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Une étude est conduite sur l'optimisation des performances d'un cycle d'une turbine à gaz avec pile à combustible. L'objectif recherché est de déterminer les conditions de fonctionnement optimales conduisant aux meilleures performances de ce cycle. L'intégration de la pile combustible SOFC ainsi que les systèmes de refroidissement et de récupération ont été pris en considération pour l'optimisation thermique et exergétique de la centrale thermique. Une configuration de la centrale thermique hybride a été proposée. Le gaz naturel Tunisien a été considéré comme fuel pour la turbine à gaz TG et la pile SOFC. Des systèmes de récupération de chaleur ont été adoptés pour valoriser les flux thermiques issus de la turbine à gaz et de la pile SOFC. En outre, le gaz sortant de la SOFC est aussi utilisé comme une alimentation additionnelle de la chambre de combustion. Les bilans massiques, thermique et exergétique aux niveaux des différents composants de la centrale ont été établis. Les influences des principaux paramètres opérationnels sur les performances de la centrale sont analysées.