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2. La fabrication de la glace


2.1 Eau douce ou eau de mer

Si la glace est fabriquée à bord, l'eau de mer est la matière première qui s'impose naturellement. Quand il s'agit d'installations terrestres, le choix entre l'eau douce ou l'eau de mer dépendra de plusieurs facteurs tels que la régularité des approvisionnements, l'emplacement de la fabrique et l'usage auquel la glace est destinée (par exemple à terre ou à bord des bateaux de pêche). Quelle que soit l'eau utilisée, il ne faut jamais oublier que la glace sera en contact direct avec des denrées alimentaires. Il est donc essentiel d'utiliser une eau non contaminée pour ne pas mettre en péril la santé humaine ou risquer d'avarier le poisson qui deviendrait alors impropre à la consommation. Il faut donc utiliser de l'eau potable, conforme aux normes de sécurité définies par des autorités telles que l'Organisation mondiale de la santé.

La réfrigération du poisson avec de la glace d'eau de mer est étudiée depuis maintenant plusieurs années et, avec l'avènement des petites machines à glace pouvant être installées à bord des bateaux, cette formule devient envisageable pour les pêcheurs. La glace d'eau de mer présente plusieurs avantages, notamment:

La glace d'eau de mer présente toutefois des inconvénients majeurs:

TABLEAU 2.1
Caractéristiques types des machines à glace écaille d'eau de mer adaptées aux bateaux de pêche de petite et moyenne taille

Capacité1

Besoins de réfrigération

Frigorigène

Observations

(kg de glace/24 h)

(kcal/h)



550

4 000

R-22

La machine à glace est équipée d'un évaporateur à tambour en acier inoxydable.
Cette unité peut être installée sur le pont ou dans la cale à poisson. Le groupe compresseur-condenseur est situé dans la salle des machines. La capacité de production est basée sur une température de 10 °C de l'eau d'alimentation et une température d'évaporation de - 30 °C. Selon les estimations, la production journalière de glace nécessite un espace de stockage frigorifique d'environ 1,24 m3.

1 350

7 100

R-22

Idem. Selon les estimations, la production journalière de glace nécessite un espace de stockage frigorifique d'environ 3,05 m3

1 950

11 000

R-22

Idem. Selon les estimations, la production journalière de glace nécessite un espace de stockage frigorifique d'environ 4,4 m3

4 500

21 434

R-22, ou tout autre fluide réfrigérant respectueux de l'ozone

Cette unité autonome à un système pressurisé d'alimentation en eau et un évaporateur à disques en acier inoxydable et produit de la glace écaille sous-refroidie.
La capacité de production est basée sur une température de 16 °C de l'eau d'alimentation et une température d'évaporation - 23 °C. En option, on peut installer un condenseur autonome à refroidissement par eau version eau de mer (40-80 litres/minute de consommation d'eau à 16 °C).
Selon les estimations, la production journalière de glace nécessite un espace de stockage frigorifique d'environ 10,2 m3

8 000

36 290

Idem

Cette machine à glace écaille peut être installée à bord, comme unité autonome ou comme unité à distance électrique, diesel ou hydraulique d'une installation frigorifique. Toutes les surfaces en contact avec la glace sont en acier inoxydable ou en matériaux résistants à la corrosion par l'eau de mer.
Un système pressurisé amène l'eau de mer jusqu'à la surface de congélation pour la fabrication de la glace. La température d'aspiration de l'évaporateur est de -32 °C et celle de l'eau de mer d'alimentation de 21 °C. Pour les machines à glace embarquées, le fabricant recommande un débit d'eau pressurisé à vitesse variable.

10 000

45 363

Idem

Idem

12 000

54 435

Idem

Idem

1 La capacité de production varie en fonction de la température d'évaporation et de la température de l'eau, du type de frigorigène et de l'épaisseur de la glace. Les données ci-dessus représentent donc la production moyenne de glace d'eau de mer lorsque la machine à glace tourne à -20 °C, dans les conditions décrites ci-dessus..

Les facteurs de conception suivants sont importants pour les machines à glace d'eau de mer embarquées:

On peut résumer comme suit les avantages que présentent les machines à glace embarquées, notamment pour les pêcheurs qui se spécialisent dans la vente de poisson frais:

Leurs principaux inconvénients sont toutefois:

Les machines le plus souvent installées sur les bateaux de pêche artisanale sont celles qui produisent de la glace écaille. Le Tableau 2.1 présente certaines des caractéristiques des machines à glace écaille, version eau de mer, pouvant être embarquées sur des bateaux de petite et moyenne taille.

