Image : ie-group/TGW

On estime que 60 % des denrées alimentaires transportées dans le monde, ainsi que les produits pharmaceutiques et autres produits thermosensibles, nécessitent une réfrigération à au moins un point de la chaîne d'approvisionnement. La consommation d'énergie est donc élevée, et sa réduction est primordiale dans la logistique à température contrôlée. Un projet de la ZHAW explore les opportunités et les possibilités.

Ces dernières années, de nombreuses mesures ont été prises en termes de planification, de logistique et de machines pour réduire la consommation d’énergie et les émissions de CO2.

Thomas Hanhart, expert en logistique et construction industrielle chez ie-group engineers, sait par expérience qu'il n'existe pas de solution universelle applicable à tous les projets de planification. « Fondamentalement », explique-t-il, « les exigences relatives à un entrepôt frigorifique doivent être définies avec le client. » La durabilité est une priorité absolue pour de nombreux clients. Une enveloppe extérieure parfaitement hermétique est essentielle. Lors de la conception de l'intérieur, une attention particulière doit être portée à la technologie des portes.

Photo : Frigoconsult

La structure de l'entrepôt frigorifique doit être prise en compte dès le départ. Les points d'amarrage et les rampes ne doivent pas être situés du côté ensoleillé, explique Beat Schmutz, directeur général de SSP Kälteplaner. Le comportement opérationnel des employés, les personnes qui y travaillent, leur discipline en matière d'entrée et de sortie des zones à température contrôlée et, dans ce contexte, la présence de portes rapides ne doivent pas être sous-estimés. « Cela dépend des mouvements logistiques et, bien sûr, du climat extérieur du site soigneusement sélectionné », précise le PDG de SSP.

B. Schmutz, PDG de Kälteplaner

Les performances du système doivent être ajustées pour atteindre un état stable de consommation d’énergie et une capacité fiable de la configuration globale.

« L'empreinte CO2 », déclare Arne Holland, responsable des systèmes, des ventes et de l'ingénierie des installations chez Stöcklin, fournisseur renommé de solutions intralogistiques à Laufon, en Suisse, « peut être largement optimisée aujourd'hui ». Cela commence par la fabrication des systèmes de transport interne, des convoyeurs, des chariots de manutention et des matières premières nécessaires, de l'acier, des composants et des composants électroniques, et s'étend des conditions de transformation et de production jusqu'à la vente. Chez Stöcklin, ce défi est pris au sérieux. Un groupe de travail dédié a été créé pour étudier les futures exigences en matière d'émissions et leur réduction globale.

V. Adelfio

La majeure partie des émissions de CO₂ est générée par le cycle de vie de l'appareil, qui s'étend sur des années, voire des décennies. « Nos clients souhaitent une confirmation claire de notre engagement en matière de réduction des émissions de CO₂ », déclare Valentin Adelfio, responsable de la division chariots industriels chez Stöcklin. Dans le domaine des batteries de véhicules, la technologie lithium-ion a récemment offert des avantages significatifs pour les applications de congélation jusqu'à -28 °C. Comparée aux batteries plomb-acide, qui perdent la moitié de leur capacité à cette température, la batterie lithium-ion présente un rendement supérieur de 20 à 30 %. Pour une utilisation en surgélation, elle est spécialement isolée et maintenue à température de fonctionnement.

Fig. : Jungheinrich

Il y a une trentaine d'années, Jungheinrich construisait son premier entrepôt de produits surgelés en Suisse, explique Pascal Martin, chef de projet systèmes logistiques chez Jungheinrich à Hirschthal. Pendant un temps, le couplage CC sur les machines de stockage et de déstockage, utilisé pour limiter les pics de puissance et réinjecter de l'énergie dans le système lors des baisses de charge, était la solution « ultime ». Cependant, cette méthode ne permettait une récupération que très rapidement. On utilise aujourd'hui des supercondensateurs à cette fin : ils peuvent stocker temporairement l'énergie excédentaire et la restituer sur des périodes plus longues.

Vérifiez le brouillon

Roger Grüter, directeur des ventes Chariots industriels et Formation à Hirschthal, estime qu'il est essentiel de surveiller l'efficacité énergétique des véhicules utilisés dans le secteur de la congélation afin de pouvoir documenter et quantifier précisément les émissions globales de CO2. Pour la construction de rayonnages dans ce secteur, la nuance d'acier est bien sûr importante, mais cela s'applique également à la construction des véhicules. « Les boulons doivent être en acier inoxydable, et les joints et lubrifiants doivent être adaptés. »

Fig. : Efaflex

Pare-brise ? Impossible par temps glacial. « Ils pourraient s'embuer. » Jungheinrich a relevé ce défi avec sa gamme de chariots PowerLine. La batterie lithium-ion intégrée garantit une neutralité carbone à 100 %, de la production à la livraison au client.

