21e Note

21e Note d’information sur les technologies du froid
Introduction
Le transport frigorifique constitue un maillon essentiel dans la chaîne du froid. Il a comme objectif l’approvisionnement du
consommateur en produits périssables sûrs et de haute qualité. Les produits concernés sont les produits alimentaires périssables ou
les produits non alimentaires tels que les produits pharmaceutiques, les fleurs, les plantes, les œuvres d’art, les produits chimiques,
etc. Les produits surgelés sont transportés à une température inférieure ou égale à –18 ºC, et les produits réfrigérés sont transportés à
une température située au-dessus du point de congélation. Certains produits sont transportés à des températures contrôlées situées
au-dessus de +15 °C (par exemple le cacao, le café, les arômes, certains fruits et légumes, et certains produits pharmaceutiques).
Le transport frigorifique des produits alimentaires constitue un maillon essentiel dans la chaîne alimentaire, non seulement en
termes de sécurité en assurant une température appropriée des denrées transportées, mais aussi par son impact sur la consommation
d’énergie et les émissions de CO2. L’une des problématiques majeures du transport frigorifique est sa grande dépendance au pétrole
qui contribue à la fois à la production de froid et au transport proprement dit. Les équipements utilisés dans le transport frigorifique
ont été progressivement améliorés ces 60 dernières années parallèlement au développement des échanges mondiaux de denrées
alimentaires.
Les distances entre les zones de production et les consommateurs augmentent. De grandes quantités de marchandises sont
transportées de l’hémisphère sud vers l’hémisphère nord et inversement, afin de pallier les problèmes de production saisonnière.
Même si de telles exportations sont parfois critiquées, les activités de transport continueront à croître.
Actuellement, il y a environ 4 millions de véhicules frigorifiques en service dans le monde, dont des camionnettes (40 %), des
camions (30 %), des semi-remorques ou remorques (30 %).1 Selon une étude récente,2 le transport routier mondial de marchandises
devrait augmenter de 2,5 % par an jusqu’en 2030. Cette tendance illustre clairement l’importance du transport frigorifique à
l’échelle mondiale. En outre, le fret des produits pharmaceutiques sous température dirigée augmente de plus de 20 % par an. Pour
faire face à cette augmentation sans accroître son impact sur l’environnement, le transport frigorifique doit relever un certain
nombre de défis scientifiques et techniques axés sur la conception du véhicule, les équipements frigorifiques, les frigorigènes
utilisés, la sécurité alimentaire et les aspects de gestion et de logistique.3
L’optimisation de la conception des véhicules
La consommation d’énergie des véhicules a baissé de façon significative au cours des 20 dernières années, mais il existe encore
une marge de progression, surtout en ce qui concerne les équipements frigorifiques. Afin de relever les défis liés à l’environnement
et en matière de durabilité, l’innovation dans le transport frigorifique suit plusieurs axes. On s’inspire souvent des innovations dans
d’autres domaines du froid avant de les adapter au transport frigorifique dont les caractéristiques et exigences sont particulières.
 Isolation : la recherche destinée à développer une meilleure isolation porte sur la conductivité thermique des matériaux. Des
changements apportés aux agents expanseurs des mousses isolantes au cours des 10 dernières années ont entraîné une légère baisse
de la qualité de l’isolation utilisée pour les caisses refroidies. De nouveaux matériaux isolants, par exemple de nouveaux types de
mousse, de panneaux d’isolation sous vide et d’aérogels ont fait leur apparition sur le marché récemment. Il va falloir tester ces
nouveaux matériaux dans le transport frigorifique. En outre, l’isolation devrait être améliorée en employant des structures
composites complexes, dans lesquelles la protection des rayonnements thermiques et la réflexion peuvent améliorer les
caractéristiques de l’isolation. La réduction des ponts thermiques devrait être étudiée également, surtout dans les cloisons.