Le Tableau 2.2 donne certaines des dimensions types des différentes machines à glace «emballée» qui, selon leurs fabricants, se prêtent à une installation à bord. Toutes les machines présentées ont un système de refroidissement par eau, à l'exception du modèle Coldisc. D'autres machines sont également présentées pour donner une idée de l'incidence du dimensionnement sur les capacités de production.

TABLEAU 2.2
Capacités et dimensions principales de quelques machines à glace embarquées

Type de machine

Capacité

Profondeur

Largeur

Hauteur

Poids


(tonnes US & kg/24 h)

(mm)

(mm)

(mm)

(kg)

Machine à glace écaille Coldisc, distribution frontale

1,0 t
909 kg

660

520

510

45 (machine seulement)

Machine à glace écaille, à tambour

1,0-2,5 t
909-2 272 kg

965

635

1 118

250

Machine à glace écaille, à tambour

6,0 t
4 272 kg

1 219

813

1 143

614

Machine à glace écaille, type tube, cycle aux gaz chauds

11,5 t
1 363 kg

1 372

762

1 555

771

Machine à glace écaille, type tube, cycle aux gaz chauds

13,0 t
2 727 kg

2 444

762

1 555

1 315

Machine à glace liquide

33,3 t
3 000 kg

1 000

650

800

260

Machine à glace liquide

23,5 t
3 181 kg

630

580

1 700

390

Machine à glace liquide

35,5 t
4 992 kg

1 000

800

1 900

500

Machine à glace liquide

27,0 t
6 363 kg

660

1 010

1 700

800

1 Résultats basés sur une température ambiante de 32 °C (90 °F).
2 Résultats basés sur une température ambiante de 10 °C (50 °F).
3 Résultats basés sur une température de 0 à 1 °C de l'eau d'alimentation, unités de pré- refroidissement recommandée.

Il n'est cependant pas nécessaire d'embarquer une machine à glace pour avoir de la glace en mer. Comme on l'a déjà indiqué, la glace est transportable, ce qui en fait un mode de réfrigération mobile. Elle peut donc être fabriquée à terre, amenée en mer et utilisée à mesure des besoins.

2.2 Les différents types de glace et leur fabrication

2.2.1 Les blocs de glace

La production commerciale de blocs de glace a démarré en 1869. On la fabrique en remplissant d'eau des bacs de métal que l'on plonge dans un bain de saumure (en général du chlorure de sodium ou de calcium) porté à une température largement inférieure au point de gel de l'eau. L'eau gèle dans les bacs et on en extrait des blocs de glace après plusieurs heures de congélation. Les bacs sont immergés dans l'eau douce pour dégager les blocs de glace qui sont ensuite stockés.

La glace en bloc est produite par lots; une fois vidés, les bacs sont à nouveau remplis d'eau et immergés dans la cuve de saumure pour une nouvelle période de congélation. Quelle que soit la capacité de l'unité de fabrication, il faut une main-d'oeuvre permanente pour assurer toutes les opérations, en particulier le démoulage et la manutention des blocs de glace. Par rapport aux autres types de glace, les principaux avantages de la glace en bloc sont:

La production de glace en bloc a néanmoins quelques inconvénients, notamment:

Il existe des unités conteneurisées de production de blocs de glace où la machine, l'entrepôt de glace et tous les systèmes électriques et frigorifiques sont logés dans un conteneur type. Ces unités sont donc transportables à terre comme en mer, plus fiables et beaucoup plus rapides à installer et à roder que les unités traditionnelles. Ce sont des avantages non négligeables, notamment dans les zones reculées où il n'y a guère de mécaniciens et de techniciens du froid. Ces unités sont logées dans des conteneurs type de 40 pieds, et sont faciles à installer. Il suffit de les installer sur une surface plane et de les protéger des intempéries; elles se prêtent donc aux conditions tropicales et aux zones côtières. Les modèles proposés produisent des blocs de tailles diverses allant de 12,5 à 25 kg. On trouvera au Tableau 2.3 diverses informations sur les unités conteneurisées de fabrication de blocs de glace.

La Figure 2.1 illustre le rapport entre l'épaisseur de la glace produite et le temps de congélation nécessaire à la production de blocs de glace. De manière générale, plus le bloc est épais, plus le temps de congélation est long. Pour un bloc de 136 kg par exemple, il faut compter en moyenne 36 heures de congélation, tandis qu'un bloc de 25 kg exige 12 heures en moyenne.

