Choisir les meubles frigorifiques

Bien évidemment, la toute première fonction d’un meuble frigorifique est de mettre en valeur des denrées afin qu’elles soient vendues. Les principaux critères de choix des meubles frigorifiques par rapport à la motivation de vente sont liés aux types :

• de denrées vendues;
• de vente;
• de magasin;
• de système frigorifique;
• de service.

Adaptation aux denrées vendues

Le choix des meubles frigorifiques liés aux types de denrées dépend principalement :

• de la nature des denrées elle-même, des emballages et du conditionnement;
• de la compatibilité des matériaux du meuble en contact avec les denrées;
• de la température de conservation nécessaire (imposée suivant les denrées);
• du mode de distribution du froid;
• du volume utile de stockage;
• de la hauteur minimale de chargement adaptée aux produits;
• …

Adaptation à la forme de vente

Les meubles frigorifiques seront différents suivant :

• la politique commerciale soutenue aboutissant généralement au libre-service ou service traditionnel;
• qu’il s’agit d’alimentation générale ou spécialisée.

Adaptation à la surface de vente

Il faut prendre en compte :

• la grandeur du commerce, sa géométrie, le flux possible des clients,
• la présence ou non de “caddy’s”;
• les conditions d’ambiance (température, humidité, …);
• la disposition des autres rayonnages;
• le “design” général du magasin;
• …

Adaptation au système frigorifique

Le système frigorifique est lié à la configuration du magasin (en site urbain, rural, toiture plate, surface disponible à l’arrière du commerce ou pas, cave ventilée, …). En effet, on ne peut pas se permettre, par exemple, de placer des condenseurs ou des compresseurs bruyants à l’extérieur en site résidentiel sans prendre des précautions préalables.

L’adaptation des meubles au système frigorifique suit la même logique :

• groupe incorporé au meuble ou pas;
• groupe de froid centralisé en toiture;
• condenseur à air ou à eau;
• …

Adaptation au service

Il faut enfin tenir compte :

• de la robustesse;
• de la fiabilité;
• de la durée de vie;
• accessibilité avant arrière;
• souplesse d’utilisation;
• facilité de maintenance préventive et corrective;
• …

Il est important de citer les critères de choix liés aux différents coûts qu’il est nécessaire de prévoir avant de choisir tel ou tel type de meuble frigorifique.

Les coûts

Les principaux coûts sont naturellement :

• L’investissement qui comprend les meubles frigorifiques proprement dits, les systèmes frigorifiques, l’installation, la réception, … On en déduit un coût global d’investissement annuel comprenant l’investissement lui-même et l’intérêt annuel du capital immobilisé.

• L’exploitation qui inclut le coût de l’énergie, les entretiens, le loyer annuel par rapport à la surface occupée par les meubles, les montants de police d’assurance couvrant les équipements et la perte des denrées. Sur le même principe que l’investissement, on en déduit un coût d’exploitation annuel.

Le coût total annuel est donné par la formule suivante :

Les critères de choix spécifiques

Les critères de choix des meubles frigorifiques self-service se présentent sous forme de ratios spécifiques :

Lors de projets de conception, l’aspect énergétique était auparavant négligé au profit naturellement de la vente. Vu l’augmentation constante des prix de l’énergie électrique et par une prise de conscience timide des problèmes d’environnement que cause la production de froid, c’est l’instant, le moment de réfléchir aux choix futurs permettant d’allier quatre éléments indissociables  :

• la qualité du froid alimentaire;
• la vente;
• le confort des clients et du personnel;
• l’énergie.

Une ou des solutions radicales ?

Existe-t-il un bon compromis entre ces quatre facteurs ? Il existe une ou plusieurs solutions ! Le problème est qu’elles sont évidentes, mais semblent bloquer les commerçants et les responsables “marketing” des grandes et moyennes surfaces dans leur choix de meubles frigorifiques.

