Assurant simultanément le stockage d'énergie renouvelable et une production de froid plus durable, la technologie développée dans le cadre du projet Cryohub se prête bien aux applications de stockages frigorigiques, particulièrement énergivores.

Dans le cadre du « Paquet Énergie-Climat 2030 », l'Union Européenne encourage le recours aux énergies renouvelables avec l'objectif de les faire atteindre 27 % de son bouquet énergétique d'ici dix ans. De plus en plus d'industriels font le choix de mettre en œuvre des panneaux photovoltaïques, des éoliennes ou encore des unités de méthanisation de déchets organiques. Il est cependant difficile d’atteindre l’autonomie complète du fait de l’intermittence qui caractérise ces système de production. Enjeu clé du déploiement des technologies renouvelables, le stockage d'énergie fait l'objet d'un projet de recherche qui regroupe 14 partenaires au niveau européen, dont Irstea et Air Liquide en France. Baptisé CryoHub, il étudie un procédé original de stockage de l’énergie par cryogénie. Le processus comporte trois étapes :

• Lorsque l'énergie renouvelable est disponible mais les besoins faibles, de l'air (servant d’agent cryogène et prélevé à l’extérieur) est liquéfié à très basse température (inférieure à -150°C,
• L'air liquide est stocké dans des réservoirs isothermes,
• Lorsque la consommation d'électricité augmente, le cryogène est pompé puis détendu (évaporé) afin d'alimenter une turbine qui produit de l'électricité.

« Le procédé s’accompagne aussi d’une production de froid lors de l’évaporation de l’air. Ce second effet rend le système particulièrement intéressant et valorisable pour des sites industriels de type entrepôts frigorifiques ou usines de produits alimentaires qui ont besoin de produire d’importantes quantités de froid », précise Denis Leducq, ingénieur de recherche à Irstea, en charge du suivi du projet pour l'institut.

Couvrir jusqu’à 30 % des besoins du site industriel

Initié en 2017 et doté d'un budget de 8,3 millions d'euros (dont 7 millions d'euros dans le cadre du programme cadre européen Horizon 2020), le projet CryoHub vise à évaluer la faisabilité de ce système de stockage d’énergie renouvelable sur des sites industriels d’entreposage frigorifique. Les deux premières années du projet ont permis de définir et évaluer, par simulation numérique, son fonctionnement et ses performances. Mais aussi de modéliser son intégration dans le système frigorifique des entrepôts. Cette tâche a été conduite par les chercheurs d’Irstea, qui ont dû garantir que le procédé réponde correctement aux exigences et au fonctionnement actuel des entrepôts. Ils ont vérifié par simulation le maintien à la température réglementaire des produits alimentaires entreposés et évalué la production de froid obtenue par le procédé. Ce dernier devrait couvrir jusqu’à 30 % des besoins du site industriel qui s’apprête à le tester, en l'occurence la plate-forme logistique belge de la société Frigologix. L'unité produit déjà 70 % de l’électricité qu’elle consomme, en combinant énergie solaire, éolienne et biogaz.

L’heure est désormais à la conception grandeur nature. « Nous lançons actuellement la fabrication d’un démonstrateur qui servira à valider, en conditions réelles, les performances de cette nouvelle technologie. Sa construction doit être achevée à l’issue du projet, en 2020 », commente Denis Leducq. Si la technologie confirme ses promesses, elle devrait permettre de booster l’exploitation des énergies renouvelables et de promouvoir simultanément une production de froid aux effets limités sur l’environnement.