TABLEAU 2.3
Caractéristiques types des unités conteneurisées de fabrication de blocs de glace

Capacité de production1

Capacité de stockage

Surface nécessaire

(kg/24 h)

(kg)

(m2)

3 000

6 000

30 (pour le conteneur)

5 000

5 000

30 (pour le conteneur)

7 500

3 000

30 (pour le conteneur)

10 000

none

30 (pour le conteneur)

1 Capacité nominale en exploitation continue. La glace est stockée à environ -5 °C; cycle de congélation de huit heures.

2.2.2 Fabrication accélérée des blocs de glace

Les longues heures nécessaires à la production des blocs de glace ont conduit à la mise au point d'unités de fabrication accélérée permettant de produire des blocs de glace en quelques heures. Au lieu d'immerger les bacs dans une cuve de saumure, l'eau contenue dans les bacs est congelée au moyen d'un frigorigène diffusé dans la double paroi des bacs ainsi que par un système de conduites logé à l'intérieur des bacs. La glace se forme simultanément sur toutes les surfaces réfrigérées en contact avec l'eau. Une fois la congélation achevée, les blocs sont rapidement démoulés par gravité, au moyen d'un système de dégivrage par gaz chauds. Le principal avantage de ces fabriques de blocs de glace réside dans le peu d'espace qu'elles exigent par rapport aux unités traditionnelles et dans leur facilité relative de démarrage et d'arrêt, bien plus rapides que les installations classiques. Ce sont toutefois des machines plus coûteuses à l'achat, à l'exploitation et à l'entretien et elles sont peu utilisées dans le secteur de la pêche.

FIGURE 2.1
Rapport entre l'épaisseur de la glace produite et le temps de congélation nécessaire à la production de blocs de glace d'eau douce

Source: Hernandez Fuentes, 1995.

2.2.3 La glace écaille

La glace écaille est une glace sèche et sous-refroidie composée de minces fragments présentant une forme irrégulière d'écaille.

On la fabrique en versant ou en pulvérisant de l'eau sur une surface réfrigérée qui présente souvent une forme de cylindre ou de tambour. L'eau gèle à la surface en formant de fines pellicules de glace, de 2 à 3 mm d'épaisseur. La glace sous-refroidie est détachée par raclage, ce qui la casse en petites particules ayant l'aspect d'éclats de verre. En règle générale, les particules de glace tombent directement du tambour dans un conteneur frigorifique de stockage. Le cylindre de refroidissement peut tourner à la verticale ou à l'horizontale.

FIGURE 2.2
Machine à glace Coldisc

Unité très compacte produisant environ 1 tonne de glace (909 kg) en 24 heures pour une température de l'eau d'alimentation de 15,5 °C). Les fabricants donnent une correction de 6 pour cent à chaque augmentation de 5,5 °C de la température de l'eau d'alimentation. Ainsi, à 21 °C, la production chuterait de 6 pour cent, soit 54,5 kg, pour s'établir à 854 kg en 24 heures. Toute nouvelle élévation de la température entraînerait une baisse correspondante de la production. Lorsque la température de l'eau d'alimentation est élevée, il est recommandé d'utiliser une unité de préréfrigération.

Source: North Star Ice Equipment Corp., Seattle, Washington, Etats-Unis d'Amérique.

Un autre type de machine à glace écaille, particulièrement compacte et spécialement conçue pour la fabrication de glace à bord, est illustré à la Figure 2.2. Cette machine produite par North Star Ice Equipment Corporation, diffère de la conception habituelle en tambour, les écailles étant fabriquées sur un évaporateur à disque rotatif et sous-refroidi. La glace est détachée par des racloirs réglables, montés de part et d'autre du disque. Étant donné son faible poids et sa taille compacte, il semblerait que cette machine puisse être utilisée dans la cale à poisson de bateaux de pêche artisanale de 12 à 16 m de long. Sur de plus petits bateaux, il faudrait sans doute l'installer sur le pont. On trouvera les caractéristiques techniques de cette machine à glace au Tableau 2.4.

La glace en éclats est une variante de la glace écaille. On la fabrique en faisant couler de l'eau à l'intérieur du cylindre réfrigéré qui est entouré d'un serpentin d'évaporation. L'eau gèle à l'intérieur du cylindre, la température d'évaporation se situant entre -12 et -30 °C, et la glace est détachée au moyen d'une fraise qui tourne à l'intérieur du cylindre et repousse la glace vers le haut. La glace est compressée dans la partie supérieure du cylindre où elle poursuit sa congélation, puis éjectée par le haut du cylindre. La glace en éclats a une température de -0,5 °C et une épaisseur moyenne de 7 à 8 mm.

