Dry adiabatique et groupe froid au R 290 font la paire

Ce duo assure une production d’eau glacée pour refroidir un lot de machines-outils. Il allie respect de la F-Gas et forte réduction de la consommation électrique. Un combo promis gagnant pour Lisi Aerospace installé par IDF thermique Climatisation du Réseau Froid de Vinci Energies.

En mars 2021, La Rpf avait relayé l’installation de trois Rooftops au R 290 dans l’atelier mécanique dénommé SOL 1 du site industriel de Lisi Aerospace à Saint-Ouen l’Aumône en région parisienne. Pour mémoire, cette société est spécialisée dans l’usinage de pièces de fixation (écrous, rivets, goujons…) pour l’aéronautique. C’est dans l’atelier SOL 2 du même site que nous amène ce reportage, toujours sous la conduite des spécialistes d’IDF Thermic Climatisation, à nouveau en charge de cette nouvelle installation.

 

Il s’agissait ici d’assurer le refroidissement de 13 machines-outils jusqu’ici assuré par autant de groupes froids alimentés, selon leur date d’implantation, par divers HFC : R 404A, R 410A ou encore R 407C. Ces groupes situés en intérieur, qui n’étaient plus en phase avec les évolutions de la F-Gas, créaient de l’inconfort l’été par leur rejet de chaleur dans l’atelier où les aérocondenseurs des groupes s’encrassaient du fait de l’atmosphère chargée en huile. Ce qui dégradait, il va sans dire, leur rendement et augmentait le nombre d’intervention de maintenance, explique Kamel Amellal, Responsable Energie du site.

C’est dans ce contexte que le client a voulu changer l’ensemble des groupes froid datant de plus de 15 ans et arrivant en fin de vie. L’objectif visé était de gagner à la fois en efficacité énergétique mais aussi de diminuer l’empreinte carbone de l’installation dans sa globalité. Le tout en améliorant le confort de travail des collaborateurs, notamment en période estivale.

Du propane qui avait déjà fait ses preuves

Pour réaliser cette transformation, Lisi Aerospace s’est donc à nouveau tourné vers IDF Thermic Climatisation dirigé par Benoit Manoury qui est intervenu avec son équipe dont Damien Prato, responsable d’affaires, Adrien Gouessant responsable projet et Jean-Louis Paboeuf, metteur au point. Au départ, deux options ont été étudiées, l’une consistant à faire tourner à nouveau des groupes froid et à valoriser la récupération de chaleur sur le site, l’autre au contraire à effacer au maximum la consommation des groupes froid.

C’est donc cette option qui a été retenue avec la conception et l’installation en extérieur d’une production d’eau glacée assurée par un dry adiabatique de marque Jacir et un groupe froid au propane (ETT) desservant l’ensemble des machines-outils grâce à un réseau hydraulique. Ces deux équipements sont issus de fabrication française comme le souhaitait la direction du site. Le propane, en tant que fluide « naturel » au GWP de 3, dont les performances et les qualités sont appréciées par le Réseau Froid de Vinci Energies a de nouveau séduit le client. Il a pu l’apprécier sur l’installation de SOL 1, comme le confirme Gwennaelle Bony, responsable maintenance Bâtiment chez Lisi Aerospace.

Le Dry adiabatique pour couvrir 75 % des besoins en froid

Le Dry adiabatique et le groupe froid développent chacun une puissance installée de 350 kW capable de couvrir l’ensemble des besoins en eau glacée sur une boucle d’eau à 20/25 °C pour l’ensemble des machines. Le projet consistant pour cela à faire appel au maximum dans l’année au Dry adiabatique dimensionnée pour fournir la puissance nominale des machines jusqu’à 15 °C extérieure en mode sec et 18 °C en mode humide. Au-delà, le groupe froid est sollicité pour maintenir le 20 °C en départ machine. Ensuite chaque équipement est régulé en fonction de ses propres paramètres et de la charge demandée. Il est ainsi prévu que le Dry adiabatique couvre 75 % des besoins en froid et diminue d’autant la consommation électrique par rapport à l’ancienne installation.

