir calorifique inférieur EXEMPLE 2 :Procédé de l'invention (I) Conditions (a) Rendements Rendement adiabatique du compresseur nC = 0,89 Rendement adiabatique de la turbine nT = 0,91 Rendement mécanique nM = 0,99 Rendement du générateur 1G = 0,985 Rendement de combustion nB = 0,999 (b) Conditions de l'air ambiant à l'entrée du compresseur Température 150C Pression 104,66 kPa Humidite relative 60 % Débit d'écoule ment air sec 1 kg-mole/s H20 0,0101 kg-mole/s (c) Combustible Type gaz naturel Température 15,C Pouvoir calorifique supérieur (0 C) 1026,3 MJ/kg-mole Pouvoir calorifique inférieur (0 C) 927,5 MJ/kg-mole (d) Perte totale de pression 15,2 % (e) Eau de remplissage Température 15"C Débit d'écoulement 0,144 kg-mole/s (f) Conditions à l'entrée de la turbine Pression 607,95 kPa Température 1000"C (g) Différence minimale de température pour l'échangeur de chaleur et/ou condition en sortie de l'échangeur Régénérateur haute température R 300C R générateur basse température R 20"C Réchauffeur de combustible R3 30"C Refroidisseur intermédiaire IC 20"C Auto-échangeur de chaleur (SR) 20"C Sortie du refroidisseur intermédiaire IC2 35"C Post-refroidisseur de rejet RAC 48"C (h) Divers Les forces de compression du combustible, de l'eau de remplissage et de l'eau au fond de la tour d'échange sont supposées être négli geables, tandis que la puissance auxiliaire totale est considérée comme étant de 0,3 % de la puissance de sortie du générateur. En outre, en ce qui concerne l'air de refroidis sement de la turbine, la disponibilité d'air comprimé à basse température dans le cycle de la turbine à gaz à régénération est prise en compte pour déterminer la quantité demandée. (II) Résultats (a) Gaz résiduel Température 75,6"C Débit d'écoulement 1,18 kg-mole/s (b) Température en sortie du compresseur (AC2) 157"C (c) Puissance de sortie délivrée 10947 kW (d) Rendement thermique délivré (PCI) 51,06 % Le système du brevet N" 4 537 023 présente une pointe de rendement à un taux de pression d'environ 6 pour une température de combustion dans la turbine à gaz de 1000"C. Le cycle de la présente invention présente cependant une pointe de rendement à un taux de pression d'environ 10,5 pour la même température de combustion de 1000"C dans la turbine à gaz.En comparant les performances de pointe des deux systèmes, on voit que le débit calorifique du procédé de l'invention est inférieur d'environ 1,6 % à celui du système décrit dans le brevet N 4 537 023 précité. Cette amélioration est en fait supérieure à celle du brevet précité par suite de l'utilisation du post-refroidisseur. De plus,le procédé de l'invention rend possible d'utiliser avantageusement des taux de pression plus élevés, par exemple de l'ordre de 6:1 à 34:1, et donc d'augmenter la puissance spécifique du moteur. La figure 3 est un graphique donnant le rendement thermique du cycle en fonction de la- température de l'air comprimé arrivant à l'opération- d'humidifi- cation. Ce graphique montre que le rendement du cycle n'est pas nécessairement maximisé lorsque la température de l'air d'entrée de l'humidificateur est minimisée. La température optimale dépend de la réduction simultanée de la qualité et de la quantité de la chaleur rejetée. Conformément au brevet N" 4 537 023 précité, un prérefroidissement de 1-' air comprimé pour l'opération d'humidification est effectué afin de donner à l'eau sortant de l'humidificateur la température la plus basse possible. Cependant, il n'en résulte pas un rende- ment maximal pour le cycle, comme cela est mis en évidence par la figure 4 qui montre les courbes de la température de l'air arrivant à l'humidificateur (courbe A) et de l'eau résultante sortant de l'humidificateur (courbe B) en fonction du rendement du cycle, Le rendement maximal apparaît lorsque là qualité et la quantité de chaleur rejetée sont simultanément au minimum. Un autre inconvénient du système du brevet N" 4 537 023 précité est que la différence de température entre l'air entrant dans l'humidificateur et l'eau sortant