Efficacité énergétique dans la réfrigération industrielle – Partie 1 : Technologies essentielles pour une industrie du froid durable

L’efficacité énergétique dans la réfrigération industrielle s’est imposée comme un axe stratégique au sein de l’industrie du froid. Face à la hausse des coûts de l’électricité, à la pression réglementaire liée à la décarbonation et à la nécessité de maintenir la compétitivité, les entreprises doivent repenser la conception et l’exploitation de leurs installations frigorifiques.
Dans ce contexte, les technologies de réfrigération telles que les systèmes indirects à fluides secondaires, l’utilisation de réfrigérants naturels, la récupération de chaleur ou la numérisation avancée apparaissent comme des solutions clés pour optimiser la consommation énergétique et apporter une valeur ajoutée aux processus de production.

Installations à fluides secondaires : vers une meilleure efficacité énergétique

Les systèmes de réfrigération indirecte — dans lesquels le réfrigérant primaire refroidit un fluide secondaire (eau, glycol ou autres solutions) — offrent des avantages majeurs par rapport aux systèmes directs traditionnels :

1. Sécurité et durabilité

La charge de réfrigérant primaire (NH₃ ou hydrocarbures) est concentrée dans une salle des machines contrôlée, ce qui réduit drastiquement le risque de fuites dans les zones de travail ou de stockage.
Cette architecture facilite la conformité réglementaire et diminue les coûts liés aux inspections et aux mesures de sécurité additionnelles.

2. Évolutivité et modularité

Les systèmes indirects permettent un déploiement progressif du froid : l’industriel peut démarrer avec une partie de l’installation et l’agrandir au rythme des besoins de production ou de stockage.
On obtient ainsi une réduction de l’investissement initial (CAPEX) et on évite les surdimensionnements qui pénalisent l’efficacité.

3. Réduction des fuites et maintenance simplifiée

En minimisant l’étendue des tuyauteries contenant le réfrigérant primaire, on réduit significativement le risque de fuites et l’on simplifie les opérations d’exploitation et de maintenance.

4. Flexibilité d’intégration

Un seul circuit secondaire peut alimenter des chambres froides, des tunnels de congélation ou des systèmes de climatisation. Cela permet des synergies énergétiques et une gestion optimisée de la capacité frigorifique disponible.

5. Efficacité énergétique

Bien qu’il existe une légère pénalisation de performance due à l’étape supplémentaire de transfert thermique, celle-ci est compensée par :

• un meilleur contrôle de l’installation,

• la réduction des fuites (qui évite des pertes d’efficacité « cachées »),

• la possibilité d’intégrer la récupération de chaleur et le stockage thermique.

Exemples d’application des technologies de réfrigération

• Industrie agroalimentaire : usines de transformation de fruits, de viande ou de produits laitiers, où la sécurité et la possibilité d’extension sont critiques.

• Plateformes logistiques : un « hub » unique de production de froid au NH₃ ou au R290 peut alimenter plusieurs chambres et services.

• Centres de distribution pour la grande distribution : sécurité accrue vis-à-vis du public et intégration facilitée avec les systèmes CVC.

Réfrigérants naturels pour faire progresser les technologies de réfrigération

L’évolution réglementaire et environnementale stimule l’usage de réfrigérants naturels tels que l’ammoniac (NH₃), le dioxyde de carbone (CO₂) et le propane (R290), en raison de leurs avantages environnementaux et techniques. Ils constituent une composante essentielle des technologies de réfrigération modernes qui visent à réduire l’impact climatique sans compromettre les performances.

Avantages des réfrigérants naturels

• Potentiel de Réchauffement Planétaire (PRP/GWP) faible ou nul

  • NH₃ : GWP ≈ 0

  • CO₂ : GWP = 1 (valeur de référence)

  • Hydrocarbures (R290, R600a) : GWP < 5

• Haute efficacité thermodynamique

  • Le NH₃ offre les meilleures performances en applications industrielles.

  • Le CO₂ excelle dans les applications de congélation et en climats froids, notamment en cascade ou en booster.

• Disponibilité et coûts stables

  • Non soumis aux quotas de mise sur le marché ni aux hausses progressives observées avec les HFC.

• Compatibilité avec les systèmes indirects

  • Permet de tirer parti de l’efficacité des réfrigérants naturels tout en minimisant les risques au niveau de l’installation.

Défis associés

• Sécurité : le NH₃ est toxique et les hydrocarbures sont inflammables ; leur utilisation exige des mesures spécifiques de conception et d’exploitation.

• Contraintes de fonctionnement : le CO₂ opère à des pressions très élevées, nécessitant des équipements et composants spécialisés.

• Formation du personnel : il est essentiel de s’assurer que les installateurs et les opérateurs sont formés à la maîtrise de ces technologies.