Peu importe les moyens et techniques mis en œuvre, mais il suffit de prévoir le confinement ou l’enfermement du froid dans une boîte isolée pour améliorer directement l’efficacité énergétique du froid alimentaire. Certains magasins (ils se reconnaîtront) appliquent ce principe depuis déjà longtemps, d’autres se lancent timidement.

Confinement de l’ensemble du froid alimentaire ou pas ?

Confinement des produits frais dans une enceinte bien isolée

Meuble frigorifique ouvert.

Confinement et isolation légère (double vitrage).

Confinement et isolation importante (enceinte opaque).

Là où on arrive à l’optimum énergétique et thermique, c’est lorsque les produits frais sont confinés dans des espaces réfrigérés et isolés des zones de vente classique tempérée. En terme de confort, naturellement, ce n’est pas l’idéal bien que finalement ce n’est qu’une question d’organisation (prévoir une petite laine en été ne pose pas beaucoup de problème). Les pionniers dans ce domaine sont bien connus et adoptent ce principe depuis des années voire plus d’une décennie. On peut dire que ce concept est passé dans les mœurs aujourd’hui. Au vu des personnes rencontrées dans ce type de magasin, toutes les couches de la population y sont représentées. Ce n’est pas nécessairement une question de “standing” comme certains pourraient le laisser entendre.

Confinement des produits frais dans une enceinte légèrement isolée et vitrée

Un autre concept a vu le jour il n’ y a pas longtemps. Dans un premier temps, on pourrait dire que la solution est mauvaise. A bien y regarder, elle se situe juste entre :

• les meubles frigorifiques ouverts qui absorbent un maximum de chaleur de l’ambiance de vente global au point que même en période chaude dans certains commerces on soit obligé de chauffer;

• et l’enceinte fermée et isolée du reste de l’ambiance globale de vente.

Ce concept serait-il le bon vieux compromis à la belge ?

Meubles ouverts ou fermés ?

Meubles frigorifiques négatifs horizontaux

Le choix de fermeture simple en plexiglas sur les gondoles négatives montre une solution rapidement rentable, car elle permet de réduire les consommations énergétiques de l’ordre de 30 à 40 % par rapport à un choix de meubles ouverts. Cette solution a été retenue en amélioration par une chaîne de distribution en Belgique sans observer de baisse du chiffre d’affaire significative. Dès lors, en conception, il semble plus évident de se lancer directement dans cette voie. En effet, ce qui rebute tout un chacun est le changement. Donc si cela marche en rénovation, il ne doit pas y avoir d’obstacle majeur en nouvelle conception.

Meubles frigorifiques positifs verticaux

C’est là que les anciens Belges s’empoignèrent, car le “client roi” doit pouvoir apprécier les denrées sans contrainte d’ouverture et de fermeture de porte. La question qui se pose immédiatement est de savoir pourquoi une méthode qui semble marcher avec le froid négatif ne fonctionne pas pour le froid positif. Est-ce une question :

• d’éducation à la consommation : on comprend que le froid négatif doit être confiné parce que les crèmes glacées fondent s’il n’y a pas de confinement du froid et que le froid positif peut être assimilé à la climatisation où les fenêtres peuvent rester ouvertes;

• d’investissement : le nombre de mètres linéaires de ce type de meubles frigorifiques étant important cela peut éventuellement rebuter les gérants de se lancer;

• …

C’est une des questions qui reste en suspend.

Choix énergétique progressivement intéressant
Une des solutions intéressantes dans un magasin biologique d’une commune bruxelloise est le choix de placer des lamelles en matière plastique quasi transparentes. Cette technique, selon le gérant du magasin n’a pas l’air de freiner l’achat de denrées. Pour être tout à fait objectif, il est hésitant à protéger l’ensemble de ces meubles par ce type de confinement.

