Projet Européen Cryohub (2016-2021)

Développement d’un procédé de stockage d’énergie cryogénique dans un entrepôt frigorifique utilisant des énergies renouvelables

Site du projet européen Cryohub

Le stockage cryogénique utilise des liquides à basse température (par exemple l'air liquide ou l'azote liquide) comme un milieu de transfert et d’accumulateur d'énergie. Le concept d'utilisation d'un système de stockage d’énergie par voie cryogénique est relativement simple:

• Pendant les heures creuses (tarif électrique bas), l'air ambiant est comprimé, liquéfié et stocké dans une cuve isotherme (période de chargement). Cela permet de stocker des sources d’énergie renouvelable (éoliennes, panneaux photovoltaïques, etc.) quand elles produisent plus d’électricité que nécessaire pour répondre à la demande.
• Pendant les heures pleines, le liquide cryogénique est pompé, évaporé, chauffé par la chaleur de récupération et ensuite détendu dans une turbine pour produire de l’énergie électrique (période de déchargement).

Ce système est appliqué aux usines de produits alimentaires et entrepôts frigorifiques afin de fournir les besoins de refroidissement et d’énergie sur place. Irstea s’intéressera à l’analyse des performances énergétiques d’un système de stockage cryogénique.

Partenaires :

• LSBU (coordinateur)
• 13 partenaires parmi lesquels Air liquide, University de birmingham, IIR……

Projet ANR Opticold

Pour une éco-conception de la chaîne du froid : optimisation de la consommation énergétique, de la sécurité, de la qualité et de la durée de vie des aliments réfrigérés (2016-2019)

La chaîne du froid permet la fabrication et la commercialisation dans de bonnes conditions de qualité et de sécurité d’un très grand nombre d’aliments, mais elle représente un coût énergétique très élevé. L’objectif du projet OPTICOLD est d’améliorer la durabilité de la chaîne du froid en optimisant le compromis entre le coût énergétique, la sécurité, la qualité et la durée de vie pour les aliments transformés réfrigérés. Actuellement, la chaîne du froid est principalement gérée sur le respect des contraintes de consignes de températures, fixées par la réglementation et les spécifications entre producteurs et distributeurs. Le projet propose une approche totalement différente, en visant un pilotage multicritère de la chaîne du froid où la minimisation de la consommation énergétique aurait un rôle majeur.

Il porte sur les aliments transformés conservés au froid positif. Trois catégories d‟aliments seront étudiées, recouvrant des conditions très différentes pour apporter un caractère générique au projet : aliment vivant dont l’altération est principalement physiologique (salades de 4ème gamme), aliment inerte non cuit (fonds de tarte frais), aliment pasteurisé (pâtes fraiches). Les possibilités de généraliser la démarche développée sur ces trois catégories à d’autres aliments réfrigérés seront explorées.

Partenaires :

INRA Avignon (coordinateur), Irstea (FRISE et TERE), ANSES, AERIAL, ANIA, Cerelia, Sodicru, Atelier BIO, Clauger

Projet EMATAL

Etude pour la MAîtrise des Températures des Aliments conditionnés en palette qui dégagent de la chaleur tout au long de la chaîne Logistique: application au cas des fromages (Janvier 2016- juin 2019)

Un projet sur l'expertise thermique

En raison de l'importance de la chaleur dégagée par l'activité respiratoire des fromages, la maîtrise des températures de ces denrées tout au long de la chaîne du froid a été identifiée comme un enjeu industriel majeur afin de préserver toutes leurs qualités gustatives et sanitaires. Afin de pouvoir répondre à cette problématique, le projet de recherche partenarial EMATAL (Etude pour la MAîtrise des Températures des Aliments conditionnés en palette qui dégagent de la chaleur tout au long de la chaîne Logistique: application au cas des fromages) a été élaboré et mené en collaboration et le soutien financier du CNIEL (Centre national interprofessionnel de l'économie laitière).

