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RÉSUMÉ
Pour des raisons sanitaires, de conservation, de concentration et de déshydratation …, les applications du froid sont nombreuses dans l’industrie alimentaire. D’autres secteurs, Comme les industries de transformation (mécaniques, du caoutchouc, des plastiques), le génie chimique, La liquéfaction des gaz, le génie civil ou le traitement des effluents utilisent aussi les procédés de réfrigération.
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Christophe MARVILLET : Professeur du CNAM (Conservatoire national des arts et metiers) - IFFI-CNAM (Institut français du froid industriel et du génie climatique) Paris, France
INTRODUCTION
On a montré dans l’article précédent (Généralités) [BE 9 755], l’extrême diversité des propriétés des corps et des mécanismes de transformation pouvant être fortement affectés par un abaissement de la température. Il n’est donc pas surprenant de rencontrer des utilisations diverses du froid dans la plupart des domaines industriels.
L’industrie agroalimentaire est le secteur le plus concerné par l’utilisation du froid. Les fonctions qui y sont associées sont la conservation des propriétés organoleptiques et des qualités sanitaires des produits, le contrôle des processus de fermentation, en particulier pour le vin et la bière, la concentration de jus et la déshydratation de produits.
Les industries de transformation concernées sont la plasturgie pour le contrôle de température des moules, l’industrie des caoutchoucs pour la valorisation des techniques de cryobroyage, les industries mécaniques pour les techniques de frettage, le durcissement des matériaux ou le traitement de surface. De façon plus générique, la déshumidification de l’air comprimé fait largement appel aux techniques du froid.
La production et la liquéfaction de gaz industriels, la liquéfaction et la purification des gaz d’hydrocarbures constituent un enjeu économique majeur. Ces procédés intègrent, pour la plupart, des dispositifs de production de froid faisant appel à des cycles et des technologies de composants particulièrement complexes.
Le traitement des déchets (gazeux, liquides, solides) fait aujourd’hui appel de plus en plus aux techniques frigorifiques et cryogéniques : ainsi la captation des vapeurs de COV (composés organiques volatils) repose fréquemment sur la condensation et l’adsorption à basse température, et la purification des effluents liquides peut être basée sur les techniques de congélation ou de cristallisation.
Les applications du froid en génie civil se sont développées depuis de nombreuses années que ce soit pour la consolidation des sols lors de la réalisation d’ouvrage souterrain (tunnel, réseau métropolitain…) ou pour le refroidissement de grandes structures en béton.
Les domaines des loisirs ont également bénéficié des progrès des technologies du froid que ce soit dans le domaine bien connu des patinoires ou dans un domaine plus récent en rapide expansion qu’est la production de la neige artificielle.
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MOTS-CLÉS
Procédés industriels Réfrigération Industrie agro-alimentaire Industrie mécanique Industrie chimique
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2001 par Christophe MARVILLET
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6. Conclusion
La présentation des nombreux procédés industriels utilisateurs du froid montre leur richesse et leur diversité. Au-delà de ces différences, quels sont les points convergents à l’ensemble de ces applications ? Sans conteste, on peut identifier trois axes d’évolution future dans la conception et l’exploitation des procédés utilisateurs du froid :
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la recherche d’une réduction des consommations d’énergie et notamment électrique (principale source énergétique des machines de production de froid en Europe) ; cette recherche d’une efficacité énergétique accrue nécessite des développements innovants des composants techniques (échangeurs, pompes…) et de machines frigorifiques. Cela nécessite surtout une optimisation des architectures des systèmes et du pilotage et de gestion de ceux-ci avec une intégration de dispositifs d’intelligence artificielle et de dispositifs de communication des données ;
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le remplacement des fluides frigorigènes de type HFC dans les prochaines années qui est une exigence commune à tous les secteurs professionnels ;
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une intégration effective dans les réseaux énergétiques (électriques en particulier) et une mise en réseau avec les smart grid grâce à des dispositifs de pilotages intelligents mais aussi un usage plus systématique de stockage de froid qui peut permettre une meilleure gestion des appels ponctuels de puissance.
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