Si on considère que ces lamelles arrivent au même degré de protection que les rideaux de nuit, on peut considérer que les réductions de consommations énergétiques peuvent atteindre aussi 30 à 40 %.

Le choix délibéré de meubles frigorifiques verticaux positifs fermés par des portes vitrées pose naturellement le problème des prix.

L’évaluation du bilan thermique et énergétique permet de préciser la puissance frigorifique nécessaire pour combattre les agressions thermiques du meuble. La puissance frigorifique appliquée à des meubles linéaires et rapportée au mètre linéaire en [W/ml] est un ratio important souvent utilisé par les professionnels pour comparer la performance de différents meubles de même type, mais de marque différente (voir certification EUROVENT). Dans le cadre d’un dimensionnement, les bureaux d’étude ou fabricants s’appuient sur ces valeurs.

Pour se rendre bien compte de l’impact de son choix de meuble frigorifique en froid positif et négatif, il est nécessaire de rappeler brièvement les différents apports qui influencent les consommations énergétiques des meubles, à savoir :

• les apports externes;
• les apports internes.

Apports externes

Les agressions externes représentent une bonne partie des apports thermiques. Elles sont dues aux conditions d’ambiance (température et humidité) des zones de vente entourant les meubles.

On retrouve principalement :

• les apports de chaleur par les parois (convection de surface et conduction au travers des parois);
• les apports de chaleur par les ouvertures libres via ou pas le rideau d’air (induction de l’air de l’ambiance);
• les apports de chaleur par rayonnement des parois de l’ambiance avec celle du meuble.

Apports internes

Pour maintenir le meuble à température et dans des bonnes conditions de fonctionnement ainsi que pour rendre les denrées attrayantes, des apports internes sont produits.
On retrouve principalement :

• les apports de chaleur par l’éclairage ;
• les apports de chaleur par l’intégration des moteurs des ventilateurs dans le réseau de distribution d’air du meuble (le moteur chauffe);
• les apports de chaleur des cordons chauffants ;
• les apports de chaleur ponctuels par les systèmes de dégivrage .

Évaluation théorique des consommations journalières

L’évaluation théorique du bilan énergétique journalier prend en compte les modifications de régime des apports thermiques tels que l’éclairage pendant la journée, la réduction de l’induction lors de la mise en place du rideau de nuit après la fermeture du magasin, les dégivrages, …, sur une période de 24 heures. Cette période est la même que celle utilisée par  EUROVENT pour caractériser les meubles frigorifiques.

Meuble frigorifique vertical positif : bilan énergétique journalier.

Meuble frigorifique négatif : bilan énergétique journalier.

EUROVENT site

Les certifications énergétiques sont en général des initiatives volontaires de la part des constructeurs pour permettre aux bureaux d’études, fournisseurs et utilisateurs de choisir correctement leurs équipements en comparant des pommes avec des pommes dans le cadre d’une concurrence saine. Une certification est accordée à un fabricant lorsque l’équipement testé selon un protocole de mesure préétabli, identique pour tous les équipements de la même famille et basé sur les normes EN en vigueur.

Caractéristiques certifiées

Dans le domaine de l’HVACR (Heating Ventilation Air Conditioning and Refrigeration), une certification qui donne une bonne garantie de qualité notamment au niveau énergétique est EUROVENT. Les exigences des fabricants, à savoir la puissance, la consommation d’énergie et le niveau sonore sont correctement évalués dans le cadre de la demande de certification, et ce, conformément aux normes EN en vigueur.

Pour les meubles frigorifiques, la certification EUROVENT porte plus particulièrement sur les caractéristiques de performances énergétiques suivantes :

• la consommation d’énergie électrique de réfrigération REC (du groupe de froid) en [kWh/j];
• la consommation d’énergie électrique directe DEC (avec 12 heures d’éclairage) en  [kWh/j]. Attention que pour les meubles à groupe de condensation incorporé, DEC est égale à la somme de toutes les énergies électriques consommées par le meuble frigorifique incluant l’énergie du compresseur ;
• la consommation d’énergie électrique totale TEC en [kWh/j], avec :
  • TEC pour les meubles à groupe de condensation séparé = REC + DEC ;
  • TEC pour les meubles à groupe de condensation incorporé = DEC.

