On estime que 60 % des produits alimentaires transportés dans le monde, ainsi que les produits pharmaceutiques et autres marchandises thermosensibles, nécessitent une réfrigération à au moins une étape de leur chaîne d'approvisionnement. La demande énergétique est par conséquent élevée, ce qui rend sa réduction cruciale dans la logistique du transport à température contrôlée. Un projet de la ZHAW explore les opportunités et les possibilités offertes par ce domaine.
Ces dernières années, de nombreuses mesures ont déjà été prises en matière de planification, de logistique et de machines afin de réduire la consommation d'énergie et les émissions de CO2.
Thomas Hanhart, expert en logistique et construction industrielle au sein du bureau d'études ie-group, sait d'expérience qu'il n'existe pas de solution universelle. « En résumé », explique-t-il, « les exigences relatives à un entrepôt frigorifique doivent être définies en concertation avec le client. » Le développement durable est une priorité pour nombre d'entre eux. Une enveloppe extérieure parfaitement étanche est indispensable. Lors de la conception intérieure, une attention particulière doit être portée à la technologie des portes.
Photo : Frigoconsult
Les caractéristiques structurelles de l'entrepôt frigorifique doivent être prises en compte dès le départ. Les points de chargement et les rampes ne doivent pas être exposés au soleil, explique Beat Schmutz, directeur général de SSP Kälteplaner. Le comportement des employés, notamment le respect des règles de circulation aux entrées et sorties des zones à température contrôlée, et, dans ce contexte, la présence de portes rapides, ne doivent pas être sous-estimés. « Tout repose sur la fluidité des flux logistiques et, bien sûr, sur les conditions climatiques extérieures du site soigneusement choisi », conclut le PDG de SSP.
Planificateur frigorifique CEO B. Schmutz
Les performances du système doivent être ajustées afin d'atteindre un état stable en termes de consommation d'énergie et de capacité fiable de la configuration globale.
« Le bilan carbone », affirme Arne Holland, responsable des usines, des ventes et de l'ingénierie chez Stöcklin, fournisseur renommé de solutions intralogistiques basé à Laufen, en Suisse, « peut être largement optimisé dès aujourd'hui. » Cela commence par la production des systèmes de transport interne, des convoyeurs, des chariots élévateurs et des matières premières nécessaires (acier, composants et pièces électroniques), et s'étend aux méthodes de transformation et aux conditions de production, jusqu'au point de vente. Stöcklin prend ce défi très au sérieux. Un groupe de travail dédié a été mis en place afin d'anticiper les futures exigences en matière d'émissions et de leur réduction globale.
V. Adelfie
La plus grande part des émissions de CO2 provient du cycle de vie du produit chez l'utilisateur final, qui s'étend sur des années, voire des décennies. « Nos clients souhaitent une confirmation claire de notre engagement en faveur de la réduction des émissions de CO2 », déclare Valentin Adelfio, directeur de la division Chariots industriels chez Stöcklin. Dans le domaine des batteries pour véhicules, la technologie lithium-ion a récemment offert des avantages considérables, notamment pour une utilisation dans des environnements à très basses températures, jusqu'à -28 °C. Comparée aux batteries au plomb, qui perdent la moitié de leur capacité à ces températures, l'efficacité de la batterie lithium-ion est supérieure de 20 à 30 %. Pour une utilisation en environnements à très basses températures, elle est spécialement isolée et maintenue à température de fonctionnement.
Fig. : Jungheinrich
Jungheinrich a construit son premier entrepôt de produits surgelés en Suisse il y a un peu plus de 30 ans, explique Pascal Martin, chef de projet Systèmes logistiques chez Jungheinrich à Hirschthal. À l'époque, la connexion par liaison CC sur les transstockeurs, utilisée pour réduire les pics de consommation et réinjecter de l'énergie dans le système lors de la descente des charges, était à la pointe de la technologie. Cependant, cette méthode de récupération d'énergie n'était efficace qu'à court terme. Désormais, on utilise des supercondensateurs, capables de stocker l'énergie excédentaire et de la restituer sur de plus longues périodes.
Échec et mat au brouillon
Roger Grüter, responsable des ventes de chariots industriels et du département de formation chez Hirschthal, considère qu'il est essentiel de surveiller de près l'efficacité énergétique des véhicules utilisés dans le secteur des produits surgelés afin de démontrer et de quantifier précisément les émissions totales de CO2. Il souligne que la qualité de l'acier est cruciale pour les rayonnages utilisés dans les environnements de surgelés, mais cela vaut également pour la construction des véhicules. « La boulonnerie doit être en acier inoxydable, et les joints et lubrifiants doivent être parfaitement adaptés. ».
