Une nouvelle chaîne du froid pour Collect&Go

« Nous avons réimaginé une chaîne du froid complète chez Collect&Go et y avons associé une solution IoT », explique Peter De Bonte, Project Manager, qui souligne à quel point ce projet est unique, non seulement pour Colruyt Group mais aussi pour le secteur de la distribution au sens large.

Distributie_Collect&Go Le centre de distribution Collect & Go à Londerzeel.

Un transport frigorifique efficace et durable

« Nous avons développé nous-mêmes une solution qui permet de transporter des produits frais et surgelés avec des remorques ordinaires, c'est-à-dire sans camions frigorifiques, de manière très innovante et durable. »

Le centre de distribution (CD) Collect&Go de Londerzeel introduit progressivement un nouveau système de livraison. Auparavant, il livrait les produits frais dans une charrette qui était transbordée dans l'espace fraîcheur du point d'enlèvement, mais cette dernière étape n'est plus nécessaire aujourd'hui. En effet, dans l'entrepôt réfrigéré du CD, les produits réservés sont placés directement dans des bacs pliants qui sont introduits par deux dans un nouveau box isotherme.

Des plaques réfrigérantes développées par nos soins y maintiennent le contenu au frais. Ce box est ensuite transporté vers l'un des 210 points d'enlèvement de Collect&Go en Belgique. Lorsque le client vient y chercher sa réservation, un collaborateur en magasin vérifie les données de température.

Ce contrôle est possible grâce à des récepteurs installés dans les points d'enlèvement, qui affichent automatiquement les informations des capteurs et l'historique de la température de chaque box. Si tout est en ordre, le client paie ses marchandises et les emporte dans son bac pliant. Collect&Go utilise déjà 5 000 box isothermes individuels pour les produits frais. Le même concept est à présent déployé pour les aliments surgelés.

Un box isotherme intelligent

Le concept du box isotherme a été imaginé par l'ingénieur-concepteur Erik Cousaert (R&D), qui a pris l'initiative en 2016 de développer un box à réfrigération passive. Il s'était dit que cette solution pourrait s'avérer utile un jour... Le box (1 200 x 600 x 400 mm) est fabriqué en polypropylène expansé (PPE) noir. « Très léger et facile à injecter, le PPE possède une bonne valeur d'isolation. En outre, une porte à abattant peut aisément être prévue.

Le box est également 100 % recyclable en fin de vie. » Chacun d'eux peut contenir deux bacs pliants côte à côte. Dans le haut, des rails permettent d'introduire et de retirer les plaques réfrigérantes en acier inoxydable. La réalisation de ces dernières a été un véritable défi. Il fallait non seulement les souder avec une précision de 0,2 mm, mais aussi obtenir une surface parfaitement lisse. Sans oublier que ces plaques doivent contenir de l'eau...

slimme_koelbox Le box isotherme Collect & Go développée par Colruyt Group.

Nous soudons d'abord les coins de la plaque de base préformée. Ensuite, nous la remplissons d'un mélange eau-graphite et soudons le couvercle. L'ajout de graphite augmente le coefficient de conductivité thermique de l'eau d'un facteur 3. « Grâce à cette meilleure conduction, la plaque ne se refroidit pas en premier sur les bords et dans les coins, mais possède la même température partout. »

grafietplaat La présence de graphite permet également à la plaque de refroidir trois fois plus vite.

plaque de graphite

La présence de graphite permet également à la plaque de refroidir trois fois plus vite. Pour appliquer cette solution aux produits surgelés, nous avons besoin d'un « matériau à changement de phase » dont le point de congélation est de -26 °C. Il s'agit ici d'une solution saline. « Aucun de ces matériaux n'est dangereux en cas de fuite. Le box peut également être muni d'un liner en aluminium thermoconducteur et de panneaux supplémentaires d'isolation sous vide avec valeur lambda. »

Nous avons intégré de tels panneaux dans les parois arrière, inférieure et supérieure des box destinés aux produits frais, et dans toutes les parois de ceux prévus pour les surgelés. En contact avec les plaques réfrigérantes, le liner améliore la répartition du froid à l'intérieur du box. « Sans liner, la température d'équilibre est de 6 à 7 °C », calcule Erik Cousaert. « Avec le liner, la température du box reste facilement 2 à 3 °C plus basse pendant une période prolongée. »

Le congélateur à plaques ou « gaufrier »

Les plaques réfrigérantes sont congelées grâce au refroidissement par contact. Ce procédé nécessite non seulement un contact maximal avec les surfaces supérieure et inférieure des plaques, mais aussi une énorme capacité de refroidissement. « Impossible avec le glycol », explique Erik, qui a commencé à chercher des solutions au CO2. Il a trouvé une machine qui fonctionnait à l'ammoniac chez un constructeur danois de machines pour l'industrie du poisson et de la viande.