A bord des bateaux de pêche, les machines à glace écaille sont souvent installées sur le pont pour que la glace puisse être directement déversée dans la cale à poisson par une écoutille prévue à cet effet. La plupart des machines de type tambour conçues pour les bateaux de pêche ont un orifice de décharge situé directement sous le centre du tambour, ce qui permet de l'installer au-dessus d'une écoutille. Selon le type de machine, son emplacement sur le pont et les recommandations du fabricant, il faut parfois protéger le tableau de contrôle ou d'autres parties de la machine des intempéries par un caisson ou toute autre forme d'habillage.

L'installation en cale pose davantage de problèmes; en effet, les machines sont pour la plupart conçues pour une livraison par gravité, une fois la glace détachée du tambour. La cale à poisson doit donc être assez spacieuse et suffisamment haute pour y installer la machine et permettre l'alimentation par gravité du collecteur ou des casiers de stockage. Pour les machines à glace écaille ou écaille embarquées sur les grands bateaux, il faut parfois prévoir des convoyeurs ou des tarières bien que dans la majorité des cas, ce soient les hommes d'équipage qui chargent la glace à la pelle dans les compartiments de stockage.

TABLEAU 2.4
Caractéristiques types de certaines machines à glace écaille

Capacité de production1

Besoins de réfrigération

Frigorigène

Observations

(kg/24 h)

(kcal/h)



1 000

4 760

R-22, ou tout autre frigorigène respectueux de l'ozone

Alimentation en eau: 42 litres par heure à 16 °C pour une température d'évaporation de - 23 °C.
Épaisseur de la glace: 1,5 mm.
Taille de l'unité sans stockage de glace:
H (510 mm) × l (520 mm) × L (660 mm).
Poids: 45 kg. (Unité à disque)

2 250

10 590

Idem

Alimentation en eau: 102 litres par heure à 16 °C pour une température d'évaporation de -23 °C.
Epaisseur de la glace: 1,5 mm.
Taille de l'unité sans stockage de glace:
H (1 065 mm) × l (685 mm) × L (865 mm).
Poids: 165 kg. En option, on peut installer à bord un condenseur autonome à refroidissement par eau, avec un débit d'eau de mer à 16 °C de 1 200 litres par heure.
Température de fonctionnement normal du condenseur: 35 °C

4 500

21 434

Idem

Alimentation en eau: 204 litres par heure à 16 °C pour une température d'évaporation de -23 °C.
Epaisseur de la glace: 1,5 mm.
Taille de l'unité sans stockage de glace:
H (1 065 mm) × l (865 mm) × L (865 mm).
Poids: 225 kg.
En option, on peut installer à bord un condenseur autonome à refroidissement par eau, avec un débit d'eau de mer à 16 °C de 2 400-4 800 litres par heure. Température de fonctionnement normal du condenseur: 35 °C

9 000

42 867

Idem

Alimentation en eau: 420 litres par heure à 16 °C pour une température de l'évaporateur de -23 °C.
Epaisseur de la glace: 1,5 mm. Taille de l'unité sans stockage de glace: H (1 065 mm) × l (1 120 mm) × L (865 mm).
Poids: 300 kg.
En option, on peut installer à bord un condenseur autonome à refroidissement par eau, avec un débit d'eau de mer à 16 °C de 4 800-9 600 litres par heure. Température de fonctionnement normal du condenseur: 35 °C

1 Pour les grosses installations frigorifiques situées dans des zones tropicales où la température de l'eau dépasse 21 °C, il est recommandé de préréfrigérer l'eau d'alimentation dans un refroidisseur (pour l'amener à une température située entre 4,4 et 7,2 °C) pour ne pas ralentir considérablement la production de glace et éviter une forte consommation d'énergie. On trouvera à la Figure 2.3 des précisions sur le rapport entre la température de l'eau d'alimentation et le tonnage à réfrigérer (1 tonne à réfrigérer = 3 024 kcal/h = 12 000 Btu/h).

