PROJET  
Cool and Comfort 78 – septembre 2018

Le plus grand système de refroidissement d’Europe pour le tunnel sous la Manche

Le plus long tunnel sous-marin du monde est désormais équipé du plus grand système de refroidissement d’Europe. La température dans les trois galeries du tunnel sous la Manche (50,5 km), entre la ville de Coquelles en France et Folkestone en Angleterre, est d’environ 25°C. Quatre refroidisseurs centrifuges fonctionnant avec le fluide frigorigène R1233zd se chargent de cela.

« La solution la plus sûre pour nos clients, la garantie d’une température constante tolérable d’environ 25°C, une économie d’énergie d’environ 40% et un impact moins lourd pour l’environnement. » En énumérant ces avantages, Laurent Fourtune, chief operating officer chez Eurotunnel résume le choix de ce nouveau système de refroidissement. « Ces résultats sont obtenus en remplaçant uniquement les refroidisseurs », souligne Jose La Loggia, general manager commercial HVAC Europe du fabricant Trane. « Les refroidisseurs fonctionnent avec le Solstice R1233zd, le fluide frigorigène de l’avenir », ajoute Julien Soulet, vice-président et general manager de Honeywell Fluorine Products.

Une économie de 500.000 euros par an

Les deux refroidisseurs CenTraVac de la série E de Trane sont opérationnels à Sangatte, près de Calais, depuis 2016. Les deux autres, installés à Shakespeare Cliff (Douvres) en Angleterre, sont actifs depuis fin octobre 2017. Ces quatre appareils remplacent huit installations de refroidissement York Titan qui fonctionnaient au R22. Quatre des anciennes installations, ayant chacune une capacité de refroidissement maximale de 7000 kW, se trouvaient à Dover. Les quatre autres, ayant chacune une capacité maximale de 6000 kW fonctionnaient à Sangatte. Le remplacement de ces quatre machines est une aubaine pour l’exploitant Eurotunnel et le Groupe Getlink. La consommation d’énergie de 2017 a en effet diminué de 33% soit 4,8 GWh d’électricité. Cela équivaut à la quantité de courant utilisée par 1.000 ménages. Pour Eurotunnel, cela représente une économie d’un demi-million d’euros d’un point de vue purement énergétique, et la facture de 2018 sera en principe encore réduite puisque les quatre refroidisseurs auront alors fonctionné une année entière. On s’attend à une diminution de la consommation d’électricité de 40%.

« Le nouveau système de refroidissement est le plus grand d’Europe », poursuit François Gauthey, CEO exécutif de Getlink. « Il permet de maintenir des températures ambiantes optimales. Nous y parvenons en combinant les refroidisseurs de Trane avec le fluide frigorigène Solstice zd de Honeywell. Des machines similaires, mais plus petites, sont déjà utilisées dans des grands bâtiments et des infrastructures. Le réfrigérant offre l’avantage d’avoir un GWP extrêmement faible. Cette combinaison nous permet d’atteindre nos objectifs énergétiques et environnementaux. »

Un système de refroidissement efficace et performant dans le tunnel n’est pas un luxe superflu. Le Shuttle et les trains à grande vitesse génèrent des températures de plus de 35°C qui peuvent parfois grimper jusqu’à 50°C lorsqu’il fait très chaud. Une température excessive, tant pour les équipes de service qui se chargent de l’entretien des galeries du tunnel et des rails que pour les voyageurs dans les véhicules installés sur le train ou les équipes d’évacuation si un problème se pose. Les aéroréfrigérants et le système de ventilation ne peuvent pas traiter des températures aussi élevées, ce qui est le cas d’un refroidisseur à eau performant. Grâce au nouveau système de refroidissement installé dans les trois galeries du tunnel (deux galeries pour les rames de camions et de voitures et une galerie réservée au service, plus petite), la température ne dépasse jamais les 25°C.

