La centrale thermique de Bouchain était initialement une centrale électrique française fonctionnant au charbon et au gaz et située à Bouchain dans le département du Nord et exploitée par EDF. Mise en service en 1970, elle a cessé sa production en Pierre Rouanet, "La nouvelle centrale au gaz EDF de Bouchain montre ses formes", La Voix du Nord, 22 août 2014.
En partenariat avec General Electric, EDF a construit à proximité immédiate une nouvelle installation en cycle combiné au gaz naturel (turbines à gaz et à vapeur) fonctionnant au combustible gazeux, qui a été mise en service industriel (MSI) le .
La centrale thermique de Bouchain est la seule à disposer d'une tour aéroréfrigérante d'une hauteur de , visible de très loin. Ce réfrigérant utilise les eaux du canal de l'Escaut se trouvant à proximité.
En 2016, elle est élue par le Guinness Book la centrale la plus performante au monde et devrait fournir de l'électricité à grâce à une turbine à combustion GE de type 9HA en cycle combiné, à cette date la plus grande au monde.
Historique Les travaux commencent sur le site en 1967 pour la construction des deux premières unités charbon. Les travaux sont commandés par EDF, R.E.T. IV (Région d'Équipement Thermique IV de Valenciennes).
La production d'électricité démarre le avec deux unités (turbines à vapeur), chacune de , sur un site de .
En 1975, ce site reçoit également le prototype de turbine à combustion de type 9000B construit à Belfort par Alsthom, développé à l'époque en copropriété avec General Electric (États-Unis) ; sa puissance nominale était de dans les conditions ISO (ambiante et pression ). Cette turbine à combustion tournant à a été conçue et fabriquée pour pouvoir démarrer sans source électrique externe, et fonctionner au choix de l'exploitant soit au combustible gazeux (gaz naturel), soit au gazole, soit au fioul distillé lourd , avec possibilité de changer de combustible pendant le fonctionnement.
Pour sa partie compresseur et turbine, elle a été développée par homothétie (rapport 1,2) à partir de la TG 7000B de GE qui tournait à . Ses auxiliaires (systèmes de lancement et de virage, pompes à huile de lubrification, d'huile de régulation haute pression et de virage, réducteur des auxiliaires, compresseur d'air d'atomisation, réfrigérants d'huile et d'air d'atomisation…) ont été développés par les services techniques du département des turbines à gaz Alsthom de Belfort avec un maximum de fournisseurs français (SACM (moteur Diesel de lancement), Alcatel Engrenages (maintenant Flender Graffenstaden, réducteur des auxiliaires, multiplicateur du compresseur principal d'air d'atomisation et pompe à huile de lubrification à engrenages), Rateau (compresseur principal d'air d'atomisation centrifuge avec multiplicateur à engrenages Alcatel Engrenages et compresseur d'air d'atomisation de démarrage à roue régénérative), Durand (réducteur de virage à roue et vis sans fin), Hydroland (moteur hydraulique de virage), Rexroth-Sigma (pompes à huile haute pression et de virage), Quiri (réfrigérants d'huile et d'air d'atomisation…), ou européens (Voith (convertisseur de couple de lancement), SSS Gears (embrayage automatique double de lancement et virage…), ou américains (Roper (pompe à combustible liquide)). Le démarrage sans source électrique externe étant une imposition contractuelle, le lancement était assuré par le moteur Diesel SACM en V dont une rangée de cylindres, alors alimentée en air comprimé depuis un réservoir d'air comprimé à par un moto-compresseur Ervor, fonctionnait en moteur ; la lubrification des paliers du groupe pendant ce lancement était alors assurée par une pompe à huile avec moteur à courant continu alimenté par la batterie du groupe.
Fin 1975, du fait de la température ambiante basse, cette machine a été la première turbine à combustion industrielle au monde à dépasser la puissance unitaire de , et ce seulement trois jours après son premier couplage sur le réseau EDF. Cette machine a, depuis (date ?), été vendue par EDF pour être installée au Chili.
Sur la vingtaine de 9000B fabriquées par Alsthom à Belfort après celle de Bouchain, trois ont été installées à Berlin (Bewag)Centrale thermique de Berlin-Wilmersdorf, trois en Australie, quatre en république d'Irlande (une à Marina power station (1979) à Cork et trois à , près de Cork), une au sud du Portugal ; deux ont été installées au début des années 1980 dans la centrale EDF de Brennilis, et deux autres dans la centrale EDF de Dirinon, toutes les deux dans le Finistère ; quatre machines, pouvant fonctionner au crude-oil traité, ont été installées au Qatar, et la dernière TG 9000B construite a été installée au Bangladesh. Une autre 9000B a été assemblée à Glasgow, en Écosse, par la division Turbines à gaz de John Brown & Company. Une autre encore, fonctionnant au kérozène, a été livrée à Japanese National Railways (JNR) au Japon.
Le , une des deux unités à turbine à vapeur est contrainte de s'arrêter : sur l'enveloppe en béton du réfrigérant atmosphérique apparaît une fissure. Après réparation, le groupe redémarrait le et le , le réfrigérant s'écroule. Cet incident déclenche un test jamais tenté : l'installation d'un réfrigérant en textile, une première mondialeRéfrigérant en textile, une première mondiale , Arcora.fr . L'intérêt de cette opération a consisté dans le gain de temps de réalisation et le faible coût de l'opération et bien sûr une réduction considérable de la perte de production. La rehausse d'une structure métallo-textile s’élève à et le mât central monte jusqu'à .