de l'humidificateur dépend de la différence de température utilisée dans la conception du postrefroidisseur ou refroidisseur complémentaire. Ceci impose une contrainte supplémentaire au système et fixe la température de l'eau sortant du saturateur à un niveau plus élevé que celui de la température correspondante résultant du procédé de l'invention. Un avantage important du procédé de l'invention est qu'il ameliore notablement le rendement thermique. On peut apprécier cette amélioration du rendement thermique, en comparaison avec celui obtenu dans le brevet N" 4 537 023 précité, de la manière suivante. Dans une centrale de 500 MW, utilisant le procédé du brevet N" 4 537 023 précité, le combustible demandé lorsque l'on utilise une turbine à gaz dont la température de combustion est de 1000"C, est de = 500 x 100 kW x 7174 kJ x 24 x 365 h kWh an = 3,14 x 1022 J/an Le combustible demandé dans le procédé de l'invention est = 500 x 1000 kW x 7068 kJ x 24 x 365 h kWh an = 3,09 x 1022 J/an Par conséquent, les économies sur le combustible dans le cycle d'énergie perfectionné sont de 22 = (3,14 x 1022 - 3,09 x 10 ) J/an = 0,05 x 1022 J/an Ceci correspond à une économie annuelle (avec un coût 15 de combustible de 25 F/10 J) de 22 x 1022 J x 25 F 6 0,05 x 10 an x 1075 J = 12,5 F x 106/an Le procédé de l'invention peut également être utilisé pour convertir de la chaleur de faible niveau provenant d'une autre installation, telle qu'une installation de gazéification ou une raffinerie, en énergie mécanique ou en électricité, à un rendement très supérieur à celui d'autres procédés. Le combustible utilisé dans le moteur à combustion est destiné à améliorer la qualité de chaleur de faible niveau récupérée. Ainsi, par exemple, lorsque la chaleur de faible niveau récupérée par réchauffage de l'eau circulant dans l'humi- dificateur, dans la plage de 150 à 60"C, provenant d'une installation de gazéification, est convertie en énergie électrique, le rendement effectif de conversion s'élève à environ 18 X. La chaleur importée peut être utilisée pour évaporer davantage d'eau afin que l'on obtienne une quantité d'eau totale comprise entre 0,26 et 0,5 kg/kg d'air sec. La norme du rendement de conversion d'une telle chaleur de faible niveau peut être calculée d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 4 085 591 dans lequel un gaz comprimé, par exemple de l'air, est humidifié dans une chambre de pulvérisation et détendu dans une turbine à gaz afin que l'on utilise avantageusement le volume spécifique plus élevé de l'air humidifié. Le rendement résultant avec ce système est inférieur à 5 Z. Un certain nombre d'inconvénients lui sont également associés. Pour produire des quantités notables d'énergie, il faut un équipement très largement dimensionné car la pression du système est limitée. Ce système ne peut pas "améliorer la qualité" de l'énergie de faible niveau récupérée, car il ne peut pas être utilisé avec un moteur à combustion. Il ressort de la description précédente que le procédé de la présente invention permet de convertir de l'énergie chimique, ou de la chaleur de faible niveau complétée par de l'énergie chimique, en énergie mécanique ou en énergie électrique à un rendement très élevé. On appréciera également que des avantages notables pour l'environnement résultent du procédé de l'invention, y compris la préservation des ressources d'énergie et la diminution de la pollution thermique par suite de l'accroissement du rendement, une réduction de la consommation d'eau, en particulier en comparaison avec le cycle combiné ou avec le cycle à injection de vapeur d'eau, et une réduction des émissions d'oxydes d'azote. Dans des installations à cycle combiné, de la vapeur d'eau doit être injectée dans le brûleur pour réduire de telles émissions, ce qui conduit à une baisse de rendement éliminée par la présente invention. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, plusieurs refroidisseurs intermédiaires peuvent être utilisés, ainsi que plus de deux étages de compression d'air. De plus, l'air d'admission au compresseur peut être refroidi à l'aide d'un circuit de réfrigération pour améliorer à la fois le rendement et la capacité du circuit. L'air sortant du refroidisseur intermédiaire peut également être davantage refroidi à l'aide du circuit de réfrigération et l'eau du saturateur peut également être prérefroidie à l'aide d'un circuit de réfrigération avant son arrivée au refroidisseur intermédiaire. De plus, des saturateurs de conceptions autres que celles illustrées peuvent être utilisés, par exemple une conception dans laquelle l'eau est introduite en plusieurs points. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'énergie à l'aide d'une turbine à gaz (22), caractérisé en ce qu'il consiste à humidifier un milieu gazeux comprimé, par écoulement à contre-courant multi-étagé avant une combustion, pour produire de la vapeur d'eau utilisée comme diluant thermique pour une combustion dans ladite turbine, 11 eau étant à une température inférieure à son point d'ébullition à la pression de travail lorsqu'elle est en contact avec le milieu gazeux comprimé, le procédé consistant en outre à mettre en circulation le milieu comprimé en échange de chaleur avec l'eau avant l'humidification, afin que la température de l'eau soit élevée et que la température du milieu gazeux comprimé soit abaissée, et à rejeter la chaleur du cycle de production d'énergie en prérefroidissant le milieu gazeux comprimé avant l'humidification. 2. Procédé de production d'énergie à l'aide d'une turbine à gaz (22), caractérisé en ce qu'il consiste à comprimer un milieu gazeux à une pression prédéterminée, à post-refroidir le milieu gazeux comprimé avec de l'eau afin que la température de l'eau soit élevée et que la température du milieu gazeux comprimé soit abaissée, à mettre en contact le milieu gazeux comprimé avec l'eau chauffée au cours d'une opération d'écoulement à contre-courant multi-étagée pour humidifier ledit milieu gazeux comprimé et produire de la vapeur d'eau utilisée comme diluant thermique pour une combustion dans la turbine, l'étape de mise en contact du milieu gazeux comprimé avec l'eau chauffée étant précédée d'un rejet de chaleur à partir du cycle par prerefroidissement du milieu gazeux. 3. Procédé de production d'énergie à l'aide d'une turbine à gaz (22), caractérisé en ce qu'il consiste a comprimer un milieu gazeux à une pression pré déterminée, cette compression étant effectuée avec un refroidissement entre étages avec de l'eau et en utilisant l'eau chauffée dans l'humidification du milieu gazeux comprimé, à mettre en contact le milieu gazeux comprimé avec l'eau chauffée lors d'une opération d'écoulement à contre-courant multi-étagée pour l'opération d'humidification, le refroidissement intermédiaire pendant la compression comprenant un rejet de chaleur à partir du cycle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le milieu comprimé humidifié est réchauffé avec l'échappement de la turbine à gaz, puis mélangé au combustible destiné à la combustion. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que l'eau chauffée dans l'échappement de la turbine A gaz est utilisée lors de l'opération d'humidification. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que de l'eau chauffée par des sources extérieures au cycle d'énergie est utilisée dans l'opération d'humidification. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le taux global de compression est compris entre 6:1 et 34:1. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la teneur en vapeur d'eau du milieu gazeux comprimé humidifié est comprise entre 0,26 et 0,5 kg/kg de milieu gazeux sec. 9. Procédé selon 11 une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le combustible est prétraité par échappement de la turbine à gaz. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un gaz combustible est humidifié à l'aide de l'eau chauffée dans le refroidisseur intermédiaire, dans un post-refroidisseur et dans l'échappement de la turbine à gaz.