Soutenance mémoire
PRODUCTION DU FROID
Généralités
Les procédés de production du froid sont très nombreux, mais l’importance relative de chaque procédé est très inégale. On peut classer les différents procédés actuellement connus en fonction de la nature des phénomènes de base qu’ils exploitent. Certains phénomènes purement physiques sont exploitables et ils sont basés soit sur les propriétés thermodynamiques des fluides, soit sur les propriétés électriques ou magnétiques de certains solides. D’autres phénomènes utilisables pour la production du froid sont de nature physico-chimique. Les procédés qui utilisent les propriétés thermodynamiques des fluides et essentiellement des fluides gazeux constituent l’ensemble des cycles à compression et détente. Le fluide véhiculé, appelé fluide frigorigène, peut subir ou non un changement de phase.
Procédés de production du froid
Effet PELTIER
Ce sont les machines thermoélectriques. Il s’agit ici de la mise en oeuvre des propriétés thermoélectriques de certains solides, généralement des alliages métalliques. Il en résulte un refroidissement lors du passage d’un courant, dans un sens donné, entre l’une des parties de la jonction ou soudure de deux surfaces conductrices de nature différente.
La désaimantation adiabatique
L’obtention de températures avoisinant le zéro absolu n’est actuellement réalisée que par l’utilisation des phénomènes thermiques qui accompagnent la désaimantation adiabatique de certains cristaux. Le retour en position initiale des dipôles magnétiques des atomes d’une substance paramagnétique, après avoir être forcé à s’aligner par un champ magnétique puissant, on interrompe ensuite le champ tout en supprimant le contact avec l’hélium liquide où baigne la substance ; les dipôles en perdant leur alignement, provoquent l’absorption d’une grande quantité de chaleur qui ne peut être prise que par la substance elle-même et qui se refroidi. En répétant l’opération on peut abaisser la température jusqu’à 0.001° K .
Les mélanges réfrigérants
Ce procédé utilise les propriétés physico-chimiques liées aux phénomènes thermiques qui se manifestent lors de la dissolution de certains solides ou liquides dans des solvants liquides ou lors de l’absorption de certaines vapeurs dans des absorbants solides ou liquides. Cette dissolution absorbe une quantité de calorie équivalente à sa chaleur latente de fusion. On peut utiliser plusieurs mélanges avec deux ou plusieurs constituants comme le mélange de « neige + chlorure de calcium » par exemple.
Détente d’un gaz comprimé
La compression d’un gaz élevant sa température, réciproquement la détente d’un gaz comprimé abaissera la température du gaz détendu.
Le fait de la détente du gaz à travers un orifice étroit absorbe des calories. On peut utiliser l’air comme agent réfrigérant agissant sur l’eau à travers un échangeur. C’est sur ce principe que sont basées les machines permettant la liquéfaction des composants de l’air (azote, oxygène, etc. . .) .
Evaporation d’un liquide pur
Du point de vue économique et pratique, les procédés à compression et détente d’un liquide pur sont incontestablement de loin les plus importants. Après avoir été comprimé et condensé, le fluide frigorigène se détend et s’évapore. Cette détente et évaporation s’accompagnent d’une absorption d’une quantité de chaleur équivalente à la chaleur latente de vaporisation du liquide. Ces types de machine utilisent les propriétés thermodynamiques d’un fluide frigorigène. Elles se distinguent selon que la détente se fait avec ou sans production de travail extérieur.
Utilité du froid dans les transports
Des denrées périssables sont introduites dans les conteneurs, ces denrées se pourrissent et subissent des altérations si l’on tente de les transporter ou de les conserver au-delà d’une certaine période. On utilise, soit la conservation par la chaleur, soit la conservation par le froid qui est en outre notre cas. La conservation par le froid a pour but de :
– détruire les microbes ou les germes
– stopper leur développement par l’abaissement de la température, suppression de l’humidité et par la modification de l’atmosphère.
L’utilité du froid dans les transports, que ce soit maritime, aérienne ou terrestre est donc de maintenir l’état physique et la fraîcheur des denrées ou produits depuis leur entreposage jusqu’à leur déposage. Nous tenons à signaler que les denrées entrantes devront, à cause des pertes de charges thermiques lors de leur entreposage dans les conteneurs, être proches de leur température de conservation pour des raisons économiques et les états mécaniques des engins frigorifiques selon leurs types et cela avant de les transporter.