 Déperditions thermiques : les ouvertures de portes constituent la source principale des déperditions thermiques dans les
camions, surtout pendant les livraisons, et il est bien connu que les fuites d’air depuis la caisse constituent une source importante
d’inefficacité énergétique. Dans d’autres systèmes frigorifiques tels que les meubles frigorifiques de vente ou les chambres froides,
des systèmes régulant l’écoulement d’air ou des portes automatiques sont souvent utilisés pour réduire les fuites d’air froid. Cette
technologie devrait être adaptée aux camions frigorifiques afin de mieux appréhender les gains réalisables sur le plan de l’efficacité.
Les joints utilisés pour les caisses isothermes ont été améliorés, mais d’autres améliorations peuvent encore être apportées,
notamment en ce qui concerne la fermeture des portes latérales et le vieillissement des joints.
 Equipements multi-températures : les équipements multi-températures permettent des économies d’énergie, car un seul
véhicule peut être utilisé pour livrer des produits à des températures différentes lors de la même opération de livraison au même
endroit. La part de marché de ces équipements augmente depuis plus de 15 ans, et cette technologie représentait 20 % des
équipements en service et 30 % des équipements nouveaux en France en 2009.3 Il est possible d’améliorer davantage les
performances, de ces équipements dont les essais et le dimensionnement viennent d’être harmonisés.
 Aérodynamisme : plus de 15 % de la consommation d’énergie d’un camion peuvent être liés à l’aérodynamisme.
L’aérodynamisme des camions frigorifiques n’a pas évolué voire a régressé ces dernières décennies. L’aérodynamisme des camions
 Couleur : les camions, et plus particulièrement les larges surfaces de leurs caisses isothermes, sont intéressants pour des
raisons marketing et publicitaire, mais la couleur et surtout la nature de la surface externe de la caisse isotherme peuvent exercer un
impact important sur la consommation d’énergie (jusqu’à 40 %) du groupe frigorifique.3 Communiquer sur ce sujet devrait aider les
utilisateurs à concevoir leur publicité de façon optimale !4
Les développements dans le domaine des équipements frigorifiques
Le système à compression de vapeur entraîné par un moteur diesel constitue le système frigorifique le plus répandu dans le
transport frigorifique des produits alimentaires. La manière dont le groupe frigorifique est entraîné détermine la classification des
véhicules utilisés dans le transport routier : les équipements sont « autonomes » ou « non autonomes » :5
 Un système autonome : équipé d’un moteur thermique indépendant qui entraîne le compresseur, en roulant comme à l’arrêt ;
 Un système non autonome : de tels équipements sont habituellement entraînés par le moteur principal du véhicule. Si le
compresseur frigorifique est directement entraîné par le moteur du véhicule, la puissance frigorifique peut baisser lorsque le
véhicule ralentit (en milieu urbain) et devient nulle à l’arrêt lorsque le moteur est coupé ; dans ces conditions, il est
recommandé de brancher le groupe frigorifique sur le secteur si le groupe est équipé d’un moteur électrique. La relation
entre la vitesse du véhicule et celle du compresseur peut être modifiée à l’aide de chaînes d’approvisionnement électriques
apparues récemment : moteur du véhicule  générateur électrique  convertisseur statique  compresseur électrique
(hermétique).
Des améliorations peuvent être apportées encore aux systèmes à compression de vapeur,6 au niveau du frigorigène employé par
exemple, ou en matière de réduction des fuites, et il faut également mener des recherches sur des systèmes de production de froid
alternatifs (à absorption, à adsorption, etc.).
7
 Les systèmes cryogéniques : dans un contexte d’augmentation rapide du prix du carburant diesel, les systèmes cryogéniques
suscitent depuis peu un regain d’intérêt croissant, surtout dans la distribution urbaine. Ces systèmes sont autonomes et refroidis par
des fluides cryogéniques. Ils utilisent de l’azote ou du CO2 liquides comme fluide cryogénique ; celui-ci est soit pulvérisé dans la
caisse isotherme, soit il refroidit un évaporateur dans un système semi-fermé où le gaz évaporé est évacué de la caisse refroidie. En
outre, ces systèmes sont moins bruyants et refroidissent les marchandises transportées plus rapidement que les équipements
classiques. Plus de 1000 véhicules équipés de tels systèmes sont en service en Allemagne et en France.8
 Les systèmes à sorption : des essais sur des solutions innovantes telles que des cycles à adsorption ou à absorption sont en
cours de test. Dans les technologies frigorifiques utilisant une source de chaleur, systèmes à absorption ou à adsorption, le
compresseur mécanique classique du cycle à compression de vapeur est remplacé par un « compresseur thermique » et un
absorbeur.9 Même si ces systèmes ont des COP parmi les plus faibles, ils peuvent utiliser de l’énergie perdue, diminuant ainsi
l’impact de cette technologie sur l’environnement.
