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:
Elle peut être produite à terre ou en mer, en cas de pénurie ou de cherté de l'eau douce.
Etant donné le manque d'espace sur les bateaux de pêche, il est très pratique de pouvoir produire de la glace à mesure des besoins plutôt que de prévoir les volumes nécessaires avant la sortie de pêche.
On obtient des températures de stockage légèrement plus basses avec la glace d'eau de mer, ce qui permet de prolonger la durée de conservation du poisson. On trouve sur le marché des machines à glace écaille ou écaille qui produisent de la glace d'eau de mer offrant une température de -9 °C à -20 °C et une salinité variable.
La glace d'eau de mer présente toutefois des inconvénients majeurs:
Elle n'est pas homogène et au stockage, elle se transforme parfois en une mixture semi-liquide de cristaux de glace et de solution saline réfrigérée où la saumure prédomine à mesure que la température de la glace augmente. La glace d'eau de mer n'a donc pas de point de fusion fixe (-1,5 °C à -2 °C pour la glace d'eau de mer ayant une salinité de 3 à 3,6 pour cent), et les pertes dues à la fusion de la glace et au dégorgement de la solution hypersaline seront fonction de la température de stockage.
Etant donné sa température variable, il y a un risque de congélation partielle et d'absorption de sel, en particulier avec les poissons à peau fine.
Pour obtenir une glace d'excellente qualité, il faut utiliser des machines spécialement conçues pour la production de glace d'eau de mer. Elles sont généralement plus chères à l'achat et à l'utilisation que celles prévues pour la fabrication de glace d'eau douce.
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. |
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. |
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. |
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:
L'unité doit pouvoir fonctionner et produire de la glace dans des conditions de tangage et de roulis extrêmes.
Elle doit être fabriquée à partir de matériaux résistant à la corrosion (par exemple acier inoxydable, aluminium, plastique, caoutchouc et fibre de verre de haute qualité) afin de résister au milieu marin.
Elle doit tourner à une température plus basse que les machines à glace d'eau douce - en général entre -18 et -21 °C - étant donné que l'eau de mer gèle à une température plus basse que l'eau douce.
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:
Les machines à glace offrent davantage de souplesse du point de vue du volume des captures et de la durée de la sortie de pêche.
Une fois la machine achetée, la production de glace coûte moins cher, les dépenses se limitant aux coûts de maintenance et de réparation de la machine.
Le pêcheur n'est plus dépendant des fabriques de glace à terre pour s'approvisionner en glace avant les sorties de pêche; la glace est produite en fonction des besoins.
Avec une machine embarquée, on évite les situations où on l'on a inutilement chargé de la glace à terre car la pêche a été médiocre, voire nulle. Dans de nombreux pays, les frais d'achat de glace représentent un pourcentage considérable des frais d'exploitation.
Leurs principaux inconvénients sont toutefois:
Les frais d'achat et d'installation de la machine et du matériel annexe indispensable, tel que moteur auxiliaire, convoyeurs, etc.
La glace est généralement produite à partir d'eau de mer, ce qui peut affecter la qualité de certaines espèces dont la chair absorbe le sel.
La glace et, par voie de conséquence, les captures, peuvent être contaminées si l'eau de mer utilisée n'est pas propre.
La maintenance de la machine doit être confiée à des techniciens spécialisés.
Les besoins énergétiques augmentent.
Il faut faire appel à une main-d'oeuvre et à des services de maintenance spécialisés (parfois à bord du bateau).
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 |
660 |
520 |
510 |
45 (machine seulement) |
Machine à glace écaille, à tambour |
1,0-2,5 t |
965 |
635 |
1 118 |
250 |
Machine à glace écaille, à tambour |
6,0 t |
1 219 |
813 |
1 143 |
614 |
Machine à glace écaille, type tube, cycle aux gaz chauds |
11,5 t |
1 372 |
762 |
1 555 |
771 |
Machine à glace écaille, type tube, cycle aux gaz chauds |
13,0 t |
2 444 |
762 |
1 555 |
1 315 |
Machine à glace liquide |
33,3 t |
1 000 |
650 |
800 |
260 |
Machine à glace liquide |
23,5 t |
630 |
580 |
1 700 |
390 |
Machine à glace liquide |
35,5 t |
1 000 |
800 |
1 900 |
500 |
Machine à glace liquide |
27,0 t |
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.
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 glace est facile à manipuler et se vend par bloc.
La production de glace en bloc a néanmoins quelques inconvénients, notamment:
les saumures doivent être correctement traitées pour réduire le risque de corrosion du matériel; la glace doit être broyée avant utilisation.
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.
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 Source: Hernandez Fuentes, 1995. |
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 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.
|
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. |
2 250 |
10 590 |
Idem |
Alimentation en eau: 102 litres par heure à 16 °C pour une
température d'évaporation de -23 °C. |
4 500 |
21 434 |
Idem |
Alimentation en eau: 204 litres par heure à 16 °C pour une
température d'évaporation de -23 °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. |
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 |
La glace écaille a de nombreux avantages, notamment:
Elle a une surface d'échange de chaleur plus importante que la plupart des autres types de glace, le transfert de chaleur entre le poisson et la glace intervient donc plus rapidement et plus efficacement.
