Experimentation du climat sur un bâtiment du Centre Spatial Guyanais

Pour notre première expérimentation sur site, nous avons eu l'occasion de tester notre technologie au Centre Spatial Guyanais.

Ce fut une expérience exigeante:

  • Le Centre Spatial Guyanais est situé en Guyane française, un territoire soumis à un climat tropical où le refroidissement est nécessaire toute l'année.
  • La Guyane française est loin de notre siège social, nous avons dû tout préparer à l'avance pour limiter les opérations sur place.
  • Le site est classé SEVESO, ce qui implique des procédures strictes pour opérer sur place.
Remerciements

Ce projet a été financé avec la participation de l'Union européenne (Programme FEDER), du CNES et d'ArianeGroup.

Nous remercions tout particulièrement Thierry RUAUD et Jean-Marc DURAND pour avoir cru en ce projet et pour avoir facilité sa bonne progression.
Conditions climatiques

Le territoire de la Guyane française est un territoire au climat tropical.

La température moyenne n'est pas très élevée. Cependant, l'humidité y est très élevée, ce qui rend la chaleur difficile à supporter.

L'emplacement près de l'équateur rend le soleil très intense, brillant à son maximum chaque jour de l'année.

Cependant, la météo change rapidement, et il y a surtout des nuages avec de rares précipitations qui maintiennent la température supportable tout en augmentant l'humidité de l'air.

Les conditions climatiques sont les suivantes:

Température:

  • Min: 20°C
  • Moy: 28°C
  • Max: 35°C

Humidité:

  • Min: 65%
  • Moy: 85%
  • Max: 100%
La demande de froid au Centre Spatial Guyanais
Le Centre spatial de Guyane dispose de nombreuses installations sensibles qui nécessitent un contrôle climatique précis. Ci-dessous, voici une liste non exhaustive d'exemples des besoins en refroidissement du Centre Spatial.
Préparation des satellites (ECPU)

Les satellites sont équipés de composants électroniques très sensibles qui nécessitent une régulation climatique précise. La présence de condensation d'eau peut compromettre la mission.
La température et l'humidité sont contrôlées pour garantir un assemblage correct et éviter la condensation.
Préparation du lanceur (BIL)

La fusée est très grande. De petites différences de température peuvent entraîner une dilatation mesurable.
La température est contrôlée pour limiter le phénomène de dilatation, ce qui garantit l'assemblage correct de la fusée.
L'humidité est contrôlée pour limiter la présence de condensation d'eau dans les conduites cryogéniques, ce qui pourrait entraîner un gel lors des opérations cryogéniques.

 

Le cas d'étude

La Guyane française est un territoire au climat chaud. Dans ce territoire, la climatisation n'est pas un luxe, mais une nécessité pour assurer un confort minimal.

ArianeGroup, en tant que principal opérateur du Centre spatial de Guyane, utilise de nombreux systèmes de refroidissement. Les systèmes de refroidissement sont l'utilité principale sur place. Un tiers de la consommation d'électricité du Centre spatial européen est utilisé pour produire de la puissance de refroidissement.

Conscients de ces enjeux, ArianeGroup, le CNES et la CTG (Collectivité Territoriale de Guyane) étaient très intéressés par la possibilité de tester une nouvelle technologie de refroidissement ayant un impact nul en termes de CO2 dû aux réfrigérants et une consommation énergétique moindre.

Cependant, ils étaient bien conscients que la nouvelle technologie devait être fiable. Ils souhaitaient la tester à petite échelle sur un bâtiment non critique utilisé pour stocker des pièces de rechange pour les opérations terrestres, afin de minimiser les risques en cas de défaillance.

La décision a été prise d'utiliser notre technologie pour réguler le climat d'un bâtiment non critique utilisé pour stocker des pièces de rechange pour les opérations terrestres.

Pourquoi notre solution?
Un réfrigérant locale et durable : l'Eau!

Selon l'UNESCO, la Guyane française est le deuxième territoire ayant la plus grande quantité d'eau par habitant.
Les réfrigérants fluorés sont importés alors que l'eau est déjà présente en grande quantité sur place !
Une technologie idéale pour les conditions climatiques de la Guyane française

Le climat en Guyane française est chaud et humide. Cependant, la température reste stable toute l'année et surtout en dessous de 35°C.
Ces conditions sont parfaites pour ce que nous pouvons réaliser avec la maturité technologique actuelle !
Une administration simplifiée : aucune déclaration de fuite de F-gaz nécessaire

L'utilisation et l'importation de gaz F doivent être déclarées à l'organisme de l'Union européenne.
L'eau ne nécessite pas cette procédure !
Réduction de la consommation énergétique : -30 % théoriquement

La climatisation est utilisée tous les jours toute l'année. Dans ce type d'utilisation, l'efficacité énergétique est très importante pour limiter les coûts d'exploitation, mais aussi pour réduire la demande sur le réseau électrique.

 

Données expérimentales pour une journée typique

Moy COP : 4,47 | Moy Puissance froide : 22,9kW | Moy Température de sortie : 7,7°C

 

Comparaison avec les technologies conventionnelles

Caractéristiques finales (Tc = 7°C, Tamb = 35°C)
Leviathan
Trane
Refrigerant
Eau
R410A
ODP
0
0
GWP
0
4715
COP
4,47
2,83
ACV rapide
Leviathan
Trane
Consommation de froid
1,8 TWh
1,8 TWh
Consommation d'électricité
0,4 TWh
0,63 TWh
Recharge de gaz
NA
6 + 2x6 = 18
CO2 lié au réfrigerant
0 tCO2eq
85 tCO2eq
CO2 lié à l'électricité
96,4 tCO2eq
151,8 tCO2eq
CO2 Total
96,4 tCO2eq
236,8 tCO2eq
CO2 avoided over the lifetime of the chiller: 140,4 t!