19 jan 2015

Laboratoires R&D : Quand l’innovation vient du froid

Essentiel pour répondre aux enjeux environnementaux, énergétiques et réglementaires des clients, le Labo Froid d’EDF fournit un espace d’expérimentation pour l’innovation et la performance. Ici, toutes les technologies sont passées au crible, leur valeur ajoutée testée et leurs perspectives évaluées. Explications de Bénédicte Ballot-Miguet, ingénieure de recherche, expert en froid industriel...

Quel est le rôle du Labo Froid ?

Notre vocation est de tester des innovations et vérifier la pertinence de celles qui existent pour les clients EDF Entreprises. Nous cherchons également à tirer parti de certaines technologies, comme le stockage du froid en les sortant de leur périmètre de départ pour les utiliser à des fins de flexibilité de consommation pour les clients. Nous identifions des pistes, nous quantifions des gains, mais il faut ensuite que les industriels mettent en pratique. Pour les aider, nous proposons des audits, des formations, du conseil et la rédaction de fiches CEE qui contribuent au déploiement des actions.

Quelles solutions pour rendre les installations plus performantes au plan énergétique ?

Ayant une connaissance de tous les organes consommateurs d’énergie des installations, nous intervenons sur toutes les conditions de fonctionnement pour les optimiser. Sur le condenseur par exemple, nous allons ajuster les écarts de température entre les différents fluides pour obtenir la consommation électrique la plus basse possible. Nous travaillons aussi sur les performances de l’évaporateur ou du compresseur. Chaque organe doit être au maximum de ses possibilités à chaque instant suivant les conditions météo et les besoins du client, qui diffèrent selon les moments de l’année. Dans une laiterie, par exemple, les arrivages de lait sont séquencés dans la journée et entraînent d’importants besoins de froid. Nous proposons de mettre en place un système de régulation qui va permettre à la machine de s’adapter suivant les besoins et les conditions extérieures. Les fiches standards Certificats économies d'énergie HP flottante et VEV*, par exemple, sont directement issues des travaux réalisés dans notre laboratoire.

Justement quels bénéfices apporte la régulation en tant que technologie innovante ?

Nous utilisons la régulation pour mieux tirer parti de la variation électronique de vitesse et de la HP flottante. Nous avons développé à travers le système de régulation Easy Advanced Control (EAC) de nouvelles lois de commande qui permettent des économies d’énergie tout en améliorant la fiabilité de la machine, sa réactivité et sa stabilité. Prenons un produit qui doit être à une température de 2 °C, le contrôle commande classique la fera varier entre 1 ° et 6 °C alors qu’avec l’EAC elle se situera entre 1,5 ° et 2,5 °C.

Comment avez-vous fait évoluer par ailleurs le potentiel du stockage du froid ?

Le stockage du froid est une technologie ancienne mais en raison d’une bonne sécurité d’approvisionnement électrique en Europe, elle était essentiellement utilisée en secours pour prendre le relais d’un compresseur en panne. Nous proposons de tirer parti de ce stockage de froid existant dont les installations sont volumineuses et peu employées. Il s’agit de le charger de façon quotidienne lorsque l’électricité est disponible à moindre coût, par exemple la nuit, ce qui permet de cesser la production de froid des compresseurs le matin, lorsque l’électricité est plus chère tout en continuant à faire fonctionner l’unité de production. Cette nouvelle régulation permet des gains énergétiques d’environ 10 %. Notre logiciel de calcul permet d’évaluer le gain énergétique en fonction des périodes d’effacement ainsi que de différents paramètres (dimensionnement de l’installation, courbe de charge, installation frigorifique existante…). Dans le cas d’un établissement agroalimentaire de préparation de viande, le gain peut se monter à 9 GWh/an avec un temps de retour sur investissement de 5 ans et demi.

Pourquoi le rôle du Labo Froid est-il stratégique sur le plan environnemental ?

Certains fluides frigorigènes sont polluants et dangereux pour la santé. Depuis les années 1980, tous les 10 ans les fluides qu’on croyait autorisés sont remplacés par de nouveaux moins polluants. Conçues au départ pour durer 40 ans, les installations des utilisateurs de froid se retrouvent ainsi constamment remises en cause avec des coûts d’investissement très importants. Notre rôle de laboratoire est de développer des solutions pour remplacer ces fluides tout en assurant les mêmes performances en termes de production de froid ou de consommation énergétique. Nous essayons aussi de calculer les coûts de changement de fluide ou d’installation. Nous avons également une activité de veille et notre implication auprès de différentes associations nous permet d’anticiper les évolutions de la réglementation et d’alerter les clients. Participant à la rédaction des textes réglementaires, ces associations très actives auprès des pouvoirs publics cherchent l’équilibre entre ce qu’impose la réglementation et les solutions technologiques réalistes ou existantes. Depuis la révision de la réglementation F-Gaz, des contraintes pèsent sur les fluides frigorigènes (R404A) très utilisés pour le froid négatif dans le secteur commercial ce qui demande à tout le secteur une vigilance particulière. De nouvelles voies s’ouvrent pour remplacer les fluides frigorigènes dans les installations existantes ou par de nouvelles fonctionnant au CO2.

*Haute Pression Flottante et Variation Electrique de Vitesse
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