Valeurs européennes moyennes TEC / TDA

Le tableau ci-dessous donne un exemple des valeurs moyennes des consommations pour le marché européen. Les valeurs ont été collectées et moyennées par le groupe WG14 d’Eurovent / Cecomaf sur la base des chiffres fournis par les fabricants et l’expérience terrain.

Les valeurs ont été établies pour les classes de température des paquets M définies en laboratoire :

• H = horizontal
• V= vertical
• Y = combiné
• C = réfrigéré
• F = surgelé
• M = multi-température
• A = assisté
• S = libre service
• R = groupe de condensation séparé
• I = groupe de condensation incorporé

Source EUROVENT.

Consommation énergétique certifiée

Actuellement, la plupart des constructeurs, comme le montre le chapitre précédent, se fient aux résultats donnés par la certification EUROVENT. La méthode d’essai est très précise et permet, entre autres, de déterminer :

• la qualité du meuble pour maintenir les températures escomptées à l’intérieur du volume utile de chargement ;
• les consommations énergétiques globales.

Les essais sont réalisés dans des conditions de températures et d’humidité précises.

Une fois le choix des meubles effectué, on peut déterminer assez aisément par les catalogues la puissance frigorifique nécessaire pour son application. Cette puissance conditionnera la valeur de la puissance de l’évaporateur et naturellement celle du compresseur associé.

Puissance spécifique pour différents types de meubles

Suivant le type de meuble frigorifique, la puissance spécifique est la puissance frigorifique à l’évaporateur par mètre linéaire de meuble, unité souvent rencontrée dans le froid alimentaire.

Comme on l’a vu plus haut, une manière souvent utilisée pour classifier les meubles frigorifiques, est de se baser sur la puissance frigorifique spécifique ou la puissance frigorifique par mètre linéaire ou par module de porte en fonction des conditions classiques définies par EUROVENT (température d’ambiance de 25°C et une humidité relative de 60 %).

Meuble frigorifique à applications positives

Meuble frigorifique à applications négatives

Variation des paramètres de dimensionnement par rapport à la classe d’ambiance

Cas d’un type de meuble vertical positif

La puissance frigorifique et la température d’évaporation varient en fonction de la température et du taux d’humidité de l’ambiance dans laquelle les meubles seront placés (classe d’ambiance). En général, la classe d’ambiance qui est prise comme référence pour les essais en laboratoire (EUROVENT utilise cette classe) est la classe 3 (25°C, 60 % d’humidité relative).

Exemple. Le tableau suivant montre les variations de puissance et de température et sert de référence au dimensionnement dans ce cas-ci des meubles verticaux positifs ouverts. Φ0: puissance frigorifique en classe 3 T0 : température d’évaporation en classe 3 Tmin : température de service en classe 3 Classe d’ambiance Température d’ambiance Humidité d’ambiance Facteur de correction de la puissance frigorifique Correction de la température d’évaporation [°C] [% HR] 2 22 65 Φ0x 0,88 T0+ 1,5°C Tmin+ 1,5°C 3 25 60 Référence 4 30 55 Φ0x 1,22 T0– 2,5°C Tmin– 2,5°C 6 27 70 Source Constan.

Cas d’un type de meuble mixte négatif

La puissance frigorifique et le nombre de dégivrages varient en fonction de la température et du taux d’humidité de l’ambiance dans laquelle les meubles seront placés (classe d’ambiance). Tout comme les meubles à applications positives, la classe d’ambiance qui est prise comme référence pour les essais en laboratoire (EUROVENT utilise cette classe) est la classe 3 (25°C, 60 % d’humidité relative).