Cycle de Brayton

Le cycle de Brayton est un cycle thermodynamique utilisé dans certains moteurs thermiques. Il est notamment utilisé pour les moteurs de turbine à gaz et certains moteurs à réaction. Le cycle consiste à comprimer l'air ambiant, à mélanger l'air avec du carburant, puis à enflammer le mélange, qui se dilate et produit du travail. Dans de nombreux moteurs à cycle de Brayton, l'air chaud peut ensuite être recyclé pour chauffer l'air frais qui arrive. Cela augmente le rendement, car il faut moins de carburant pour chauffer l'air frais. En termes de physique, le cycle consiste en une compression et une expansion adiabatique associée à un chauffage et à un refroidissement isobare, et permet d'augmenter le rendement par rapport à certains autres cycles.

Figure 1 : Un cycle de Brayton avec réchauffage et régénération.

Certaines conceptions de centrales nucléaires ont joué avec l'idée d'utiliser un cycle de Brayton, comme le réacteur modulaire à lit de galets sud-africain et certains réacteurs à sels fondus. Pour cela, il faudrait utiliser le gaz chauffé par le cœur du réacteur pour alimenter les turbines. Cependant, la quantité importante de recherche et de développement nécessaire à la mise en œuvre de ce système a constitué un obstacle au succès. La majorité des réacteurs nucléaires utilisent plutôt un moteur à vapeur à cycle de Rankine, de sorte que les modèles courants refroidis au gaz doivent utiliser ce gaz chauffé pour chauffer à son tour l'eau destinée aux turbines du moteur à vapeur.