 Les systèmes hybrides : les systèmes hybrides pourront faire partie des systèmes utilisés à l’avenir dans le transport
frigorifique. Les installations hybrides dépendront surtout de la taille du véhicule et du type de distribution. L’utilisation accrue de
véhicules hybrides nécessite des solutions frigorifiques comparables ou au moins compatibles.
 Les matériaux à changement de phase (PCM) : les systèmes utilisant des frigorigènes offrent une bonne homogénéité et une
bonne stabilité de la température, même au cours des livraisons. Toutefois, leur part de marché a considérablement diminué au cours
des dernières décennies. L’accumulation thermique à l’aide de matériaux à changement de phase pourrait certainement jouer un rôle
plus important, surtout si les PCM sont refroidis à l’aide d’énergie renouvelable. Ces matériaux agissent comme des réservoirs de
chaleur et pourraient améliorer l’efficacité du circuit frigorifique en raison de leur capacité à stocker de grandes quantités d’énergie
et à libérer cette énergie ou l’absorber sous forme de chaleur. L’utilisation d’un tel système pourrait être très utile, surtout lorsque le
système et le compresseur sont à l’arrêt, mais il y a des exigences à respecter : la caisse doit être refroidie et maintenue à la
température adéquate.
Les frigorigènes
Depuis 30 ans, le secteur du froid a joué un rôle important dans la diminution du potentiel global de destruction de la couche
d’ozone (ODP) à l’échelle mondiale en éliminant d’abord les CFC et à présent les HCFC, y compris dans le transport frigorifique.
 Les gaz fluorés : la plupart des véhicules frigorifiques utilisent actuellement les HFC, surtout le R404A, le R134a et le
R410A, qui ont des potentiels de réchauffement planétaire (GWP) très élevés. Dans le transport frigorifique, le taux de fuite annuel
de frigorigènes peut atteindre 25 %. Les véhicules frigorifique représentent 2 % de la consommation mondiale de HFC.1 L’impact
des HFC sur l’environnement reste important, mais il peut être diminué grâce au développement de HFC nouvelle génération à
faible GWP ou bien en réduisant la charge en frigorigène du groupe frigorifique. Les HFC tels que le R141b sont encore utilisés
comme agents expanseurs des mousses isolantes de véhicules dans certains pays.
 Les frigorigènes naturels : la recherche et le développement devraient se concentrer sur l’utilisation des frigorigènes naturels,
par exemple le remplacement des fluides interdits par le CO2, ou plus rarement le NH3 ou des hydrocarbures tels que le R290 et le
R600a dans les systèmes classiques à compression. Des équipements utilisant le CO2 comme frigorigène sont à l’essai sur le terrain
pour les conteneurs maritimes, mais les essais sur cette technologie ne font que commencer dans le secteur du transport routier.
La gestion et les aspects logistiques
Le transport intermodal : bien qu’au niveau mondial, 80 % du transport de marchandise s’effectue par conteneurs embarqués
sur des navires porte-conteneurs, au sein de l’Union européenne, environ 44 % des marchandises sont acheminés par la route.10 Les
chargeurs préfèrent le transport routier, car il est souple et permet un service porte à porte. Toutefois, ce type de transport augmente
l’encombrement des réseaux routiers dans les zones urbaines. L’utilisation combinée des différents modes de transport (routier,
ferroviaire, voies navigables intérieures et transport maritime sur de courtes distances) pourrait constituer une solution optimale.