FIGURE 2.3
Rapports entre la température de l'eau d'alimentation et le tonnage à réfrigérer pour une production de 907 kg de glace écaille par 24 h

La glace écaille a de nombreux avantages, notamment:

La glace écaille présente cependant nombre d'inconvénients par rapport à la glace en bloc. Par exemple:

TABLEAU 2.5
Caractéristiques techniques de quelques machines à glace écaille et en éclats conteneurisées

Machines à glace écaille et en éclats conteneuriséess

Capacité de production

Capacité de stockage

Conteneur

Observations

(kg/24 h)




3 000

13 m3 /
5 000 kg

20 pieds

Surface nécessaire: 15,74 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentaire en eau: 3 000 litres/24 h. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

5 000

13 m3 /
5 000 kg

20 pieds

Surface nécessaire: 15,74 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentaire en eau: 5 000 litres/24 h. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

10 000

13 m3 /
5 000 kg

20 pieds

Surface nécessaire: 15,74 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentaire en eau: 10 000 litres/24 h. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

5 000

37 m3 /
15 000 kg

40 pieds

Surface nécessaire: 30 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentaire en eau: 5 000 litres/24 h. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

7 500

37 m3 /
15 000 kg

40 pieds

Surface nécessaire: 30 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentaire en eau: 7 500 litres/24 h. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

10 000

37 m3 /
15 000 kg

40 pieds

Surface nécessaire: 30 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentaire en eau: 10 000 litres/24 h. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

3 000

20 m3 /
8 000 kg

15 m3

Type de conteneur: 40 pieds. Surface nécessaire: 30 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentation en eau: 10 000 litres/24 h. Condenseurs à refroidissement par eau de mer en option. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

5 000

20 m3 /
8 000 kg

15 m3

Type de conteneur: 40 pieds Surface nécessaire: 30 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentation en eau: 10 000 litres/24 h. Condenseurs à refroidissement par eau de mer en option. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

10 000

20 m3 /
8 000 kg

15 m3

Type de conteneur: 40 pieds. Surface nécessaire: 30 m2.
Conditions d'utilisation normales: température ambiante: 35 °C et température de l'eau douce: 25 °C; énergie: 380 volts/triphasée/50 ou 60 Hz; alimentation en eau: 10 000 litres/24 h. Condenseurs à refroidissement par eau de mer en option. Frigorigène utilisé: R-22 ou R-717

Comme les fabriques de blocs de glace, les machines à glace écaille peuvent être logées dans des conteneurs de 20 et 40 pieds selon la capacité de l'unité de fabrication et du système de stockage. Elles peuvent être conçues pour être simplement raccordées au système d'alimentation en eau et en électricité et, avec quelques modifications, elles peuvent être adaptées aux grands navires de pêche. Toutefois, ces unités embarquées ne concernent pas la catégorie de bateaux examinés dans le cadre de cet ouvrage. Il existe aussi des machines à glace écaille d'eau douce de grande capacité et prévues pour une installation à terre; elles ont une capacité de 10 à 100 tonnes de glace et sont équipées de systèmes multiconteneurs (l'unité de fabrication de glace étant alors montée au-dessus d'un conteneur isotherme de stockage). Les caractéristiques et spécifications techniques de quelques machines à glace écaille et en éclats conteneurisées sont fournies au Tableau 2.5.

2.2.4 Blocs de particules de glace compactées

Lorsque la glace doit être transportée sur de grandes distances ou que les pêcheurs préfèrent utiliser des blocs, on peut utiliser des compacteurs pour former des blocs à partir de glace écaille ou en éclats. Ces machines compactent les particules de glace (écaille ou éclats) en bloc de taille standard et peuvent être facilement installées dans les petites fabriques à glace située à terre. A bord, les blocs de glace écaille compactée offrent les mêmes avantages que les blocs classiques. Ils pourraient très bien convenir aux nouveaux armements des pays tropicaux où la glace fond rapidement et où les pêcheurs ont gardé l'habitude de manipuler les pains de glace des installations traditionnelles. Les blocs de glace écaille compactée sont aussi plus faciles à concasser quand on en a besoin.

2.2.5 Glace liquide

Il existe un autre type de machine à glace bien adapté aux bateaux de pêche; ce sont les machines à glace liquide qui produisent des cristaux de glace sous-refroidis. Une fois mélangés à l'eau, les cristaux forment un coulis que l'on peut facilement pomper avec des tuyaux flexibles pour acheminer la glace à l'endroit du bateau où on en a besoin. Cette glace se comporte de la même manière que l'EMRG quand elle se présente sous forme de coulis, et peut donc être utilisée dans les réservoirs d'EMRG ou dans les cales à poisson. Sous une forme légèrement moins liquide, elle sert à conditionner le poisson en vrac dans des caisses de transbordement. Un diagramme à la Figure 2.5 montre comment ce type de machine peut être installé sur les bateaux de pêche de taille convenable.

FIGURE 2.4
Diagramme type de l'Installation (24 tonnes/jour)

1. Glacière
2. Goulotte de décharge
3. Réservoir d'alimentation du coulis de glace (en option)
4. Pompe de débit pour coulis de glace (en option)
5. Dispositif de régulation de la saumure
6. Tableau de commande mural (en option)
7. Dispositif de pompage
8. Générateur de glace

Source: Sunwell Engineering Co. Ltd, Woodbridge, Ontario (Canada).


