Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article montre l'indispensabilité et la diversité des applications du froid, de la climatisation et des pompes à chaleur ainsi que les niveaux de températures correspondants allant de +120°C à -273°C (zéro absolu). Sont abordées les différentes technologies et les problématiques actuelles liées à l'environnement ainsi que les réponses et les développements en cours.
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Paul RIVET : Directeur AF CONSULTING (conseil et formation) - Administrateur AFF (Association Française du Froid) - Vice-président de la commission de l'IIF (Institut International du Froid)
INTRODUCTION
Généralement, on évoque le domaine du froid mais en fait il s'agit de trois domaines utilisant la même technologie et qui sont :
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le froid ou « refrigeration » en anglais couvrant tant le domaine des températures moyennes dites positives entre 0 oC et + 15 oC, que celui des basses températures entre – 10 oC à – 100 oC et des très basses températures au-dessous de – 150 oC vers le zéro absolu – 273 oC ;
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le conditionnement d'air de confort ou industriel dont les températures courantes d'applications varient de + 15 oC à + 30 oC. Dans ces applications, la température n'est pas la seule grandeur contrôlée ; cela peut être aussi, l'hygrométrie, la filtration, la qualité bactériologique etc. ;
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les pompes à chaleur domestiques, collectives ou industrielles, dans lesquelles à partir d'une source de chaleur (si possible gratuite), on élève le niveau de température pour utilisation entre + 45 oC et + 120 oC.
Dans la quasi-totalité des systèmes, la technologie de production de froid – plutôt d'extraction de chaleur – ainsi que celle de production de chaleur, consistent à utiliser un cycle de compression de fluides spécifiques appelés frigorigènes, synthétiques ou naturels (cf. [BE 9 730] Théorie des machines frigorifiques).
D'autres technologies, évoquées plus bas sont utilisables, d'autres en cours d'expérimentation. La technologie de compression présente aujourd'hui un rendement maximal, des coûts d'investissements et d'exploitation compétitifs.
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Développements en cours
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7. Autres technologies de production de froid
On peut s'orienter vers d'autres alternatives existantes ou en développement.
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Absorption
C'est un froid chimique utilisant deux liquides, un absorbeur, un bouilleur, un condenseur. Tour à tour, la solution (par exemple eau+ ammoniac) s'appauvrit en frigorigène en prélevant de la chaleur puis doit être reconcentrée.
Les systèmes à absorption ont été utilisés dès l'apparition du froid artificiel vers 1850 (mélange eau + ammoniac) avec les machines de Ferdinand Carré et vers 1940 avec mélange eau + bromure de lithium.
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Adsorption
Le couple est dans ce cas un fluide changeant d'état et un solide adsorbant (par exemple, zéolithe) qu'il faut régénérer par chauffage.
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Froid magnétique
L'utilisation de l'effet magnéto-calorifique de certains métaux permet le réchauffement et le refroidissement suite à une exposition alternée à un champ magnétique.
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Réfrigération solaire
Trois directions se développent :
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la production d'électricité photovoltaïque pour l'entraînement des organes électriques (compresseur, pompe, ventilateur) ;
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l'utilisation de l'énergie solaire pour cycle de Rankine ;
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le refroidissement par absorption.
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Thermoacoustique
C'est l'utilisation d'ondes sonores avec amplitude de fréquence élevée dans une atmosphère gazeuse pour extraire de la chaleur.
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Thermoélectrique
Par effet Peltier, un flux thermique se crée entre deux matériaux. C'est une technologie ancienne puisqu'un prototype avait été développé en France en 1830.
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Cryogénie
Un certain nombre d'applications utilisent des fluides cryogéniques (azote ou anhydride carbonique).
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Cycle de réfrigération Sterling
Le cycle présente un coefficient de performances COP comparable à celui du froid mécanique mais le développement pour des puissances importantes semble exclu.
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Humidification et dessication
Le refroidissement adiabatique de l'air ambiant par pulvérisation d'eau permet pour certaines applications d'éviter le recours au froid artificiel....
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Autres technologies de production de froid
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - 100 ans au service du développement du froid et ses applications. - AFF (2008).
-
(2) - Le livre Blanc sur les Fluides Frigorigènes. - AFF.
-
(3) - Guide technique pour le refroidissement indirect. - AFF.
-
(4) - Guide des bonnes pratiques pour installations à l'ammoniac. - AFF.
-
(5) - Chaîne du froid du médicamen. - AFF.
-
(6) - 100 ans d'innovation dans le Froid. - AFF.
-
(7) - Indirect Refrigeration systems.Université de Tampere Froid Industriel. - DUNOD.
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Pôle Cristal 10 octobre 2013 à Dinan
Congrès International du Froid organisé par l'IIF tous les 4 ans : dernier à Prague 2011 et prochain Yokohama 2015
Colloques et conférences thématiques de l'IIF : par exemple, conférences Gustav Lorentzen sur les fluides naturels,...
Cold Chain Forum 23 et 24 octobre à Paris
Salon Chillventa à Nuremberg tous les deux ans
Salon Mostra Convegno à Milan tous les deux ans
Colloques AFF lors des salons Interclima et IPA à Paris
HAUT DE PAGE
Règlement Européen 842/2006/CE (dit F Gaz) relatif à des gaz à effet de serre fluorés
Directive 2006/40/CE du parlement européen et du conseil du 17 mai 2006 concernant les émissions provenant des systèmes de climatisation des véhicules à moteur et modifiant la directive 70/156/CEE du Conseil
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