Points lumineux

Un sujet récurrent : la technologie des portes et portails. Felix Schneider, représentant le fournisseur Efaflex, explique l'énorme potentiel d'économies que représentent les portes rapides. « Dans le sas, la température oscille entre 4 et 8 °C, et dans la zone de congélation, elle descend jusqu'à -35 °C. » De telles différences de température, combinées à l'humidité, entraînent souvent la formation de glace. C'est l'occasion idéale de mettre en avant une nouvelle porte rapide qui, après une ouverture et une fermeture en quelques secondes, plaque mécaniquement les lames contre le cadre.

Photo : FrigoConsult

Parmi les nombreuses solutions permettant de minimiser l'apport de chaleur, même involontaire, l'éclairage mérite qu'on s'y intéresse. Son rôle de facteur de réchauffement a été reconnu et sa consommation énergétique a été considérablement réduite. Pour Daniel Fluehmann, du fournisseur de systèmes d'éclairage SchahLED, les lampes à décharge haute pression, utilisées depuis des décennies, sont de véritables consommatrices d'énergie. Un accord signé à Davos en 2018 prévoit en effet de diviser par deux la consommation électrique des systèmes d'éclairage en Suisse d'ici 2025. Si les LED sont plus chères à l'achat, elles sont faciles à contrôler grâce à des allumages et extinctions plus fréquents. Leur consommation comparativement extrêmement faible et leur efficacité lumineuse élevée sont rapidement rentabilisées en termes d'entretien.

Image : SUPSI/ZHAW

D'un point de vue purement mécanique, explique Marcel Meier, chef de projet chez Frigo-Consulting, le potentiel d'économie d'énergie dans la technologie de réfrigération actuelle est déjà largement épuisé.

« Historiquement », explique-t-il, « l'ammoniac a été le réfrigérant privilégié pour les grands systèmes. » Comparé aux chlorofluorocarbures halogénés (CFC), l'impact environnemental a déjà été réduit de 1 500 à 2 500 fois par rapport aux réfrigérants autrefois courants. Il est désormais possible d'exploiter des entrepôts frigorifiques et des halls frigorifiques de plus grande taille avec du CO₂. Le plus grand potentiel d'optimisation réside actuellement dans un contrôle précis à l'aide de logiciels informatiques. Les systèmes au CO₂ présentent un avantage à cet égard, car ils peuvent « augmenter » leur efficacité de plusieurs points de pourcentage grâce à des différences de pression extrêmement élevées, telles que celles utilisées par les procédés physiques de réfrigération pour produire du froid, et grâce aux « éjecteurs ».

Image : ZHAW/SUPSI

Un modèle de simulation de la Haute École de Zurich pourrait permettre d'explorer les options de transport et de stockage disponibles dans leur contexte et de réduire davantage l'impact global. « Le modèle inclut le transport, la logistique, la production, l'entreposage et, bien sûr, la réfrigération nécessaire à tous ces domaines », explique Viola Rühlin, assistante de recherche au sein du domaine de recherche « Gestion durable de la chaîne d'approvisionnement et mobilité ». Bien sûr, le dioxyde de carbone n'est qu'un gaz à effet de serre parmi d'autres, mais selon les normes internationales de protection du climat, il sert également de valeur de référence pour la conversion des impacts d'autres polluants. Rühlin : « Nous travaillons avec des équivalents CO₂ afin de pouvoir comparer différentes émissions entre elles. »

P. Senn

« Un programme prêt à l'emploi et une certification correspondante seraient idéaux », explique Jürgen Rammerstorfer, l'un des initiateurs et consultant du projet. Les utilisateurs pourraient ensuite saisir leurs valeurs à l'écran et ajuster les paramètres en fonction du mode de transport utilisé, pour finalement sélectionner la variante présentant les émissions polluantes et la consommation d'énergie les plus faibles. « Y compris les coûts qui en découlent », ajoute-t-il après un instant de réflexion.

Ce niveau d'effort relativement élevé est-il vraiment sérieux, et ne relève-t-il pas simplement d'une stratégie d'« écoblanchiment » désormais saluée dans le monde entier avec des valeurs purement nominales ? « Absolument pas », déclare Patrick Senn, responsable de la division Systèmes, Ingénierie, Mécanique et Systèmes de contrôle chez Stöcklin. Si la prise en compte des aspects de durabilité est désormais considérée comme un avantage marketing, de nombreuses entreprises doivent également faire face à la concurrence internationale. « Toutes les économies d'énergie que nous pouvons réaliser ne doivent pas être compensées ultérieurement par l'empreinte carbone. »

La vidéo SVTL sur le sujet

www.svtl.ch