FIGURE 2.5
Utilisation de la glace liquide sur les bateaux de pêche

La configuration «A» peut être utilisée pour réfrigérer de petites espèces pélagiques dans des réservoirs d'EMRG (coulis de glace).
La configuration «B» peut être utilisée pour la mise sous glace des poissons en caisses (moins d'eau nécessaire).
La configuration «C» peut être utilisée pour conserver des captures entreposées en cale sur des étagères (moins d'eau nécessaire).

Source: Brontec USA Inc.

TABLEAU 2.6
Spécifications type d'une machine à glace liquide à double tube

Capacité

Besoins énergétiques

Observations

(kg/24 h)



5 000, pour une eau d'alimentation à 10 °C et une concentration NaCl de 3 %

220 volts, AC, 3 triphasé, 50/60 Hz; 9,6 kW

Deux tubes générateurs, acier inoxydable 316. Frigorigène: R-22. Deux compresseurs d'une capacité de 8 610 kcal/h; -11 °C à l'aspiration et 38 °C à la condensation. Deux condenseurs à refroidissement par eau de mer d'une capacité de 1 380 litres/h chacun, pour une température de condensation type de 38 °C. Température d'alimentation (eau de mer): 24 °C. Structure: tube acier inoxydable. Dimensions: l: 100 mm; L: 660 mm; H: 1 700 mm

Note: divers modèles de machines à glace liquide embarquées, d'une capacité de 2,5 à 24 tonnes par 24 h. sont maintenant disponibles; il s'agit de machines autonomes ou à deux blocs, avec un système de réfrigération séparé destiné à l'installation à bord.

La glace liquide est un mélange de cristaux de glace, d'eau et de coulis. La glace est produite par congélation des cristaux de glace dans une solution faiblement saumurée à l'intérieur d'un échangeur thermique à double tube, également appelé échangeur thermique à surface raclée. L'eau gèle en formant à la surface du tube intérieur de minuscules cristaux ronds/ellipsoïdes (de 0,2 à 1,3 mm de diamètre) qui sont détachés de l'échangeur thermique par un transporteur à vis rotatif et tombent dans une cuve de stockage contenant de l'eau. Ce mélange d'eau et de glace (glace liquide) peut être pompé, dans des conduites ou des tuyaux, de la cuve de stockage jusqu'à la zone de réfrigération du poisson ou directement dans un conteneur isotherme. On peut modifier la densité et la fluidité de la glace liquide en fonction des besoins en ajustant le volume d'eau ajoutée.

La glace liquide présenterait les avantages suivants pour la réfrigération du poisson (voir également le Tableau 2.6):

Etant donné que la glace est produite dans une solution saumurée (3-5 pour cent NaCl), on peut très bien utiliser de l'eau de mer pour fabriquer de la glace liquide. Ces machines à glace peuvent donc être embarquées sur les bateaux de pêche. Les applications commerciales de la glace liquide sur les senneurs industriels ont donné des résultats concluants pour la réfrigération des petits poissons pélagiques. On a employé de la glace liquide pour améliorer le système à l'EMR traditionnellement utilisé sur les senneurs et la durée de réfrigération a été considérablement raccourcie: de 7 à 20 heures avec l'EMR à environ une heure. Comme on peut le voir à la Figure 2.6, le temps de réfrigération du poisson dans la glace liquide est beaucoup plus court que dans la glace écaille et se rapproche davantage des résultats obtenus avec l'EMRG.

FIGURE 2.6
Courbe de réfrigération d'un cabillaud entier (1-2,2 kg/pièce) conservé dans de la glace liquide pompable (d'eau de mer) et dans de la glace écaille

2.2.6 Eau de mer refroidie à la glace (EMRG)

L'eau de mer refroidie à la glace est un système qui se généralise sur les petits bateaux de pêche. On voit par exemple de petits bateaux, de 9,75 m de longueur hors tout, utiliser cette technique pour conserver toute leur qualité aux captures à valeur élevée. On contrôle la température globale des réservoirs d'EMRG en ajoutant de la glace pour abaisser la température de l'eau de mer, ainsi que celle des poissons au fur et à mesure des captures. Pour empêcher la stratification des températures dans les réservoirs d'EMRG, deux systèmes sont généralement employés, l'air comprimé souvent appelé système «champagne», et la recirculation par pompage de l'EMRG. On en trouvera une illustration à la Figure 2.7.

