Une chaîne du froid à l’épreuve du futur avec la réfrigération durable
Le 22 avril 2024
Il ne faut pas sous-estimer l’importance d’une gestion de qualité de la chaîne du froid. Assurer que les denrées périssables soient sûres et de haute qualité qu’elles atteignent le point de consommation est une responsabilité de taille de tous les acteurs de la chaîne du froid. GEA, qui est à l’avant-garde de la technologie de réfrigération sûre et durable pour les entrepôts de stockage et les centres de distribution frigorifiques, aide ses clients à réduire la consommation d’énergie et les émissions de carbone de leurs installations.
Les installations qui composent la chaîne du froid jouent un rôle vital de protection de la santé publique en empêchant la détérioration des denrées périssables. Ne pas conserver les produits aux températures adéquates peut, en effet, entraîner une dégradation de leur texture, leur décoloration, des meurtrissures et une croissance microbienne. Or plus l’installation est grande, plus l’impact du moindre écart est important. Résultat, l’on estime qu’approximativement un tiers des denrées périssables dans le monde n’atteint pas les consommateurs à cause d’un stockage réfrigéré ou d’une distribution inadéquats. De plus, la population de notre planète continuant à croître, la production alimentaire va devoir augmenter considérablement. Maintenir les pertes post-récolte au plus bas n’a jamais été aussi important.
Parallèlement, l’intérêt pour les pratiques durables au niveau des opérations successives qui composent la chaîne du froid va grandissant. Les entreprises privilégient actuellement les pratiques respectueuses de l’environnement, telles que l’utilisation de carburants alternatifs, de véhicules électriques et de sources d’énergie renouvelable, pour réduire les émissions de carbone et minimiser l’impact environnemental de leurs opérations.
Viser haut en matière de capacité de stockage et de réduction de l’empreinte carbone
Les dernières installations de chaîne du froid répondent à ces défis en utilisant un design de type plafond haut. Utiliser l’espace verticalement – sur parfois jusqu’à 50 mètres de haut et 100 mètres ou plus de large – pour empiler les produits se traduit par une majeure capacité de stockage se doublant d’une empreinte au sol inférieure, les installations de type plafond haut ainsi conçues pouvant contenir plus de 100 000 palettes. Parce que le stockage à plafond haut utilise normalement un système de stockage et de récupération automatisé (AS/RS), qui implique l’empilement robotisé automatisé des articles, le seul mouvement dans le magasin est celui de montée-descente du pont-gerbeur. Résultat, les courants d’air au sein de l’espace sont maintenus au minimum, permettant un écoulement de l’air plus naturel autour du bâtiment et, par conséquent, une température générale plus constante.
En plus de permettre à tous les biens d’être conservés à une température constante, le modèle automatisé plafond haut aide aussi à réduire la facture énergétique. Dans le modèle de stockage frigorifique traditionnel, les infiltrations d’air extérieur à travers la structure et les ouvertures des portes peuvent parfois représenter jusqu’à 50 % de la charge de réfrigération. Les compresseurs doivent alors monter en puissance et quand les compresseurs fonctionnent, les condenseurs également sont mis à contribution. Un système de réduction d’oxygène est aussi nécessaire, ce qui accroît encore les coûts.
L’utilisation d’un modèle « lac froid » avec des racks hauts et un contrôle strict permet de minimiser la filtration de l’air extérieur et les turbulences à l’intérieur, ce qui évite de devoir mettre en œuvre des niveaux de réfrigération coûteux pour compenser la rupture de température. GEA et de nombreux clients de la chaîne du froid en sont convaincus : ce modèle – conjointement avec la numérisation et l’automatisation – est indubitablement le futur de la chaîne du froid.
Sa consommation d’énergie réduite se traduit aussi par une réduction des émissions. GEA est fière de soutenir son client Magnavale dans le développement de l’une des installations d’entreposage frigorifique plafond haut les plus efficaces d’Europe. Avec ses 47 mètres de haut, le site de ce client dans le Lincolnshire (Royaume-Uni) sera le plus haut entrepôt frigorifique plafond haut du Royaume Uni. Il sera alimenté en utilisant des sources 100 % renouvelables et sera doté d’une installation de réfrigération entièrement à base d’ammoniac, fournie par GEA.
Des grues soulèvent les matériaux pendant la construction de l’entrepôt plafond haut de Magnavale dans le Lincolnshire au Royaume-Uni (Photo : Magnavale)
Travaillant conjointement avec son client, GEA a développé une solution de réfrigération sur mesure pour le nouvel entrepôt, dont le cahier des charges prévoyait qu’il devait pouvoir atteindre moins 28 degrés Celsius, afin de pouvoir être utilisé pour stocker une vaste gamme de produits tels que, par exemple, du poisson et des glaces. Les simulations de mécanique des fluides numérique (MFN) effectuées en interne par GEA ont illustré le profil d’écoulement de l’air et de température sur la base du principe dit du « lac froid » et démontré son rendement supérieur par rapport aux méthodes de réfrigération conventionnelles.
