Mecafroid implémente deux chillers pour le froid positif et une centrale à détente directe pour le négatif, le tout au Solstice® L40X en remplacement des installations au R-404A.
Direction l’île de beauté pour découvrir cette première installation en GMS entièrement réalisée avec du R-455A, fluide frigorigène à très faible GWP (146) distribué par Climalife et produit par Honeywell.
D’une surface de 4200 m², l’hypermarché de Porto Vecchio est implanté proche du littoral avec une fréquentation de 3000 clients par jour qui passe à plus de 5000 lors de la période estivale. Ce magasin a connu de nombreuses rénovations ces vingt dernières années avec des extensions de surface et des changements de configuration selon l’enseigne de distribution, tout en gardant ses groupes frigorifiques en détente directe au R-404A.
Face à la réglementation F-Gaz III et ses restrictions de mise sur le marché d’équipements et de produits, la question du remplacement des installations de froid a très vite été abordée lors du rachat du magasin par l’enseigne Hyper U courant 2023. Le nouveau propriétaire, Eric Cascio et son dirigeant Franck Marrot, avisés par les conseils de leur installateur Mecafroid, étaient fort conscients de cette problématique lors de la rédaction du cahier des charges de remise à neuf de cette grande surface.
Viennent en outre s’ajouter des travaux de rénovation sur l’agencement de l’hypermarché pour répondre au concept U et aux tendances actuelles des consommateurs.
L’esprit « marché » devait notamment se refléter au niveau des produits frais avec l’agrandissement de la zone fruits et légumes, de la boucherie, de la charcuterie, du traiteur ou encore de la fromagerie pour une meilleure circulation dans cet espace. La fermeture des meubles avec des portes était aussi un point clé de la rénovation afin de répondre aux exigences normatives et surtout réduire la consommation électrique de cet hypermarché qui s’élève à plus de 200 k€ à l’année.
Le bureau d’étude Garcia, basé à Nîmes, est alors mandaté pour étudier le changement de l’installation frigorifique et proposer une nouvelle alternative au R-404A.
Le choix de la technologie
Faire le choix d’une installation frigorifique est devenu stratégique en termes d’impact environnemental et financier pour les enseignes de la grande distribution. Différentes architectures sont alors envisagées pour couvrir les besoins en froid. L’option d’un système CO2 transcritique est très vite écartée par les parties prenantes, pourtant déjà habituées à l’utilisation du R-744 sur d’autres réalisations. « Au vu de l’emplacement géographique de ce magasin au sud de la Corse, la performance énergétique du CO2 pourrait être dégradée » souligne Paul Trojani, le dirigeant de Mecafroid. « En effet, mettre en place un système CO2 dans un hypermarché où les températures estivales peuvent être très élevées s’avère encore compliqué aujourd’hui et non maîtrisé lorsque l’on regarde les retours d’expériences sur des installations existantes similaires » explique Eric Cascio, déjà propriétaire d’un Super U à Sainte Lucie et d’un Marché U à Sagonne. Et pour des interventions de maintenance en urgence, les spécificités de l’île ne s’y prêtent pas vraiment sans oublier les problématiques d’énergie accrues pendant l’été avec l’afflux de touristes.
L’alternative est donc de partir sur des fluides frigorigènes synthétiques à très faible impact environnemental en maîtrisant les coûts d’investissement (CAPEX) et d’exploitation (OPEX) tout en assurant la fiabilité et la sécurité du système frigorifique.
R-455A : le combo gagnant face au CO2
Le choix se porte finalement sur une centrale en détente directe d’une puissance de 61 kW équipée de 5 compresseurs Bitzer pour le négatif et une boucle d’eau glacée pour le froid positif avec deux chillers AF-Energy de 150 kW par unité, le tout au Solstice® L40X, fluide légèrement inflammable (A2L) conçu pour les nouvelles installations basses et moyennes températures. Avec un très faible GWP, le R-455A est une solution long terme approuvée F-Gaz III. Et sa capacité frigorifique proche du R-404A, son haut rendement énergétique, sa température critique élevée et sa faible pression critique en font un choix idéal pour cette application de réfrigération commerciale. La mise en oeuvre du Solstice® L40X est de surcroît simple et sa maintenance est accessible à l’ensemble des techniciens, un avantage non négligeable pour les interventions en cas d’urgence.
Un chantier ambitieux dans un laps de temps très court
Fin décembre la commande est signée et les travaux doivent être réalisés en sept semaines avec une réouverture impérative le 26 février 2024 pour répondre au souhait du propriétaire. L’ensemble de l’installation est conçu par le fabricant d’équipements frigorifiques AF-Energy basé en Savoie, en outre spécialiste de la régulation et de la supervision pour la GMS.
Les deux chillers, qui contiennent chacun 108 kg de R-455A, assurent la production de froid positif en redondance pour une meilleure fiabilité et alimentent un ballon de stockage commun de 2000 litres avec deux pompes secondaires par circuit, l’un pour les chambres froides positives et l’autre pour les vitrines positives de marque Exkal, le tout avec un retour commun. Le réseau d’eau glycolée est chargé avec 9 m3 de Friogel Neo -18°C, frigoporteur produit par Climalife pour un régime – 4°C / – 8°C. Le choix de la boucle d’eau présente l’intérêt de pouvoir moduler l’agencement du magasin si nécessaire et surtout de réduire et confiner la charge en fluide frigorigène dans la salle des machines, ce qui simplifie la recherche de fuites souligne Stéphane Chapuis, technicien chez Mecafroid en charge de piloter ce chantier. Des vannes trois voies de chez Danfoss sont installées sur chaque équipement pour une meilleure souplesse en cas de panne sur un linéaire. Cela permet en plus de passer les vitrines en meubles de vente pour le « sec » en période hivernale où le besoin est moindre.
La centrale négative, quant à elle, fonctionne à un régime de – 32°C / + 45°C avec une charge de 215 kg de R-455A et alimente les vitrines de marque Carrier ainsi que les chambres froides négatives.
Un détecteur à poste fixe est mis en place dans la salle des machines pour répondre à la réglementation. Le niveau sonore de l’installation a été réduit en bridant à 80 % les condenseurs installés en toiture et en dotant le local technique d’un piège à sons pour respecter le voisinage. La récupération de chaleur sur les groupes froid n’a pas été implémentée, des roof tops récents assurant le chauffage et la climatisation de l’hypermarché.
L’ensemble des acteurs du projet est pleinement satisfait du choix de l’architecture.
Même avec des températures extérieures élevées, le coefficient de performance reste bon, les risques de pertes de marchandises sont minimisés et la solution de la boucle d’eau n’impacte pas la consommation énergétique en comparaison avec un système au CO2 conclut Mohammed Youbi Idrissi, Technical Leader EMEA chez Honeywell, qui explique que le froid indirect présente en général un double avantage : une distribution homogène du frigoporteur dans les échangeurs frigorifères et une consommation énergétique nettement réduite pour le dégivrage.
Simulation d’éco-efficacité pour l’Hyper U de Porto Vecchio
La modélisation d’éco-efficacité confirme le choix de la nouvelle architecture de l’Hyper U et du fluide frigorigène Solstice® L40X
En prenant comme hypothèse une durée de vie des systèmes frigorifiques sur 10 ans, un taux de fuite annuel de 15 % pour les différentes architectures, le coût total de possession (CAPEX + OPEX) est inférieur à un système CO2 transcritique. Le gain financier est proche de 200 k€. L’impact environnemental est en outre réduit.
Le Solstice® L40X est un fluide frigorigène durable de haute performance approuvé F-Gaz III, dont nous vous invitons à découvrir les atouts.