Un brevet de calorimètre mobile pour maîtriser la température des fromages conditionnés en palettes.
Le calorimètre correspond à une demande de la profession, sa licence est gratuite pour les producteurs laitiers français.
Brevet déposé FR1758959 « Système et procédé de calorimétrie à détermination multiple de flux de chaleur »

Une thèse sur les températures au sein des palettes de fromage au cours de la chaîne du froid
La thèse Cifre de Anh Thu Pham, encadrée à Irstea par Jean Moureh, permettra de caractériser les niveaux de températures au sein des palettes de fromage au cours de la chaine du froid en prenant en compte les différentes typologies de palettisation (forme, mode de conditionnement, ajourage des cartons, agencement sur les palettes), la ventilation extérieure induite par les équipements frigorifiques, ainsi que la chaleur dégagée par les fromages. Le modèle thermique mis au point à partir des résultats sera transféré à la profession.

Partenaire

L'Interprofession laitière – Cniel, association loi 1901, a été créée en 1973 par les producteurs et les transformateurs pour faciliter les relations entre producteurs et transformateurs de la filière laitière et promouvoir l'image du lait et des produits laitiers.

Projet ADEME Flexifroid

Effacement des entrepôts frigorifiques de surgelés : évaluation de l'impact énergétique et du risque produit (2016-2019)

Le projet Flexifroid a été sélectionné dans le cadre de l’appel à projets ADEME « Energie durable: production, gestion et utilisation efficace ». D’une durée de 36 mois, pour un budget total de 589 k€, ce projet associe Irstea et Bonduelle afin de répondre aux deux principales interrogations des industriels et des entreposeurs à propos de l’effacement électrique :

• Quel est l’impact que peut avoir les fluctuations de température sur la qualité des produits alimentaires stockés (formation du givre en particulier) ?
• Quel est l’impact énergétique (effet rebond, effet report…) d’un effacement dans un entrepôt à température négative ?

Partenaire :

Bonduelle

Projet ADEME EFFIC-AC

Ce projet vise à quantifier l’impact sur la consommation de la fonction climatisation, à identifier et développer les solutions permettant de le réduire de manière significative, contribuant ainsi à la réduction de la consommation réelle des véhicules. L’objectif est de réduire de 25 % la consommation de carburant induite par la climatisation. Pour atteindre cet objectif toute la fonction climatisation traditionnelle sera remise à plat.

Partenaires :

• Valeo
• Renault

Projet ANR ECOSEC

Réduction de l’impact environnemental des opérations d’hygiène dans les ateliers agro-alimentaires réfrigérés par une utilisation optimale de la déshumidification de l’air, 2013-2016

L’objectif du projet est d’étudier l’influence de la déshumidification de l’air sur la destruction microbienne dans les ateliers agro-alimentaires. Dans ces ateliers, l’humidité ambiante est élevée car l’eau est souvent utilisée pour des rinçages et des nettoyages tout au long de la journée. Des solutions techniques seront proposées permettant de réduire la consommation d’eau tout en assurant l’hygiène dans l’atelier.

Le projet associe 4 laboratoires publics: Anses (Coordinateur), Irstea, AgroSup Dijon, Inra Theix et 3 industriels: MF Conseil (Société consultante), Dessica (fabricant de déshumidificateur d'air) et Labeyrie (fabricant de produits alimentaires)..

FRISBEE European project

Food Refrigeration Innovations for Safety, consumers’ Benefit, Environmental impact and Energy optimisation along the cold chain in Europe.(2010-2014)

Le projet doit permettre d'élaborer de nouveaux outils de modélisation mathématique innovants qui allient qualité et sécurité alimentaire en collaboration avec les aspects énergétiques, environnementaux et économiques pour prévoir et contrôler la qualité des aliments et la sécurité dans la chaîne du froid.

Site du projet européen FRISBEE

Projet ANR Nuage

Nouveaux outils pour la caractérisation de conditions aéronautiques givrantes (2016-2019)

Le projet s’inscrit dans le cadre de la sécurité aérienne liée au risque de givrage. Des accidents récents en conditions givrantes incriminant des gouttes ayant des diamètres entre 50 microns et 1 millimètre ont conduit à modifier la réglementation de certification des aéronefs. Ce projet vise à développer, à partir de techniques existantes, de nouveaux diagnostics expérimentaux pour mesurer la température de gouttes surfondues, la fraction de glace au sein de la goutte et l’hygrométrie en présence de gouttes dans des conditions givrantes aéronautiques.