Actuellement, le transport intermodal de marchandises ne constitue que 5 à 7 % du tonnage total transporté.11
3
 Les petits conteneurs et l’emballage : les petits conteneurs isothermes ont une capacité de quelques litres à 2 m et
fonctionnent à l’aide de plaques eutectiques, de neige carbonique, de systèmes Peltier, de systèmes à compression ou à absorption,
donnant une autonomie allant jusqu’à 24 heures. Ces conteneurs constituent une solution logistique intéressante, car ils sont
flexibles, rendent très faciles le transport d’un bon nombre de produits (congelés ou réfrigérés) dans le même véhicule, et ne
nécessitent pas de plateformes à température contrôlée pour le chargement et le déchargement des camions.
Les emballages isothermes ou réfrigérants sont de plus en plus utilisés pour le transport de produits pharmaceutiques mais aussi
alimentaire. Ces solutions ont fait leur apparition sur le marché relativement récemment, mais peuvent encore être améliorés en
termes d’isolation et de volume utile. Leur développement permet également l’utilisation de nouveaux systèmes logistiques pour le
commerce en ligne ou la distribution spécifique.12
 L’encombrement des réseaux routiers : quelques solutions ont été proposées pour éviter l’encombrement des réseaux
routiers :
 Le transport partagé : en 2008, 37 des plus grands transporteurs du Royaume-Uni se sont engagés dans une initiative portant
sur la distribution durable (Sustainable Distribution Initiative). L’objectif de l’initiative est de retirer 800 camions des
routes du Royaume-Uni chaque année, diminuant ainsi la consommation d’environ 23 millions de litres de carburant
diesel.13
 La livraison de nuit constitue une solution efficace de limitation de l’impact des embouteillages sur l’environnement ; elle
diminue la durée du transport, le nombre de camions et la consommation d’énergie – la diminution de cette dernière peut
aller jusqu’à 40 %. La livraison de nuit ne pourra être mise en œuvre à grande échelle, que si elle est silencieuse et ne
représente pas une source de perturbation importante pour les populations urbaines. Des efforts importants ont été entrepris
afin de réduire le bruit généré par des équipements de transport en général et les équipements frigorifiques en particulier. Le
comportement du chauffeur et la qualité des systèmes utilisés à la réception ont également besoin d’être améliorés afin de
réaliser des livraisons de nuit silencieuses.14
 La formation des chauffeurs : la durabilité du transport frigorifique est aussi une affaire de personnel. Les chauffeurs routiers
peuvent réduire leur consommation de carburant en adoptant un mode de conduite écologique. Pendant les livraisons, les chauffeurs
devraient limiter la durée des ouvertures de portes, car ces dernières constituent une source importante de déperditions thermiques.
 Les dimensions des caisses : des semi-remorques plus longs et des systèmes modulaires tels que les camions de type tandem :
dans le transport frigorifique, le chargement moyen, surtout dans le secteur de la distribution, est très faible, et peut être inférieur à
10 tonnes dans le cas d’un semi-remorque avec une capacité de transport de 26 tonnes !15
 Des systèmes modulaires tels que les remorques en tandem (où 2 remorques sont couplées et tirées par le même tracteur)
permettent de fortement réduire l’impact du transport sur l’environnement sur certains grands axes routiers. Cette technique
est utilisée aux Etats-Unis ainsi qu’en Australie et cela fonctionne bien entre les villes, en diminuant le nombre de camions
sur les routes. Des essais sur les remorques en tandem sont en cours dans plusieurs pays européens dans la cadre des
discussions EMS (Système Européen Modulaire). Les remorques seraient déchargées dans des plateformes de distribution,
pour permettre la livraison du chargement dans les zones urbaines.
 Les remorques plus longues, notamment en Europe, comme celles déjà utilisées dans certains pays, devraient permettre de
réduire de façon considérable l’impact du transport frigorifique sur l’environnement. Par exemple, des nouvelles techniques
de fabrication des remorques permettent d’augmenter la longueur des remorques utilisées sur les mêmes routes de 16,5 à
17,8 m. Ces équipements seront plus efficaces.

