L'Energie à bord

Production de froid

(extrait du rapport de François Chancerel, élève ingénieur à l'INSA)

Le froid est indispensable pour un bateau de pêche réalisant des sorties en mer de plus d'un ou deux jours pour permettre la conservation du poisson. Mais le froid représente aussi une dépense d'énergie importante qu'il soit produit directement sur le bateau ou transporté, glace dans des cales isolées. Voici présenté ici différentes solutions de conservation du poisson sur les bateaux de pêches, un rappel des moyens déjà utilisés ainsi que des nouveaux cycles de réfrigération qui permettrait une économie d'énergie importante.

• Refrigération à la glace
  Deux solutions existent pour la fabrication de glace, soit elle est fabriquée à terre et est transportée dans la cale du bateau, soit une machine à glace est embarquée et fabrique la glace sur le bateau. La première solution entraîne une surcharge du bateau au début de la sortie en mer et donc une surconsommation de celui-ci durant le trajet. La seconde utilise, quant à elle, l'énergie électrique fournit par le moteur ce qui entraîne aussi une surconsommation.


• Refrigération par compresseur
  C'est le système le plus répandu (réfrigérateurs domestiques et industriels, congélateurs ...). Le fonctionnement est basé sur le changement d'état d'un gaz, le système est parfaitement décrit ici Ce cycle nécessite une énergie mécanique importante pour le compresseur qui ne peut pas être réduite.


• Réfrigération par absorption :
  Les cycles à absorption sont des cycles thermodynamiques de production de froid. L'originalité de ces cycles est que l'apport d'énergie mécanique ou électrique se réduit ici à son strict minimum à contrario des cycles frigorifiques à compresseur mécanique. En effet, c'est l'affinité chimique qui existe entre deux fluides, le réfrigérant et le solvant, qui permet de "comprimer chimiquement" le réfrigérant. Le système est décrit ici. Ce cycle est déjà utilisé pour les réfrigérateurs de camping car ils n'utilisent que de la chaleur. Le rendement global du système est moins bon qu'un cycle à absorption cependant, avec quelques développements, il pourrait être très interessant. En effet, le moteur thermique des bateaux produit beaucoup de chaleur qui est perdue. En utilisant cette chaleur, nous pourrions produire du froid quasiment gratuitement d'un point de vue énergétique.


• Réfrigération par adsorption :
  Les cycles de réfrigération à adsorption sont des cycles de production de froid nécessitant peu ou pas d'énergie mécanique. Il fonctionne de façon similaire au cycle à absorption, le liquide absorbeur étant remplacé par un solide apsorbeur. Des explications en anglais ici. Le développement en est encore au commencement mais semble très prometteur car tout à fait adapté pour la production de froid sur un bateau de pêche en utilisant la chaleur produite par le moteur (liquide de refroidissement ou gaz d'échappement), puisqu'il n'utilise aucune énergie mécanique. De plus la circulation du fluide frigorigène est réalisée par la différence de pression lorsqu'il passe par les différentes valves, l'inclinaison n'a donc aucune incidence sur le système.


• Réfrigération magnétique :
  La réfrigération magnétique repose sur les propriétés que certains matériaux magnétiques possèdent : l'effet magnétocalorique (EMC). La température de ces matériaux change quand on leur applique un champ magnétique extérieur. Cet effet se produit à la fois dans les métaux et dans les matériaux céramiques. La température du matériau augmente habituellement quand on lui applique un champ magnétique et diminue quand on enlève ce champ. Un matériel magnétocalorique peut donc être utilisé comme élément actif dans le système réfrigérant. Des études sont en cours actuellement, le principal obstacle à une industrialisation est le champ magnétique très élevé (de l'ordre de 5 teslas) qu'il faut générer afin de pouvoir obtenir des rendements intéressants. Les réfrigérateurs magnétiques présentent les avantages d'être moins consommateurs en électricité que les réfrigérateurs conventionnels et d'utiliser des fluides qui n'ont aucun impact sur la couche d'ozone (eau, alcool ou encore l'air).

Il apparaît que plusieurs systèmes de production de froid pourraient permettre une importante économie d'énergie à la pêche. La récupération de la chaleur émise par le moteur apparaît comme la principale solution pour économiser l'énergie consacrée à la production de froid. Cependant la plupart de ces systèmes ne semblent pas encore prêt pour la marine de travail, soit parce qu'ils ne sont pas adaptés à une application maritime soit pour un problème de coût.

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