 

Dans le détail, le Dry adiabatique et groupe froid sont branchés en parallèle sur une boucle d’eau primaire sur laquelle se trouve un 1 pot à boue et une bouteille tampon et 3 pompes. Deux assurent le fonctionnement normal et une intervient en secours, toutes étant sollicité par rotation de façon hebdomadaire afin d’équilibrer les temps de marche. Ensuite se trouvent deux échangeurs capables de reprendre chacun les 350 kW de l’installation en cas d’un besoin de maintenance sur l’un des deux. À noter aussi que l’installation est pourvue de 2 vannes en attente de secours s’il s’avérait nécessaire de brancher un groupe froid de secours de location en cas de défaillance de celui initialement installé. La boucle secondaire est dotée également de 3 pompes fonctionnant sur le même principe que décrit précédemment. Elles tournent avec un Delta P constant pour réguler la pompe en fonction des besoins machines.

Un maximum de précautions

Concernant la consommation électrique de toutes ces pompes qui seraient susceptibles de dégrader la performance énergétique de l’installation, IDF Thermic Climatisation précise avoir choisi les modèles les plus efficaces, avec par exemple des moteurs IE5 et des variateurs intégrés sur les pompes du circuit primaire.

 

Pour sécuriser encore davantage le fonctionnement de l’installation, le client a préféré utiliser de l’eau pure sur le circuit secondaire et de l’eau glycolée sur le circuit primaire. Ceci afin d’éviter le gel en extérieur et la casse de l’échangeur, comme cela s’était produit sur une autre installation du site.

 

À noter encore que toute l’installation est réalisée en inox afin de protéger au maximum les machines et éviter leur embouage. De même, il a été fait le choix de travailler sur des raccords Victaulic sur toute la partie tuyauterie et collecteur qui chemine dans le bâtiment. Afin de prendre en compte la maintenance et la flexibilité/modularité de l’installation des raccords ont été prévus à hauteur d’homme pour de futures évolutions. 

À la question de la gestion de l’eau du Dry, la machine fonctionne en circuit fermé dès qu’elle passe en mode humide avec une vidange tous les 24 H pour éviter la légionelle conformément à la réglementation.

Sous surveillance

Concernant la régulation, que l’installateur a voulue « simple et efficace », elle repose sur un automate semi industriel de Johnson Controls. Il permet de gérer les autorisations de marche du Dry en fonction des conditions extérieures et des températures départ secondaire pour le groupe froid si nécessaire pour maintenir une température de 20 °C de consigne sur le départ machine.

Afin de gérer au mieux les consommations de l’installation, de nombreux compteurs ont été installés dont compteur d’eau réfrigéré (un sur primaire et un sur secondaire). Puis un compteur électrique est intégré sur le groupe froid avec un compteur électrique en tête d’armoire qui alimente les Dry et les pompes. La consommation électrique des pompes est relevée directement depuis le variateur. L’idée est de faire des rapports mensuels ou trimestriels de consommation énergétique pour s’assurer que l’on atteint les performances des machines annoncées par les fabricants d’une part et suivre dans le temps et identifier et corriger, si nécessaire, une dérive de la consommation. Les plages de fonctionnement entre le Dry et le groupe froid seront ajustées lors de la mi-saison et l’été.

L’automate JC assure une supervision de type GTB qui renseigne sur les points de fonctionnement de toutes les machines (Dry / Groupe Froid / Pompes). Un réseau Modbus remonte toutes les informations afin de piloter le plus finement possible l’ensemble de l’installation. Et la mise en place d’une connexion à distance sur l’automate va permettre de la surveiller à distance en continu.

Sans nul doute que les performances de ces nouvelles installations conforteront la décision de relancer un chantier pour un nouveau bâtiment, soulignent les responsables de Lisi Aerospace qui le prévoient pour début 2024.

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