FIGURE 2.7
Réservoirs d'EMRG équipés d'un système «champagne» à air comprimé et d'un système de recirculation de l'eau

Note:
Au cas où d'autres réservoirs sont installés, le collecteur de soupape doit correspondre au système de pompage de l'eau. Le compresseur doit avoir une capacité suffisante pour alimenter tous les réservoirs installés et une pression d'air suffisante pour soutenir des pressions hydrostatiques maximales.


FIGURE 2.8
Système de pulvérisation d'eau de mer réfrigérée

Source: Integrated Marine Systems Inc., Pt Townsend, WA (Etats-Unis d'Amérique).

2.2.7 Eau de mer réfrigérée (EMR)

Les systèmes d'EMR reposent, non pas sur l'ajout de glace fondue, mais sur une installation de réfrigération embarquée qui refroidit l'eau de mer. Ces systèmes exigent des pompes, une tuyauterie et des filtres pour la circulation de l'EMR dans les réservoirs ou dans les cales. En règle générale, ils ont une alimentation distincte - groupe électrogène diesel ou générateur électrique à moteur diesel - qui alimente directement en énergie ou en électricité les moteurs électriques des compresseurs ou des pompes de circulation, selon le type de moteur d'entraînement utilisé.

On utilise principalement deux techniques pour refroidir les produits à l'EMR; la première consiste simplement à immerger les captures dans des réservoirs remplis d'EMR, tandis que l'autre repose sur la pulvérisation d'EMR sur les captures.

Certains bateaux mettent de la glace dans les réservoirs d'EMR avant de les remplir d'eau propre. Cela leur permet de gagner du temps et de soulager le système de réfrigération en refroidissant l'eau. On trouvera illustré à la Figure 2.8 un système de pulvérisation d'EMR typique des bateaux du Pacifique nord-est. Les réservoirs d'EMR ont une configuration semblable à celle des réservoirs d'EMRG, la principale différence étant l'installation d'une unité de réfrigération dotée d'une alimentation autonome et d'un système de filtrage amélioré pour l'eau recyclée.

Grâce à l'évolution récente des systèmes hydrauliques, on peut désormais faire tourner un compresseur de réfrigération à l'énergie hydraulique, au moyen d'une prise de force sur le moteur principal du bateau. Le système repose sur des pompes à détecteur de charge qui, une fois réglées, permettent de maintenir un flux constant quel que soit le régime du moteur. Un compresseur de réfrigération peut ainsi tourner à vitesse constante que le moteur tourne au ralenti ou à plein régime. Les pompes passent en mode attente - qui consomme très peu d'énergie - quand on n'a pas besoin du débit hydraulique. Toutefois, si le moteur principal tourne au ralenti lorsque le compresseur se met en route, la demande énergétique est considérable. C'est pourquoi les ingénieurs recommandent que le moteur principal dispose d'importantes réserves énergétiques au ralenti ou à faible vitesse.

TABLEAU 2.7
Dispositions du Protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d'ozone

Composés chimiques

Observations

Group I - CFCs
R-11; R-12; R-113; R-114, R-115, R-502

Réduction progressive durant les années 90.
Remplacement intégral d'ici 2000 dans les pays développés et d'ici 2010 dans les pays en développement.

Group II - Halons
Halon 1211; halon 1301; halon 2402 et tétrachlorure de carbone

Réduction progressive durant les années 90.
Remplacement intégral d'ici 2000 dans les pays développés. Les pays en développement disposent d'un délai supplémentaire de 10 ans.

Group III
Methyl chlorométhyle

Réduction progressive durant les années 90.
Remplacement intégral d'ici 2005 dans les pays développés. Les pays en développement disposent d'un délai supplémentaire de 10 ans.

Note: toutes les dispositions du Protocole sont entrées en vigueur le 1er janvier 1989 et ont été révisées en 1990.

TABLEAU 2.8
Temps de séjour dans l'atmosphère et potentiel d'appauvrissement de l'ozone de certains hydrocarbures halogénés

Composés chimiques

Temps de séjour

Potentiel d'appauvrissement de l'ozone


(années)


HFC: R-32 (CH2F2)

6,7

0

HFC: R-125 (CF3CF2H)

26

0

HFC: R-134a (CF3CFH2)

14

0

HCF: R-143a (CF3CH3)

40

0

HCFC: R-22 (CHF2Cl)

14

0,047

CFC: R-11 (CFCl3)

60

1

CFC: R-12 (CF2Cl2)