Conclusion
Au cours des années à venir, la chaîne du froid deviendra de plus en plus nécessaire à la conservation des produits alimentaires
et pharmaceutiques. Avec la croissance du transport frigorifique, la chaîne du froid jouera un rôle primordial dans les années qui
viennent dans l’approvisionnement en produits alimentaires et la protection des 9 milliards d’habitants de la planète à l’horizon
2050.16 Avec une urbanisation accrue et donc des distances de plus en plus importantes entre les zones de production et les zones
fortement peuplées, le transport frigorifique jouera un rôle clé dans la réponse apportée à ces besoins.
Des économies d’énergie jusqu’à 50 % pourront certainement être réalisées dans le domaine du transport frigorifique des
produits réfrigérés et congelés.
Un bon nombre de technologies du froid autres que celles utilisant la compression de vapeur, par exemple l’adsorption,
l’absorption, les systèmes cryogéniques liquide / gaz, et les systèmes eutectiques, ont été testées. Le remplacement des HFC par des
fluides naturels est à l’étude. En outre, plusieurs solutions pour la production, le stockage et la transmission de l’énergie, notamment
les systèmes hydrauliques, électriques, de froid indirect, de production indépendante ou faisant appel à la puissance du véhicule, ont
été testées. Néanmoins, peu de solutions nouvelles ont été mises sur le marché, et il convient de les examiner du point de vue de
l’impact environnemental et de l’efficacité énergétique. Le nombre de solutions disponibles sur le marché au cours de 10 années à
venir va probablement augmenter. La réglementation et les normes devront être adaptées pour promouvoir ces technologies
innovantes et augmenter leur efficacité.
Encore plus que dans le passé, pour relever les défis décrits dans cette note, il va falloir recourir à une coordination et une
coopération poussées entre les principales parties prenantes du secteur, surtout les fabricants de cellules isothermes, et les
constructeurs de groupes frigorifiques. L’interface avec les utilisateurs finaux et la prise en compte des besoins de ces derniers ne
doivent pas être négligées. Pour intégrer tout cela, un soutien efficace et spécialisé sur le plan scientifique et technique sera
nécessaire.
Les recherches axées sur une plus grande efficacité environnementale doivent également prendre en compte le besoin
d’approvisionner de façon sûre les consommateurs en denrées sûres et saines, en produits pharmaceutiques thermosensibles, en
fleurs et en plantes.
Recommandations
L’IIF insiste sur les recommandations suivantes :
 L’approvisionnement des consommateurs en denrées alimentaires sûres et saines et en produits pharmaceutiques efficaces
constitue une priorité majeure ;
 La mise en commun des meilleures pratiques devrait être améliorée afin d’atteindre les meilleures normes d’hygiène et de
sécurité sanitaire possibles ;
 L’efficacité énergétique et environnementale des systèmes utilisés dans le transport frigorifique doit être améliorée, et des
systèmes frigorifiques ayant peu ou pas d’impact sur le climat, en termes de consommation d’énergie et d’émissions de gaz
à effet de serre doivent être sélectionnés ;
 De nouveaux schémas de logistique du froid, ou l’utilisation de solutions négligées dans le passé, tels que le transport
multimodal doivent être développées ;
 La sensibilisation de l’opinion publique vis-à-vis des bénéfices environnementaux et économiques à long terme,
d’équipements efficaces sur le plan énergétique devrait constituer une priorité ;
 La réglementation et les normes devraient permettre de promouvoir l’innovation dans le transport frigorifique ;
 La recherche et le développement dans ce secteur doivent être fortement encouragés.
Cette Note d’information a été préparée par Gérald Cavalier, (Président de Cemafroid, Président de la Section D, Entreposage et
transport, de l’IIF, France) et Savaas Tassou (School of Engineering and Design, Brunel University, Royaume-Uni). Elle a été relue par
plusieurs experts internationaux de l’IIF.
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La mission de l’Institut International du Froid (IIF) consiste à diffuser les connaissances scientifiques et techniques relatives au froid et à
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