RICE

Un moteur thermique alternatif, ou RICE (de l'anglais Reciprocating Internal Combustion Engine), est tout moteur à piston qui brûle du carburant à l'intérieur de ses cylindres pour créer une puissance mécanique. Le terme couvre les moteurs diesel, les moteurs à essence et les variantes bi-carburant utilisées dans des applications stationnaires et portables pour la production d'énergie, l'alimentation en air comprimé et le pompage. Dans les contextes industriels, les unités RICE varient généralement des petites machines monocylindres de 5 kilowatts aux installations multicylindres massives dépassant 5 mégawatts.

Le mot alternatif fait référence au mouvement de va-et-vient des pistons connectés par des bielles et des vilebrequins, qui convertit la pression de combustion en force de rotation. Cela est distinct des moteurs rotatifs ou des turbines. L'acronyme RICE est devenu courant dans la littérature environnementale et réglementaire, car ces moteurs sont des sources importantes d'oxydes d'azote, de particules et de composés organiques volatils. L'Agence américaine de protection de l'environnement (U.S. Environmental Protection Agency) a établi des normes d'émission spécifiquement pour les unités RICE dans les années 1990 et continue de les renforcer.

La plupart des moteurs RICE industriels se répartissent en deux grandes catégories : allumage commandé (essence) et allumage par compression (diesel). Le RICE à allumage commandé est plus léger, moins cher et plus silencieux, mais moins économe en carburant et limité à des puissances plus faibles. Le RICE diesel domine la production d'énergie de secours et les applications lourdes, car il offre un couple plus élevé, fonctionne avec un carburant moins cher et atteint une efficacité thermique de 35 à 45 %. Les moteurs bi-carburant et tri-carburant, qui alternent entre le diesel et le gaz naturel, ont gagné du terrain dans les installations où la fiabilité de l'approvisionnement en carburant est importante.

Défis de performance et de maintenance

Les moteurs RICE nécessitent un entretien régulier pour maintenir les limites d'émissions et la consommation de carburant dans les spécifications. La qualité du carburant affecte directement la longévité, en particulier dans les unités diesel où de faibles indices de cétane ou une teneur élevée en soufre accélèrent l'usure des injecteurs et des segments de piston. La filtration de l'admission d'air est essentielle, car les particules abrasives endommagent les parois des cylindres et augmentent le blow-by. L'analyse d'huile, les vérifications du jeu des soupapes et le remplacement des bougies ou des injecteurs à intervalles prescrits sont non négociables dans les installations réglementées.

Un fonctionnement à long terme expose les RICE à l'encrassement et au fluage. Le mouvement alternatif génère des contraintes cycliques dans les bielles et les vilebrequins; les cycles thermiques provoquent la dégradation des joints et des garnitures. En service de génératrice de secours, les unités qui restent inactives pendant des mois puis fonctionnent à pleine charge soudaine courent un risque plus élevé de grippage des paliers et de rupture des segments. Les installations ayant des exigences strictes en matière de temps de fonctionnement font souvent fonctionner les moteurs RICE à 50 à 70 % de leur charge nominale pour prolonger les intervalles entre les révisions et réduire les défaillances liées au stress.