Un hub énergétique plus intelligent en combinant chauffage et refroidissement
Les installations de GEA dans des projets de stockage froid plafond haut tels que le site de Magnavale dans le Lincolnshire s’inscrivent dans une nouvelle tendance émergente et extrêmement prometteuse qui se dessine dans l’industrie de la chaîne du froid. La population mondiale s’accroissant, la protection environnementale, la stabilité financière et le rendement énergétique prennent une importance grandissante, vitale. Allant au-delà du simple stockage frigorifique et de la distribution d’aliments, certaines des dernières installations frigorifiques en date associent également réfrigération et récupération de chaleur, portant le concept de hub énergétique à un nouveau niveau.
Dans les salles des machines intégrant réfrigération et pompes à chaleur de GEA, différents types d’équipements fonctionnent côte-à-côte.
Chez SmartParc SEGRO à Derby au Royaume-Uni, les denrées sont livrées aux consommateurs plus rapidement et plus fraîches que jamais auparavant. Le traitement et le conditionnement des aliments (et potentiellement d’autres produits) ainsi que la logistique sont rassemblés sur un même site dont l’emplacement stratégique permet d’accéder facilement aux principaux réseaux de transport. Maximisant le rendement et le partage des ressources, SmartParc a fait installer à GEA une installation de chauffage et réfrigération centralisée, dont l’entretien est également assuré par les ingénieurs de la société. La chaleur fatale de l’installation de réfrigération est récupérée et sa température augmentée en utilisant une pompe à chaleur à base d’ammoniac. Cette chaleur est ensuite redistribuée à travers le site dont elle assure le chauffage, ce qui réduit nettement la consommation d’électricité et les émissions de carbone.
Une solution naturelle avec un rendement du capital investi rapide
Alors qu’un nombre croissant de pays du monde interdisent l’utilisation de certaines substances chimiques nocives pour l’environnement, installer un système combinant de la réfrigération à base de fluide frigorigène naturel et une pompe à chaleur permet aux clients de protéger le futur de leurs installations pour les décennies à venir. L’ammoniac présentant le double avantage d’être un des moins chers des fluides frigorigènes disponibles et d’avoir une durée de vie plus longue que les réfrigérants de synthèse, l’investissement effectué restera écoénergétique pendant de nombreuses années.
Quand en Australie, Godden Food Group, qui avait déménagé et construit un magasin isolé de 27 000 m3, a dû sélectionner un système de réfrigération sûr, économique et à même de fonctionner de manière durable pendant longtemps, GEA s’est imposé comme un choix évident. GEA a alors recommandé à son client un système de réfrigération centralisé à faible charge d’ammoniac compte tenu des économies d’énergie à long terme importantes qu’une telle solution rendrait possibles.
Dans le centre logistique de Godden Food, l’équipement de réfrigération de GEA fournit -23°C pour la zone de stockage de surgelés et 2°C - 4°C pour la zone refroidie.
Le principal avantage d’un système de réfrigération centralisé à l’ammoniac à faible charge est qu’il contient très peu d’ammoniac, entre quatre et cinq fois moins qu’un système à suralimentation de liquide traditionnel. Le système choisi fonctionne à une baisse de pression bien inférieure de la conduite de fluide frigorigène, ce qui est à l’origine de son excellent rendement énergétique (et des plus grosses économies d’énergie réalisées).
L’installation de Godden Foods fonctionne depuis ses débuts exactement comme prévu, ce qui se traduit par des économies d’énergie de l’ordre de deux tiers par rapport à un système à base d’hydrurofluorurocarbone (HFC) refroidi par air standard. L’entreprise prévoit de récupérer l’ensemble des coûts de la nouvelle installation en huit ans, tandis que les coûts de l’entretien annuel du système sont estimés à environ 2 % du montant du capital investi initial, soit bien moins que des systèmes au fréon équivalents. S’ajoute à cela que l’on considère que cette technologie, à condition d’être entretenue correctement, assurera 30 à 40 ans de loyaux services, ce qui est un rendement du capital investi extrêmement rapide et très convaincant.
Réduire le gaspillage, l’empreinte carbone et les coûts
Compte tenu qu’un grand pourcentage de la consommation d’énergie des chambres froides est lié au refroidissement et au chauffage, éviter que la chaleur fatale ne se disperse dans l’environnement économise de l’énergie et réduit les charges d’exploitation des clients de GEA. En optimisant l’efficacité des chambres froides en utilisant des solutions sur mesure bâties pour répondre à des cahiers des charges précis, les aliments gardent leur fraîcheur et leur innocuité pour les consommateurs d’une manière qui restera durable dans les années à venir.