« Le plus grand défi fut d’ajuster le système de refroidissement alors qu’il est actif 24 heures par jour et sept jours sur sept », explique Laurent Fourtune d’Eurotunnel. « Voilà pourquoi nous avons uniquement remplacé les refroidisseurs. Le reste du système – le circuit primaire et quasiment toutes les conduites – n’a pas bougé parce qu’il est intact et date de 1994. »

« Choisir un autre système était quelque part risqué mais Trane nous a garanti que le système ne tomberait pas en panne durant son fonctionnement, et nous avons résolument opté pour les meilleures technologies. »

Jusqu’à 14.000 kW

Les refroidisseurs CenTraVac de la série E de Trane, une marque d’Ingersoll Rand, développent chacun une capacité de 2600 à 14.000 kW et pèsent quand ils fonctionnent 60 tonnes. « Ce sont les meilleurs refroidisseurs sur le marché », souligne José De Loggia de Trane. « Les solutions de refroidissement qui arrivent en seconde place sont dix pour cents moins efficaces d’un point de vue énergétique. C’est une technologie novatrice, et Eurotunnel ne connaissait pas les refroidisseurs HFO. Nous leur avons détaillé le fonctionnement, notamment les machines basse pression et les caractéristiques techniques, le fluide frigorigène utilisé, … »

« Ces nouveaux refroidisseurs sont entièrement automatiques », continue Nicolas Bau, responsable du projet. « Il ne faut pas de régulation, les appareils sont très flexibles et tournent à plein régime dès le lancement. Ce sont des compresseurs hermétiques et il n’y a donc pas de fuites. L’eau dans les conduites a un temps de circulation de huit heures. Entre le moment d’injection et celui où l’eau revient dans les refroidisseurs, huit heures ont passé. Le double système de conduite d’eau, avec des tuyaux d’un diamètre de 40 cm, est rempli de 30 millions de litres d’eau. L’eau envoyée dans le tunnel sous la Manche a une température de 10°C. Lorsqu’elle revient pour être refroidie, elle est environ à 20°C suite à la chaleur dans les tunnels. La longueur totale du réseau de conduites est de 240 km. »

Les anciennes machines de refroidissement ont été remplacées en hiver. « Il fallait une fraîcheur constante dans le tunnel. Comme la capacité de refroidissement est moins importante en hiver, les aéroréfrigérants d’Eurotunnel ont pu fournir le froid nécessaire. A des températures plus basses, ils peuvent maintenir l’eau à 10°C. »

« Le plus grand défi fut d’ajuster le système de refroidissement alors qu’il est actif 24 heures par jour et sept jours sur sept. »

Presque cent fois plus écologique

Le fluide frigorigène HFO R1233zd (Solstice zd) non inflammable a un GWP de 1. Le R22 utilisé dans les anciennes installations affichait un GWP de 1810. Les unités de refroidissement actuelles fonctionnent donc avec un réfrigérant qui est presque 100 pour cent plus écologique. Chaque machine contient 2000 kg de fluide frigorigène proposé par Honeywell. Ce produit a été spécifiquement développé pour diminuer l’empreinte écologique sans porter atteinte aux performances ni à l’efficience.

« Dans le monde entier, il y a une demande croissante pour ce fluide frigorigène ou une variante », avance Julien Soulet de Honeywell. « Le Solstice zd a un haut pouvoir d’adaptation. Il peut être mis en oeuvre dans des projets complexes et garantir des économies d’énergie, une diminution des émissions de CO₂ tout en respectant la réglementation. C’est notamment le cas avec le tunnel sous la Manche mais aussi dans d’autres constructions d’envergure. » On peut citer des hôpitaux et un aéroport à Rome.

L’adaptation du système de refroidissement du tunnel sous la Manche a coûté 5 millions d’euros au Groupe Getlink. « C’est un sérieux investissement mais qui sera amorti dans dix ans grâce aux économies d’énergie réalisées », souligne Jose De Loggia. « Déjà maintenant, on utilise 40% d’énergie en moins. Peut-on faire mieux ? Certainement, si on remplace l’un ou l’autre composant devenu obsolète », conclut le vice-président et general manager de Trane Europe.

Par Gianni D’Angelo

www.getlinkgroup.com

www.trane.com

www.fluorineproducts-honeywell.com