105

0,95

2.3 Les frigorigènes et leur impact environnemental

On sait que les substances chimiques utilisées comme frigorigènes, appelées chlorofluorocarbones (CFC), sont nocives pour la couche d'ozone stratosphérique. En conséquence, des efforts sont engagés à l'échelle internationale pour éliminer les utilisations commerciales de la plupart des CFC ou hydrocarbures halogénés (voir le Tableau 2.7). Il existe plusieurs produits de rechange qui sont davantage respectueux de l'environnement, comme le R-22, l'ammoniaque (R-717), le HP-62, les hydrocarbures partiellement fluorés (HFC) et les hydrochlorofluorocarbones (HCFC); on se reportera au Tableau 2.8. Il existe de nouveaux HFC et HCFC, notamment:

Les HFC et les HCFC présentent les grandes caractéristiques techniques suivantes:

TABLEAU 2.9
Données techniques concernant certains des frigorigènes utilisés dans le secteur de la pêche

Frigorigène

Pression d'évaporation à -15 °C

Pression de condensation à 30 °C

Point d'ébullition à 1.013 bar


(livres/pouces carrés)

(lb/sq. in)

(°C)

R-12 (CCl2F2)

11,8

93,2

-29,8

R-22 (CHClF2)

28,3

159,8

-40,8

R-717 (ammoniaque)

19,6

154,5

-33

Dans le secteur de la pêche, le R-12, le R-22, le R-502 et l'ammoniaque (R-717) sont les produits les plus communément utilisées comme réfrigérant (voir le Tableau 2.9). Etant donné que les CFC seront interdits dans les pays développés à compter de 2000, nombre des installations frigorifiques qui utilisent actuellement des CFC auront de sérieuses difficultés pour passer du R-12 et du R-502 à d'autres frigorigènes. La conversion des installations est techniquement faisable dans certains cas. Ainsi, une brève analyse de la conversion au R-22 des installations de réfrigération utilisant du R-12 montre que:

2.4 Observations relatives à la sécurité des produits

Pour les machines à glace de forte capacité, le R-717 (ammoniaque) est à l'heure actuelle le principal frigorigène commercialement utilisé en remplacement des CFC car c'est une substance qui n'a pas d'effets nocifs sur la couche d'ozone. Bien que le R-717 soit considéré comme toxique et corrosif, son odeur forte et ses propriétés irritantes constituent également un signal d'alerte en cas de fuite. Il est classé comme substance mortelle ou très dangereuse pour la santé humaine à des concentrations de 0,5 à 1 pour cent, et des durées d'exposition allant de quelques minutes à une demi-heure. C'est notamment le cas à bord des bateaux où des fuites importantes de gaz dans un espace clos peuvent provoquer des vapeurs de R-717 susceptibles de provoquer de graves lésions, voire la mort des membres d'équipage présents avant qu'ils ne puissent quitter la zone de réfrigération. En outre, le R-717 est un gaz explosif et inflammable quand il est associé à certaines quantités d'air ou d'oxygène. Dans le cas du R-717, le pourcentage minimum de gaz/vapeur nécessaire pour enflammer le mélange air-vapeur est de 15,5 pour cent. Si le mélange contient moins de gaz, il est trop pauvre pour s'enflammer. Néanmoins, à bord des bateaux, l'émission de grosses quantités de R-717 dans des endroits très étroits comme l'entrepôt frigorifique ou la zone de stockage peut entraîner une explosion. Le R-717 n'est donc pas sans danger pour la santé, et il faut une main-d'oeuvre spécialisée pour assurer le fonctionnement et l'entretien des unités de réfrigération utilisant du R-717.

Sur les grands navires de pêche, les installations frigorifiques utilisant du R-717 doivent être installées dans une section distincte (comme un compartiment étanche aux gaz équipé de systèmes d'alarme en cas de fuite ou d'incendie). La zone de réfrigération doit avoir deux issues, dont l'une donne directement sur le pont. Elle doit être équipée d'une ventilation d'urgence, d'une capacité horaire 30 fois supérieure au volume d'air, et de systèmes d'arrosage d'urgence commandés à distance. Les issues doivent être équipées de dispositif d'urgence à rideau d'eau pour empêcher toute fuite d'ammoniaque à l'extérieur de la zone de réfrigération. Les systèmes d'arrosage ont pour principale fonction de limiter la propagation du gaz, de protéger les membres d'équipage présents dans cette zone et de maintenir les voies de sortie. Ils permettent également d'éteindre les incendies dans la salle de réfrigération et de maîtriser la quantité de chaleur produite. Des masques à gaz pressurisés doivent être disponibles et facilement accessibles aux deux issues de la zone de réfrigération.


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