Production du froid dans les transports
L’utilisation des basses températures s’est très fortement répandue dans l’industrie et dans la vie domestique. Le refroidissement des corps jusqu’à une température inférieure à celle du milieu ambiant est obtenu au moyen d’une installation frigorifique fonctionnant suivant un cycle thermique inverse, c’est-à-dire suivant un cycle inverse de Carnot. Le froid dans toutes ses enceintes est obtenu en absorbant la chaleur qui y est rependu. On emploie dans les transports le cycle à compression de vapeur avec changement de phase en utilisant un fluide frigorigène que nous considérons comme un gaz parfait et que ces fluides obéissent à la loi de la thermodynamique. En comprimant les vapeurs de fluide frigorigène de façon polytropique sa température et sa pression augmentent jusqu’à la température et pression de condensation pour le condenser. Cette condensation lui permet de dégager hors de l’enceinte à refroidir la quantité de chaleur qu’on vient d’absorber. Après être condensé, le fluide frigorigène sera détendu par le détendeur pour libérer la pression et en contact avec la pression atmosphérique dans l’évaporateur les fluide frigorigènes se vaporisent en absorbant de la chaleur et ceux-ci forment le cycle à compression de vapeur pour la production de froid dans notre cas. Mais en pratique tous les cycles correspondants à cela ne sont pas toutes réalisables.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : BASES THEORIQUES
CHAPITRE I : PRODUCTION DU FROID
I.1 – Généralités
I.2 – Procédés de production du froid
I.2.1 – Effet PELTIER
I.2.2 – La désaimantation adiabatique
I.2.3 – Les mélanges réfrigérants
I.2.4 – Détente d’un gaz comprimé
I.2.5 – Evaporation d’un liquide pur
I.3 – Utilité du froid dans les transports
I.4 – Production du froid dans les transports
I.4.1 – Les cycles idéals irréalisables de Carnot
I.4.2 – Cycle théorique
I.4.3 – Cycle pratique
I.5 – Les éléments principaux pour la production du froid
I.5.1 – L’évaporateur
I.5.1.1 – Evaporateur noyé
I.5.1.2 – Evaporateur non noyé
I.5.2 – Le moto compresseur
I.5.3 – Le condenseur
I.5.4 – Le détendeur
I.5.5 – Les fluides frigorigènes
I.6 – Les appareillages annexes
I.6.1 – Le séparateur d’huile
I.6.2 – Le réservoir liquide
I.6.4 – Le filtre déshydrateur
I.6.5 – Voyant liquide
I.6.6 – Échangeur
I.6.7 – Les tuyauteries
I.7 – Classification des engins frigorifiques
1 – Classe A
2 – Classe B
3 – Classes C
I.7.1- Avantages
I.7.2 – Inconvénients
I.8 – Description des engins frigorifiques
I.8.1 – Classe A
Système de dégivrage
Circuit fluidique
I.8.1.1 – Catégorie A1
I.8.1.2 – Catégorie A2
I.8.2 – Classe B
a- Système de dégivrage
b- Circuit fluidique
I.8.3 – Classe C
a- Système de dégivrage
b- Circuit fluidique
CHAPITRE II : FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES FRIGORIFIQUES DANS LES TRANSPORTS
II.1 – Fonctionnement et utilité des différents éléments importants dans le mécanisme des engins
II.2 – Automatisme
II.2.1 – Classe A1
II.2.1.a – Mécanisme
II.2.2- Classe A2
II.2.2.a- Mécanisme
II.2.3- Classe B
II.2.3.a- Mécanisme
II.2.4- Classe C
II.2.4.a- Mécanisme
PARTIE II : COMPARAISON DES SYSTEMES MONOBLOCS ET AUTRES SYSTEMES STATIQUES
CHAPITRE I : SYSTEMES D’ISOLATION
I.1- Les divers modes de transfert de la chaleur
I.1.1- Généralités
I.1.2- Transmission de la chaleur par conduction
I.1.2.a- Etude de la conduction
I.1.2.b- Expression de la conductivité thermique
I.1.2.c- Mur plan
I.1.2.d- Conduction de la chaleur, en régime permanent, dans une paroi homogène à face parallèle
I.1.3- Transmission de la chaleur par convection
I.1.5- Transmission de la chaleur combinée (cas réelle)
CHAPITRE II : PROPOSITION DE SYSTEME DE COMMANDE
II.1- Classe A1
II.1.a- Tableau de bord
II.1.b-Circuit de commande d’un engin de la classe A1
II.1.c-Circuit de puissance
II.2- Classe A2
II.2.a- Tableau de bord
II.2.b-Circuit de commande d’un engin de la classe A2
II.2.c-Circuit de puissance
II.3- Classe B
II.3.a- tableau de bord
II.3.b-Circuit de commande d’un engin de la classe B
II.4- Classe C
II.4.a- tableau de bord
II.4.b-Circuit de commande et circuit de puissance
II.5- Différenciation des deux systèmes
II.5.1- Fonctionnement
II.5.2- Pannes
II.6- Stabilité et vibration
PARTIE III : OPTIMISATION D’EXPLOITATION DES CONTENEURS FRIGORIFIQUES DANS LE TRANSPORT
CHAPITRE I : ETUDE DES PANNES DANS LES CONTENEURS
I.1- Pannes fréquentes rencontrées
I.1.1- Pannes électriques
I.1.2- Pannes mécaniques
I.1.3- Pannes électriques liées à l’état mécanique du véhicule
I.1.4- Exploitation des pannes
I.1.4.1- Panne électrique
I.1.4.1.a- Source d’alimentation
I.1.4.1.b- Circuit de commande
I.1.4.1.c- Moteurs électriques
I.1.4.2- Pannes mécaniques
CHAPITRE II : PROPOSITION DE GESTION DE LA MAINTENANCE DES ENGINS
II.1- Formation du personnel
A. formation technique (notion de technologie du camion frigorifique)
B. formation pratique
II.2- Planning de maintenance
AVANT CHAQUE TRANSPORT
TOUTES LES 360 HEURES DE MARCHE
TOUTES LES 1250 HEURES DE MARCHE
II.3-TABLEAU RESUMANT LES MAINTENANCES
CHAPITRE III : LOGICIEL DE CALCUL ET SIMULATION DES PANNES EN VISUAL BASIC
III.1- Présentation du logiciel
III.2- Calcul du temps optimal de réparation des pannes
III.2.1- Démonstration
III.2.2- Calcul du temps de dépannage
III.3 – Organigramme pour la détection des pannes
III.4- Le logiciel
CHAPITRE IV : ENVIRONNEMENT
IV.1- Impactes environnementaux
IV.1.1-Destruction de la couche d’ozone
Mécanisme de destruction
IV.1.2-Rechauffement de la planète
IV.2- Quelques éléments destructeurs de l’environnement
IV.3-Mesures prise pour lutter contre la destruction de la couche d’ozone
CONCLUSION