Les modules « diabolo » de membrane textile sont fixés lacés sur de grands cercles tubulaires tridimensionnels. La stabilité de l'ensemble est réalisée par un réseau de câbles rayonnants fixés sur le cercle bas et ancrés sur des fondations périphériques en béton. Le mât est constitué de six tubes de de diamètre et servant à un auto-montage à l'aide d'une potence mobile auto-élévatrice.
Après une dizaine d'années de fonctionnement, cet ouvrage a été remplacé par un réfrigérant plus important construit entre-temps et a été détruit en 1991Photo du réfrigérant en 1979 - voir en ligne: - réfrigérant en membrane textile : .
La tranche 2 est arrêtée en 1995.
Jusqu'en 2005, la centrale au charbon a brûlé annuellement jusqu'à de charbon (du bassin minier du Nord-Pas-de-Calais puis après sa fermeture, de Russie et de Pologne) pour produire de l'électricité. Elle a fermé en et était en cours de démantèlement à l'été 2015Alice Bonvoisin, éBouchain : la turbine de déchargée et prête à être transportée jusqu’à la centrale, La Voix du Nord, 15 juillet 2015..
En 2011, la centrale au charbon a produit plus de , soit de quoi fournir en électricité habitants, faisant de cette unité une des premières sources de de la région selon les inventaires de la DRIRE (maintenant intégrée dans la DREAL) ; cette centrale thermique était en 2010 le second plus gros émetteur d'oxydes d'azote (), second émetteur de particules () et le gros émetteur régional de , avec .
La nouvelle centrale à cycle combiné, équipée d'une turbine à combustion 9HA de General Electric, alors la plus puissante au mondeMonique Clemens, "GE lance la plus puissante turbine à gaz au monde", Les Échos, 28 mai 2015., devrait prolonger de la production d'électricité sur le site et engendrer une moindre pollution de l'air, grâce à un passage au gaz. Ce type de centrale offre un rendement dépassant 61 %., de quoi alimenter en électricité habitantsY. Boucher, Centrale EDF de Bouchain : mort annoncée d'un grand pollueur industriel , La Voix du Nord, ..
Le passage à la TAC 9HA fonctionnant au gaz devrait diviser par deux les émissions de et faire tomber les émissions d'oxydes d'azote à , tout en divisant par dix les émissions de monoxyde de carbone (CO), qui devraient passer de . La tour aéroréfrigérante de devrait être conservée.
Production Tranches turbines à vapeur 250 MW En amont de la chaudière
L'approvisionnement du charbon se fait par trains composés de vidés automatiquement. Le charbon est mis en stock par engin spécialisé avec une capacité de stockage de . Un tapis d'approvisionnement amène le charbon dans le concasseur auquel sont ajoutées des boules de fer pour réduire le charbon en poussière. La consommation journalière de charbon est de pour la tranche de .
Le concasseur pulvérise le charbon par rotation à par minute avec un diamètre de sur . Chaque boulet pèse pour un poids total de boulets de .
Chaudière La chaudière pèse pour de hauteur incorporant de tuyauterie. Le préchauffage de la chaudière par combustion du fioul lourd grâce à quatre bruleurs porte la température vers pour permettre l'auto-combustion du charbon pulvérisé.
Post-chaudière Un filtre électrostatique d'une tension de capte 99,8 % des résidus de combustion qui sont revalorisés pour la plus grande quantité dans la fabrication du ciment. La cheminée de de hauteur pour de diamètre assure le rejet des fumées.
Production électrique L'Escaut couvre les besoins en eau, une pompe au débit de alimente une station d'épuration pouvant traiter . La chaine de déminéralisation traite .
L'eau est envoyée dans l'échangeur de la chaudière pour être mise en vapeur à alimentant la turbine de tournant à entrainant l'arbre général de l'alternateur de . La vapeur passe après son premier circuit dans le surchauffeur en haut de la chaudière pour un deuxième service, puis est refroidie par les eaux pompées de l'Escaut ou par la tour aéroréfrigérante de de hauteur, d'un volume de avec une différence de température de entre les températures d'entrée et de sortie. La salle de commande dispose de et .
En sortie d'alternateur de , l’énergie est envoyée au transformateur qui élève la tension de l'électricité à pour le transport.
Tranche turbine à combustion 9000 B
Cette machine en cycle simple a été principalement utilisée en pointe, pour quelques heures de fonctionnement à chaque démarrage.
CCG - cycle combiné gaz thumb|left|upright=1.2|Vue générale de la Centrale thermique de Bouchain. thumb|Chantier du CCG.
Une nouvelle centrale à cycle combiné gaz a été construite à partir de et a été mise en service à l'été 2016. La turbine à combustion a quitté les ateliers GE de Belfort le .. Dans ce type de centrale, la turbine à combustion fonctionne au combustible gazeux (gaz naturel) et entraine l'alternateur. Les gaz chauds en sortie de la turbine à combustion vaporisent l'eau dans une chaudière qui alimente une turbine à vapeur ; celle-ci entraine le même alternateur, d'où le nom de « cycle combiné à une seule ligne d'arbre ».
Cette nouvelle centrale permettra d'atteindre sa puissance maximale depuis l'arrêt en moins de avec un rendement atteignant 62,22 %. (contre 58 % pour un CCG classique et 37 % pour une centrale au charbon)..
Plus flexible, plus performant et moins polluant que l'ancienne installation, ce CCG permettra de répondre à la fluctuation croissante des besoins de production, dans un contexte où les énergies renouvelables, fortement intermittentes, occupent une place croissante dans le système électrique français.