« Nous l'avons adaptée à nos besoins. » Le système de gaufrier refroidit dix-huit plaques simultanément. Les éléments en aluminium du système destinés au refroidissement par contact sont portés à -35 °C et positionnés contre les plaques par un dispositif hydraulique, tant au-dessus qu'en dessous. Il est essentiel que les plaques réfrigérantes soient parfaitement planes pour garantir le contact.

wafelijzersysteem Le système de gaufrier refroidit dix-huit plaques simultanément.

Efficacité et durabilité

Assez tôt dans le projet, des ateliers ont été organisés pour déterminer les besoins spécifiques de Collect&Go. Peter De Bonte, Project Manager, s'est vu confier le projet il y a deux ans : « Des adaptations ont été apportées sur tous les plans. » Par exemple, les serrures, les charnières et même les premiers box isothermes ont été repensés pour permettre un empilage et un désempilage aisés et pour que la pile reste stable pendant le transport. « Nous nous sommes également penchés sur la connectivité du capteur de température dans le box, qui partage ses résultats avec la plateforme IoT via Bluetooth. Nos éléments de refroidissement sont un tout nouveau concept. Nous avons créé le circuit de refroidissement en collaboration avec le fournisseur de la machine. » L'accent a été mis sur une congélation rapide. Le congélateur àplaques fonctionne au CO2 dans la phase froide.

« Le système garantit facilement une température d'évaporation de -38 °C. » Il n'y a pas de pertes liées à la ventilation. Le refroidissement est assuré par des compresseurs placés en cascade. La puissance peut être adaptée selon la demande. Le circuit de glycol passe par des refroidisseurs au propane qui refroidissent également le reste de l'espace réfrigéré du bâtiment. Les panneaux photovoltaïques situés sur le toit fournissent l'énergie nécessaire.

CO2 centrale Le système CO2.

Automatisation

Lorsque le camion livre les produits frais au point d'enlèvement le matin, il emporte également les box vides pour les ramener au CD de Londerzeel. L'opérateur place les plaques chaudes sur une bande de liaison.. Des « couteaux à air » les sèchent dans l'espace conditionné avant qu'elles ne pénètrent dans la machine de congélation. Les plaques réfrigérantes sont inspectées visuellement.

La balance de contrôle intégrée vérifie que toutes les plaques ont le poids attendu et ne présentent donc aucune fuite. « Notre automatisation se charge du transport vers le congélateur et de la manutention à l'intérieur de celui-ci », explique Sven Doms, qui est responsable des automatisations du parc de machines et donc aussi du transport automatique de la chaîne du froid. Les plaques sont congelées à -20 °C la veille de la livraison. Garder l'humidité hors de la machine était un défi. « Un point de rosée de -20 °C est idéal. Il y aura bien une certaine maturation mais elle est minime.. »

Les plaques réfrigérantes passent ensuite dans une cellule de stockage de 5,7 m de haut, qui peut contenir jusqu'à 1 500 plaques. Tout cela se passe dans un espace de 30 m sur 7,5 m et de 6,7 m de haut. La température ambiante y est de -7 °C. « L'automatisation est entièrement adaptée à nos besoins », explique Sven. « Par exemple, nous avons opté pour des capteurs mécaniques plus robustes, qui bougent à chaque fois qu'une plaque entre dans le congélateur. Avec des capteurs optiques, le risque d'erreur de comptage était trop élevé. »

Ce comptage doit être correct. À tout moment. Aujourd'hui, le congélateur est encore chargé et déchargé manuellement, mais les ingénieurs travaillent d'arrache-pied pour automatiser ce processus. Les plaques seront automatiquement placées sur un convoyeur à rouleaux, puis entreront et sortiront du congélateur par groupes de six. Dans une deuxième phase, le chargement et le déchargement des box isothermes seront également automatisés.

« Nous sommes fiers d'avoir pu réaliser ce projet », déclare Sven, qui met en avant sa nature multidisciplinaire et la collaboration avec des partenaires externes. « Le covid a été un obstacle supplémentaire. L'incertitude sur la disponibilité des matériaux, les fluctuations de prix, les délais de livraison... La conception à distance d'un box isotherme n'est pas non plus évidente. À un moment donné, il faut passer à une approche plus pratique. »

Cet article a été publié précédemment dans Engineeringnet.

Technologie intelligente brevetée

« Nous avons développé une solution avec des techniques intelligentes, comme le contrôle de la température, qui peut être commercialisée », explique l'ingénieur-concepteur Erik Cousaert. Comme pour le « Liquid Ice Container » précédemment développé, qui contient un mélange congelé mais liquide d'eau et d'éthanol, Colruyt Group a déposé un brevet sur l'ensemble du concept du box isotherme et de la plaque réfrigérante, mais aussi sur la méthode de congélation spéciale des plaques réfrigérantes en acier inoxydable. Le premier a déjà été validé. Le second suivra. Des entreprises extérieures à Colruyt Group souhaiteraient également utiliser cette technologie particulière sous licence.

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