FRANCE – Depuis Janvier 2014, le CEMAFROID, expert indépendant du froid et de la réfrigération, étudie les conditions de stockage de froid requises pour procéder à des effacements du réseau électrique dans la filière de la grande distribution, et ce, en effectuant des modélisations thermiques des aliments. L’enjeu n’est pas négligeable : une économie d’énergie globale dans la filière qui pourrait atteindre 20%.
Le secteur du froid commercial est un secteur prometteur pour procéder à des effacements du réseau, surtout en période de pic de consommation électrique. ? Le gisement d’économies d’énergie est en effet très important dans la grande distribution puisqu’il est estimé que 1600 hypermarchés et 10000 supermarchés (incluant le hard discount) consomment annuellement plus de 10 TWh dédiés à la production de froid pour les meubles frigorifiques de vente et les chambres froides (soit 35% de la consommation globale dans le cas d’un hypermarché et 42.5% dans le cas d’un supermarché). Ces acteurs ont donc tout intérêt à envisager une gestion intelligente de l’effacement, soit dans le but d’obtenir une rémunération indexée sur le volume d’énergie effacée soit pour bénéficier d’un tarif plus avantageux sur leur abonnement. « Nous nous sommes intéressés aux conditions de stockage de froid dans les aliments et nous sommes penchés sur la modélisation thermique des produits dans des conditions de conservation très différentes », explique THOMAS MICHINEAU, chef d’unité expertise et étude du CERNAFROID. La modélisation thermique dans différentes conditions doit permettre de mettre au point un outil de modélisation qui détermine au mieux la température en tout point du produit alimentaire en fonction de la température de l’air environnant. En évaluant au plus juste cette température, ainsi que le temps de maintien en température des éléments en fonction de leurs propriétés thermo-physiques (conductivité thermique, masse, volume, surface d’échange…), on peut ainsi envisager sans courir de risques sanitaires, de stocker du froid – jusqu’à un certain degré – dans ces aliments et donc arrêter les systèmes de réfrigération lorsque les aliments restituent ce froid.
Un logiciel de pilotage des effacements
Le CEMAFROID a d’abord identifié les aliments types qui représentent le panier moyen d’un consommateur (produits carnés, produits laitiers, salades etc.) ainsi que les conditions d’échanges thermiques les plus fréquentes.
Pour l’instant, nous avons effectué des essais avec des aliments à 2°C ou 4°C soumis à une température ambiante constante de 20°C », souligne THOMAS MICHINEAU. L’idée est bien sûr d’élargir les essais à d’autres types d’échanges thermiques (température de l’air non-constante, produits surgelés à -18°C etc.). Après ces identifications, il a fallu créer le modèle mathématique permettant de déterminer les températures en tout point des produits et ainsi estimer le temps de restitution du froid par les aliments en cas d’arrêt du système de refroidissement. Ce modèle, basé sur une étude réalisée en 1986 par CHOI et OKOS, a alors été validé après avoir été comparé à une série de mesures expérimentales en laboratoire dans une chambre climatique, à l’aide de capteurs de flux et de capteurs de température. « Nous souhaiterions maintenant affiner et complexifier notre modèle mathématique en modélisant ce qu’il se passe réellement dans des meubles frigorifiques de vente d’un magasin, qui peuvent être ouverts fréquemment, et l’utiliser sur l’ensemble des produits qui constituent le panier moyen », précise THOMAS MICHINEAU. Dans le futur, l’étude du CEMAFROID devrait mener à la mise en place, en collaborant avec des spécialistes de la supervision en froid commercial, d’un logiciel de pilotage des installations de froid à même de gérer de façon autonome les périodes favorables au stockage et à la restitution de froid et donc les effacements.
