Projet ANR Coolhyd (2023-2026)

Vers un nouveau système de refroidissement à base de coulis d’hydrates de CO₂ 
Towards a complete CO₂ hydrate slurry-based cooling application

Avec un coût équivalent à 20 % de la consommation électrique mondiale, et des fluides frigorigènes fortement réglementés, l’industrie du froid doit faire face à plusieurs enjeux de développement durable tout en assurant son rôle fondamental pour divers secteurs (alimentaire, climatisation…). L’usage de coulis de matériaux à changement de phase (MCP) en réfrigération secondaire est une solution pour réduire la part des frigorigènes et améliorer les performances énergétiques. Ces suspensions de MCP peuvent en effet stocker et véhiculer de grandes quantités de froid par chaleur latente, un atout pour le dimensionnement et le rendement des installations. Les hydrates de CO₂ sont des MCP à fort potentiel : ils possèdent la meilleure chaleur latente parmi tous les MCP en réfrigération et sont stables sur une grande plage de température ; ils peuvent être formés par injection de gaz, évitant les procédés par raclage énergétiquement pénalisant ; enfin ce sont des matériaux verts car constitués d’eau et de CO₂. Un système de réfrigération secondaire repose sur 3 étapes principales : génération, transport et utilisation (restitution du froid). Ainsi, les coulis doivent répondre à différentes contraintes liées à ces étapes pour assurer une bonne continuité du procédé. En particulier, le contrôle de la cinétique de cristallisation des hydrates et des conditions d’écoulement des coulis, avec une distribution en taille de cristaux (DTC) adaptée, constitue toujours un verrou majeur. L'objectif global du projet COOLHYD est de proposer une approche fondamentale et systématique pour répondre aux enjeux de cinétique, de rhéologie et de continuité impliquées dans l'application de réfrigération à base de coulis d'hydrate de CO₂. On s’intéressera en particulier à : comprendre l'impact des conditions de génération des coulis sur les propriétés critiques pour le procédé (DTC, fraction solide en suspension, régimes d’écoulement) ; développer des modèles reliant ces propriétés critiques aux propriétés rhéologiques (pour le transport des coulis) et thermique (pour leur utilisation) ; optimiser la performance énergétique de l'ensemble du procédé, en fonction de l'architecture du dispositif et des variables de contrôle liées aux conditions de génération, de transport et d’utilisation, afin de fournir des recommandations pour concevoir un système de réfrigération secondaire efficace.

Partenaires

• Toulouse Fluid Mechanics Institute (IMFT)
• Laboratory of Chemical Engineering and Materials (LGPM EA 4038 – CentraleSupelec – Université Paris-Saclay)

Projet ANR Supershield (2023-2026) 

Evaluation et optimisation de technologies innovante pour la chaîne du froid de superchilling 
Evaluating and optimising innovative technologies for superchilling cold chain 

Selon les données les plus récentes de la FAO, les pertes/gaspillages de produits alimentaires sont estimées à 12% des produits alimentaires et peuvent atteindre 30% pour les produits hautement périssables comme la viande ou le poisson. Une chaîne du froid améliorée avec des durées de conservation plus longues pourrait réduire considérablement ces pertes et éviter les émissions de CO₂ associées à la production gaspillée.  

La technologie du superchilling a ce considérable potentiel de fournir un produit ultra-frais de haute qualité et d’une durée de conservation plus longue que celle des aliments réfrigérés. La température du produit doit être maintenue juste en dessous du point de congélation. La quantité de glace doit alors être contrôlée avec précision afin de maintenir une teneur en glace autour de 30%-35%. A ce niveau de température, une très faible croissance microbienne est observée. Ceci est particulièrement important pour les bactéries pathogènes psychrophiles telles que Listeria monocytogenes. 

Le projet SUPERSHIELD vise à générer de nouvelles connaissances et à développer des concepts et des techniques innovantes pour relever les défis spécifiques de cette technologie. Un accent particulier sera mis sur le contrôle de la teneur en glace tout au long de la chaîne du froid à l'aide de capteurs et d'équipements adaptés. Un autre objectif est une compréhension approfondie de la relation entre la microstructure du produit et de l'évolution de la croissance de pathogènes en la comparant en particulier à celles des aliments réfrigérés. Une évaluation du potentiel de cette technologie pour préserver les aliments de la croissance de Listeria monocytogenes sera également effectuée. Enfin, une analyse globale des impacts énergétiques et environnementaux complètera ces approches afin de donner aux acteurs de la filière agro-alimentaire, mais aussi aux décideurs politiques toutes les informations nécessaires pouvant les aider à la prise de décision. 