Partenaires :

LEMTA, CORIA, DGA

Projet ANR CRISALHYD

Secondary refrigeration application by CO2 hydrate slurry: from hydrate crystallization to their integration in cold storage and transportation processes (2014-2018)

Le ANR Crisalhyd  vise à valider le concept de réfrigération par coulis d’hydrates de CO2 basé sur une approche multi-échelle allant de l'intensification des processus microscopiques de cristallisation au dimensionnement d’installation à l'échelle pilote. Les objectifs du projet ANR Crisalhyd sont :

• L’intensification et la maîtrise de la cristallisation et de la fusion des hydrates
• L’évaluation des propriétés thermophysiques des coulis d’hydra
• Le développement d’un outil numérique pour modéliser les systèmes à base d’hydrate
• Le dimensionnement de systèmes à impact énergétique et environnemental réduit

Ce projet associe des laboratoires spécialisés dans la caractérisation expérimentale des hydrates (ENSTA) et dans les approches de modélisation de systèmes (LIMSI), ainsi que deux industriels.

Projet CNRS Exploratoire Formhydable

Modélisation thermodynamique des cycles de formation / dissociation des coulis d’hydrate mixtes pour le transfert et la récupération de chaleur dans les systèmes de réfrigération secondaire, (2013-2014)

Le projet propose d’étudier par une approche de modélisation thermodynamique différents cycles de formation/dissociation d’hydrates mixtes formés à partir de gaz et de sel pour des applications en boucle de réfrigération secondaire. L’objectif de cette étude vise à caractériser les transferts gazeux et thermiques au sein de ces systèmes pour les différents cycles étudiés. Il s’agit d’évaluer l’impact de ces transferts sur l’efficacité de procédés de stockage et de distribution de froid par hydrates mixtes. Ce travail s’inscrit également dans le cadre d’applications de cogénération pour des procédés thermiques fonctionnant à différents niveaux de température.
Le projet associe 2 laboratoires publics: le LIMSI (Coordinateur) et Irstea.

Projet ANR Carnot/Fraunhofer – TES-PCS

Stockage d'énergie thermique par coulis à changement de phase pour le refroidissement (2010-2014)

Les objectifs de ce projet consistent à développer des coulis à changement de phase stables et adaptés à des applications frigorifiques de climatisation dans une gamme de température allant de 0 °C à 20 °C et à étudier leur application comme systèmes de stockage de froid pour les installations de climatisation solaires avec le rendement le plus élevé. Les coulis à changement de phase étudiés dans ce projet sont des émulsions de paraffine/eau et des coulis d'hydrates ainsi que la combinaison des deux.

Le projet associe Irstea et 1 laboratoire public allemand (Umsicht – Fraunhofer).

• Site du projet  http://phasechangeslurries.net/

CAFÉ european project

Computer-Aided Food processes for control (2009-2013)

L'objectif de ce projet est de développer des outils permettant le contrôle des procédés de fabrication des aliments, en mettant en œuvre des connaissances expérimentales, des modèles et des nouveaux capteurs. L'approche était basée sur 4 cas d'études : Fabrication du vin, Filtration de la bière, Lyophilisation des ferments lactiques et Production de sorbets.

Projet ADEME (APEPI) – MIXHYTE

Coulis d’hydrates mixtes pour des applications frigorifiques multi-températures (2010-2013)

L’objectif de ce projet vise à étudier des fluides frigoporteurs diphasiques à base d’hydrates mixtes capables d’une part de réduire l’utilisation des fluides frigorigènes et d’autre part de couvrir les besoins d’applications de stockage et de distribution de froid opérant à différents niveaux de température et de puissance.

Le projet associe 2 laboratoires publics: Irstea (Coordinateur) et l’EnstaParisTech.