Fig. : Efaflex
Pare-brise ? Impossible par temps glacial. « Ils risqueraient de s’embuer. » Jungheinrich a répondu à ces exigences avec sa gamme de véhicules PowerLine. La batterie lithium-ion intégrée garantit une neutralité carbone totale, de la production à la livraison au client.
Des lueurs d'espoir
Un thème récurrent : la technologie des portes et des portails. Felix Schneider, représentant le fournisseur Efaflex, explique les économies considérables que permettent les portes rapides. « Dans le vestibule, la température oscille entre 4 et 8 °C, tandis que dans la chambre froide, elle peut descendre jusqu’à -35 °C. » De telles variations de température, combinées à l’humidité, favorisent souvent la formation de glace. C’est l’occasion idéale de présenter une nouvelle porte rapide qui, après une ouverture et une fermeture en quelques secondes, plaque mécaniquement les panneaux contre le cadre.
Photo : FrigoConsult
Parmi les nombreuses solutions permettant de minimiser même les apports de chaleur involontaires, l'éclairage mérite une attention particulière. Reconnu comme une source de chaleur importante, sa consommation énergétique a été drastiquement réduite. Pour Daniel Fluehmann, du fournisseur de systèmes d'éclairage SchahLED, les lampes à décharge haute pression, couramment utilisées depuis des décennies, sont de véritables gouffres énergétiques. Toutefois, un accord a été signé à Davos en 2018 afin de réduire de moitié la consommation d'électricité des systèmes d'éclairage en Suisse d'ici 2025. Si les LED sont plus chères à l'achat, elles sont plus faciles à gérer lorsqu'elles sont fréquemment allumées et éteintes et, grâce à leur consommation énergétique extrêmement faible et à leur haute efficacité lumineuse, elles sont rapidement amorties en termes de maintenance.
Fig. : SUPSI/ZHAW
D’un point de vue purement mécanique, explique Marcel Meier, chef de projet chez Frigo-Consulting, les possibilités d’économies d’énergie liées à la technologie frigorifique actuelle ont déjà été largement épuisées.
« Historiquement parlant », explique-t-il, « l'ammoniac a longtemps été le fluide frigorigène de prédilection pour les grands systèmes. » Comparé aux chlorofluorocarbones halogénés (CFC), son impact environnemental a déjà été réduit d'un facteur 1 500 à 2 500 par rapport aux fluides frigorigènes utilisés auparavant. Il est désormais possible d'exploiter des entrepôts frigorifiques et des installations de stockage de grande taille au CO₂. Le plus grand potentiel d'optimisation réside actuellement dans un contrôle précis grâce à un logiciel informatique. Les systèmes au CO₂ présentent un avantage certain : ils peuvent gagner plusieurs points de pourcentage d'efficacité grâce à des différentiels de pression extrêmement élevés, comme ceux utilisés dans les systèmes frigorifiques pour générer l'effet de refroidissement, et grâce à des éjecteurs.
Image : ZHAW/SUPSI
Un modèle de simulation développé par la Haute École spécialisée de Zurich (HES-Z) pourrait permettre d'analyser les différentes options de transport et de stockage disponibles, et ainsi de réduire davantage l'impact environnemental global. « Le modèle intègre 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 pôle de recherche « Gestion durable de la chaîne d'approvisionnement et mobilité ». Si le dioxyde de carbone n'est qu'un gaz à effet de serre parmi d'autres, il sert également de référence pour convertir l'impact d'autres polluants selon les normes internationales de protection du climat. « Nous utilisons l'équivalent CO₂ pour pouvoir comparer différentes émissions », ajoute Mme Rühlin.
P. Senn
« Un programme simple d'utilisation et une certification correspondante seraient l'idéal », explique Jürgen Rammerstorfer, l'un des initiateurs et consultant du projet. L'utilisateur pourrait alors saisir ses valeurs à l'écran et ajuster les paramètres en fonction du mode de transport utilisé, pour finalement sélectionner l'option présentant les émissions et la consommation d'énergie les plus faibles. « Sans oublier les coûts associés », ajoute-t-il après un instant de réflexion.
Ce niveau d'effort relativement élevé est-il réellement sincère, ou s'agit-il simplement d'une stratégie d'écoblanchiment, devenue malheureusement trop courante à travers le monde, qui repose sur des chiffres purement nominaux ? « Non, absolument pas », affirme Patrick Senn, directeur de la division Usines, Technologie, Mécanique et Systèmes de contrôle chez Stöcklin. Si la prise en compte du développement durable est aujourd'hui indéniablement perçue comme un atout marketing, de nombreuses entreprises doivent également faire face à la concurrence internationale. « Toute économie d'énergie réalisée, je n'ai pas à la compenser ultérieurement dans le bilan carbone. »
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