Une première aux Chantiers de l’Atlantique

Denis Edelin présente ensuite le premier projet de réfrigération CO₂ actuellement mené aux chantiers, sur le plus grand voilier de croisière du monde : L’Orient Express Corinthian mesure 220 m de long pour 150 passagers et autant d’équipage.

L’installation frigorifique comporte :

• 6 chambres froides positives soit une surface totale de 11 m² et une puissance de 18 kW ;
• 5 chambres froides négatives soit une surface totale de 14 m² et puissance de 22 kW. 

La F-Gas ne s’applique pas au secteur maritime, précise Denis Edelin. Cela n’a pas empêché les Chantiers de proposer à l’armateur une solution permettant de réduire l’empreinte carbone de 34 % par rapport aux installations fluorées habituellement utilisées.

L’installation est conçue en cascade, bénéficiant des bonnes performances :

• des chiller Turbocor, qui condensent directement avec l’eau de mer ;
• l’eau glacée produite sert à condenser le CO₂ de l’installation frigorifique subcritique.

Les sociétés de classification ne sont pas alignées sur la distribution CO₂ :

• DNV ne l’autorise pas en distribution directe à ce jour. 
• Bureau Veritas l’autorise sous conditions. 

Ce navire est sans doute l’un des premiers navires de croisière équipé en CO₂ détente directe, susceptible de faire évoluer la position des sociétés de classification.

L’installation doit résister à une élévation de température jusqu’à 50 °C. Au-delà de 31 °C, le fluide est supercritique et sa pression dépend surtout de la masse de fluide dans le volume. L’installation a donc été conçue pour permettre l’expansion du CO₂ dans tout le circuit en cas d’élévation anormale de pression.

Le volume de l’installation a été dimensionné pour que la masse volumique du CO₂ ne dépasse pas 220 kg/m³, ce qui correspond à 80 bar pour 50 °C.

Un autre défi a été de résoudre le risque de formation de neige carbonique dans le collecteur de soupapes. Le collecteur mesure 80 m, il a donc fallu installer un piège à neige à la sortie des soupapes, et calculer le collecteur pour que la perte de charge soit inférieure à 4 bar, afin que la neige potentielle se forme directement à la sortie des soupapes.

Théoriquement, avec une pression de tarage à 80 bar et une masse volumique de 250 g/L, il n’y a aucun risque de formation de neige en cas d’ouverture des soupapes.

Réseau en cuivre ferreux. L’installation est composée :

• D’un skid positif ;
• D’un skid négatif ;
• Chacun avec un groupe en fonctionnement + un groupe en secours ;
• Sur chaque groupe, un compresseur sur variateur + un compresseur en tout ou rien ;
• Régulation Danfoss

Pour la prochaine série de navires, les Chantiers de l’Atlantique vont continuer à concevoir des installations CO₂, cette fois en version booster transcritique indirect, avec double refroidissement des condenseurs.