Partenaires

• FRISE/INRAE
• ONIRIS
• IFIP
• CRITT

Projet européen ENOUGH (2021-2025)

Réduction des émissions de gaz à effet de serre des chaînes logistiques alimentaires d'ici 2050
European food chain supply to reduce GHG emissions by 2050

ENOUGH est un projet européen d'une durée de 4 ans qui rassemble 29 partenaires européen, académiques, industriels et organisations de 11 pays différents. Ce projet a pour objectif de contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre de la filière logistique de l'agroalimentaire de 50% et tendre vers la neutralité carbone d'ici 2050. Les principaux objectifs du projet sont de: 

1. Construire une stratégie pour implémenter une chaîne d'approvisionnement alimentaire visant à long terme une émission nulle de gaz à effet de serre
2. Explorer par une approche système les voies de réduction, de stockage, de gestion et de limitation des demandes en énergie et en émission de carbone de la chaîne alimentaire
3. Fournir aux entreprises européénnes de l'agroalimentaire une information quantifiée et validée sur les possibilités de décarbonisation de la filière
4. Démontrer des technologies de décarbonisation de l'industrie alimentaire (niveau de développement de TRL5 à TRL7)
5. Fournir à la filière agroalimentaire européene des outils pour les guider sur la voie de la décarbonisation
6. Communiquer l'information issue du projet vers les entreprises, les décideurs et l'ensemble des acteurs de la filière

Projet ANR EcoFreshChain (2021-2024)

Eco-design of fruit and vegetable packaging and postharvest cold chain

EcoFreshChain est un projet ANR d’une durée de 4 ans coordonné par FRISE et avec 5 partenaires (UM-IATE, CTIFL, CTP, UMR SayFood et LGI). Il a pour but de concevoir un nouvel emballage biodégradable pour préserver les fruits et les légumes le long de la chaîne post-récolte jusqu’à la consommation. Plusieurs questions liées à cet emballage biosourcé seront étudiées: maîtrise des transferts thermiques/hydriques et de l’écoulement d’air au sein de la palette en interaction avec les échanges au sein de l’atmosphère modifiée des emballages, acceptation par le consommateur, coût logistique induit et impact environnemental. Pour optimiser la chaîne post-récolte en termes de qualité, de coût et d’impact environnemental, une approche multidisciplinaire sera développée incluant pratiques des professionnels, technologie de l’emballage unité de vente, qualité du produit et durée de conservation, équipement frigorifique, organisation logistique et analyse du cycle de vie. L'approche développée sera validée pour les salades (circuit local) et les fraises (circuit long) et pourra être généralisée à la filière fruits et légumes.

Partenaires

• FRISE/INRAE
• UM/IATE
• CTIFL
• CTP
• UMR SayFood
• LGI

Projet STEP (2021-2023)

Vers une personnalisation des températures de STockage Et de transport des Produits surgelés 

Le projet a pour principal objectif de rassembler au sein d’un groupe de réflexion les différents acteurs de la filière des produits surgelés : (i) académiques (INRAE, Anses…) ; (ii) industriels (au travers d’associations et de syndicats) ; (iii) acteurs des politiques publiques (DGAL, Ademe, Anses…) afin de mettre en commun les connaissances déjà acquises sur l’impact des températures et des variations de températures sur la qualité et la sécurité sanitaire des produits surgelés, mais aussi sur la consommation énergétique et l’impact environnemental. Chacun de ces groupes d’acteurs de la chaîne du froid dispose de données de mesures et/ou de modèles cinétiques qui, une fois transmis à la connaissance des acteurs des politiques publiques au sein du groupe, devraient permettre de donner une vision plus claire des conséquences d’une remontée des températures, qu’elle soit temporaire (ruptures de la chaîne du froid) ou permanente (températures réglementaires). La production d’outils d’aide à la décision tels que des fiches de synthèse et des abaques sont des résultats concrets attendus. Un autre résultat attendu est de mettre en évidence le manque éventuel de connaissances scientifiques ou de terrain sur certaines spécificités afin de définir des pistes de recherche et des projets de recherche à construire.

Partenaires

• FRISE/INRAE
• DGAL
• ADEPALE
• ANSES
• Autres acteurs de la filière

Projet CASDAR FreshQualiTom (2020-2023)

Impact du froid sur les qualités commerciales, organoleptiques et nutritionnelles de la tomate au cours du circuit logistique

FreshQualiTom est un projet du "Compte d'Affectation Spécial du Développement agricole et rural" (CASDAR) du Ministère de l'Agriculture d’une durée de 4 ans coordonnée par le CTIFL. Les professionnels des fruits et légumes rencontrent des problèmes liés à la qualité des tomates qui sont souvent source de déception gustative pour les consommateurs. Le refroidissement et le stockage inadaptés pourraient être à l’origine d’une baisse de la qualité. La maîtrise du froid par la compréhension de la circulation d’air, des transferts thermiques autour et au sein d’une palette est une contribution de Frise en complément avec l’expertise de qualité du Ctifl. FRISE contribue également à la mise en place de l’étude terrain de suivi de température et d’hygrométrie lors d’une chaîne logistique de tomates.

Partenaires

• FRISE/INRAE
• CTIFL (Centre Technique Interprofessionnel des Fruits et légumes)

Projet ANR MUSCOFI (2019-2022)

Phénomènes Multi-échelles et Multi-phases dans les Fluides Complexes pour les Industries Energétiques

Présentation du projet : MUSCOFI ANR-18-CE05-0028

Programme ANR : Une énergie durable, propre, sûre et efficace (CE05) 2018

Partenaires

• FRISE/INRAE
• LCPQ LABORATOIRE DE CHIMIE ET PHYSIQUE QUANTIQUE
• LGC LABORATOIRE DE GENIE CHIMIQUE
• UCP UCP - ENSTA ParisTech