Récupération du froid : valoriser une énergie de procédé inexploitée

Dans le monde du transfert thermique, la récupération de chaleur (heat recovery) est un principe largement connu : il consiste à capter et à réutiliser la chaleur résiduelle. Mais saviez-vous qu’il est également possible de valoriser et de réutiliser le froid produit par un procédé ? C’est ce que l’on appelle le cold recovery, ou récupération du froid.

Qu’est-ce que le « froid » au juste ?

D’un point de vue thermodynamique, le froid n’existe pas en tant que forme d’énergie distincte. Il indique simplement qu’un objet ou un fluide se trouve à une basse température. En théorie, seule la chaleur existe, car le froid, d’un point de vue physique, ne « cède » pas de froid. Prenons l’exemple d’un glaçon dans un verre d’eau : l’eau est plus chaude que le glaçon et lui transfère de la chaleur. L’eau se refroidit alors tandis que le glaçon se réchauffe.

Dans le cadre du cold recovery, nous exploitons le potentiel frigorifique disponible dans les procédés où des fluides très froids, tels que le GNL (gaz naturel liquéfié, à environ −162 °C), sont réchauffés et vaporisés. Nous ne récupérons donc pas littéralement du « froid » en tant qu’énergie, mais nous valorisons la capacité de refroidissement disponible.

Cela nécessite une autre manière de penser. Lors de l’importation ou du transport de fluides cryogéniques tels que le GNL (−162 °C) et l’ammoniac (−33 °C), un apport de chaleur est nécessaire pour les réchauffer. Cette chaleur peut provenir d’un chauffage électrique, mais aussi d’un fluide déjà disponible, comme l’eau de mer ou la vapeur.

À l’inverse, il existe également des installations qui ont justement besoin d’être refroidies. C’est le cas des sites où un excédent de chaleur est généré, comme les entrepôts frigorifiques, les centres de données et les bâtiments résidentiels.

Comment peut-on chauffer et refroidir simultanément ?

Vous avez peut-être déjà compris où nous voulons en venir. Lorsqu’un procédé nécessitant de la chaleur est couplé à un procédé nécessitant du refroidissement, il devient possible de transférer la chaleur d’un procédé à l’autre. Ainsi, nous pouvons associer le traitement de fluides cryogéniques à des procédés dans lesquels la chaleur doit être évacuée. Cette approche permet de réduire considérablement à la fois les besoins en refroidissement indépendant et la consommation d’énergie.

Le cold recovery dans la pratique

Notre partenaire Vahterus a déjà mis en œuvre la récupération du froid dans le port de Barcelone : LNGenius: Clever Cold Energy Recovery in Spain’s Ports.

Le port dispose d’un système opérationnel qui récupère le froid résiduel issu de la vaporisation du GNL (gaz naturel liquéfié) et le distribue via un réseau de froid à des sites industriels, des bureaux et des habitations. En réalité, il est plus juste d’aborder le concept dans l’autre sens : la chaleur provenant des bâtiments est utilisée pour réchauffer le GNL. Cette chaleur est ainsi extraite des bâtiments, ce qui contribue à leur refroidissement.

Les ports présentent un intérêt particulier pour les projets de cold recovery. C’est notamment là que sont réceptionnés et traités des produits tels que l’ammoniac et le GNL. Dans le même temps, les zones portuaires et leurs environs abritent souvent des installations industrielles, des centres logistiques et des bâtiments ayant des besoins importants en refroidissement. Cela crée des opportunités pour mettre en relation de manière intelligente l’offre et la demande de froid et de chaleur.

Un regard vers l’avenir

Alors que le réchauffement climatique se poursuit et que la demande en refroidissement augmente, l’efficacité énergétique devient plus importante que jamais. Le cold recovery offre de nouvelles possibilités pour mieux valoriser l’énergie déjà présente dans les procédés industriels et réduire le recours à des systèmes de refroidissement autonomes.

Dans le domaine du transfert thermique, nous pensons souvent à la récupération de chaleur. Pourtant, en prenant également en compte la capacité frigorifique des procédés, de nouvelles opportunités émergent.

Car pourquoi consommer de l’énergie pour réchauffer un fluide, lorsque l’on peut utiliser la chaleur qui doit justement être évacuée ailleurs ?