Etant donné que la glace écaille est légèrement sous-refroidie (-5 à -7 °C), elle dégage jusqu'à 83 kcal par kg en fondant; la chaleur de fusion est donc légèrement supérieure à 0 °C qu'avec les autres types de glace (80 kcal par kg).
Elle est facile à stocker et à manipuler quand on dispose de bons conteneurs isothermes sous-refroidis (-5 °C).
La machine est petite et compacte et exige moins d'espace que les fabriques de blocs de glace.
La machine commence à produire de la glace très peu de temps après sa mise en route et offre quasiment une production «à la demande».
La glace est immédiatement utilisable et n'a pas à être broyée.
La glace écaille présente cependant nombre d'inconvénients par rapport à la glace en bloc. Par exemple:
La glace doit être pesée avant la vente et ne peut être vendue à l'unité.
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 / |
20 pieds |
Surface nécessaire: 15,74 m2. |
5 000 |
13 m3 / |
20 pieds |
Surface nécessaire: 15,74 m2. |
10 000 |
13 m3 / |
20 pieds |
Surface nécessaire: 15,74 m2. |
5 000 |
37 m3 / |
40 pieds |
Surface nécessaire: 30 m2. |
7 500 |
37 m3 / |
40 pieds |
Surface nécessaire: 30 m2. |
10 000 |
37 m3 / |
40 pieds |
Surface nécessaire: 30 m2. |
3 000 |
20 m3 / |
15 m3 |
Type de conteneur: 40 pieds. Surface nécessaire: 30 m2. |
5 000 |
20 m3 / |
15 m3 |
Type de conteneur: 40 pieds Surface nécessaire: 30 m2. |
10 000 |
20 m3 / |
15 m3 |
Type de conteneur: 40 pieds. Surface nécessaire: 30 m2. |
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.
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.
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
|
FIGURE 2.5 La configuration «A» peut être utilisée pour réfrigérer
de petites espèces pélagiques dans des réservoirs
d'EMRG (coulis de glace).
|
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):
En raison d'un meilleur transfert de chaleur, le poisson est réfrigéré plus rapidement et plus régulièrement à 0 °C ou à une température inférieure.
La glace liquide offre un meilleur contact avec la surface du poisson, sans pour autant l'endommager par contusion ou par pression.
La contamination de la glace serait très largement réduite du fait que la machine à glace et la cuve de stockage sont scellées.
La glace peut être directement transportée par pompage là où on en a besoin et il n'est donc pas nécessaire de l'entreposer.
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 |
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 Note: |
FIGURE 2.8
|
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 |
Réduction progressive durant les années 90. |
Group II - Halons |
Réduction progressive durant les années 90. |
Group III |
Réduction progressive durant les années 90. |
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 |
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:
Le HCF R-134a (CF3CFH2) qui remplace le CFC R-12 dans les petites unités de refroidissement, les réfrigérateurs domestiques et les systèmes de climatisation des véhicules.
Le HCFC R-22 (CHF2CL) qui remplace le CFC R-12 utilisé dans les unités industrielles de réfrigération.
Les HFC et les HCFC présentent les grandes caractéristiques techniques suivantes:
Ils sont volatils et ne sont pas solubles dans l'eau.
Une fois émis dans le milieu ambiant, ils séjournent dans l'atmosphère où ils se transforment par oxydation en divers produits dégradables qui ne sont pas considérés comme toxiques ou nuisibles.
Les HCF et les HCFC disponibles dans le commerce sont classés comme frigorigènes respectueux de l'ozone.
Les HCFC sont considérablement moins nocifs pour la couche d'ozone que les CFC, mails les HCFC peuvent transporter le chlore dans la couche d'ozone une fois émis dans l'environnement. C'est pourquoi des pays tels que les Etats-Unis d'Amérique ont dressé un calendrier visant l'interdiction complète de la fabrication et de l'importation de HCFC d'ici 2030.
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:
Le R-12 et le R-22 présentent des différences importantes, telles que leur point d'ébullition à pression atmosphérique normale (-29,8 °C pour le R-12 et - 40,8 °C pour le R-22) et une plus forte pression de décharge gazeuse pour le R-22.
Du fait de la température de décharge plus élevée du R-22, les nouvelles unités de réfrigération devront être équipées de condenseurs ayant un régime différent. Par ailleurs, pour la même capacité, un frigorigène ayant un faible point d'ébullition exigera généralement un compresseur plus petit qu'un frigorigène ayant un point d'ébullition élevé. De même, les frigorigènes ayant un faible point d'ébullition exigeront généralement des pressions d'utilisation plus fortes.
Du fait de la pression gazeuse plus élevée du R-22, les installations transformées devront être équipées de canalisations qui résistent à une plus forte pression d'utilisation.
Il faut donc chiffrer précisément les travaux à engager avant de rééquiper les installations existantes car leur conversion pourrait s'avérer trop coûteuse. Une analyse détaillée des coûts et avantages, fondée sur une évaluation réaliste de la durée de vie restante et de la valeur économique de l'installation de réfrigération, doit donc être effectuée avant toute décision.
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.