Étude CFD des conditions climatiques d'une chambre froide de ressuage : optimiser la diffusion d'air pour le refroidissement des denrées.
EOLIOS a dressé un état des lieux des conditions climatiques d'une chambre froide de ressuage : le brassage de l'air pouvait être amélioré pour favoriser le refroidissement des denrées. L'objectif de l'étude est d'optimiser la diffusion d'air dans la chambre, à l'aide de la simulation CFD.
Les chambres froides de l'industrie de la viande visent à placer les produits dans des conditions de température adaptées et à maintenir une humidité relative favorable, à la fois pour réduire la perte de poids et limiter l'altération microbienne.
Tout l'enjeu : concilier un brassage suffisant pour permettre le refroidissement et l'homogénéisation, avec une agitation d'air assez faible pour éviter une perte d'eau excessive.
L'essentiel. Étude CFD d'une chambre froide de ressuage (industrie de la viande), en ambiance à 0 °C, pour atteindre un refroidissement à cœur de 4 °C. La simulation révèle deux boucles de recirculation qui laissent des carcasses insuffisamment brassées au centre, avec stagnation des calories. EOLIOS conçoit un système de diffusion sur-mesure pour homogénéiser le brassage jusqu'au cœur des carcasses, sans accroître la perte d'eau.
Le ressuage se caractérise par une évacuation massive de calories accompagnée d'une légère évaporation. Il vise à abaisser rapidement la température de surface des carcasses, prévenant la prolifération des germes et réduisant la perte d'eau par évaporation. La température ambiante est d'environ 0 °C et les carcasses y restent 4 à 6 heures.
L'air a une double fonction : assurer le brassage et véhiculer le froid. Un bon refroidissement doit permettre d'obtenir une faible température à cœur (cible : 4 °C), qui dépend de la température initiale de la denrée, de sa masse, de la température de ressuage et de stockage — et qui détermine la durée de conservation.
Phase de refroidissement rapide qui suit l'abattage : les carcasses passent quelques heures en ambiance froide pour abaisser leur température de surface, freiner la prolifération microbienne et limiter la perte d'eau avant le stockage.
Température au centre de la denrée, la plus longue à descendre. C'est elle, et non la température de surface, qui conditionne la sécurité sanitaire et la durée de conservation ; l'atteindre suppose un brassage d'air qui pénètre jusqu'au cœur des carcasses.
Une bonne disposition des carcasses favorise la ventilation et la pénétration du froid. À l'inverse, de nombreux rayonnages sans carcasses — surtout dans l'axe — sont défavorables : l'air tend à se concentrer dans les zones vides. Les rangées de carcasses créent une plus grande résistance, réduisant l'efficacité du brassage dans ces zones.
Les mouvements d'air se composent de deux boucles opposées entraînées par la diffusion des ventilateurs de l'évaporateur. Ces boucles génèrent des vitesses élevées sur un axe vertical au centre de la chambre, et au niveau du sol. En revanche, au cœur de la zone des carcasses (centre des boucles de recirculation), les vitesses d'air sont bien plus faibles. La montée de l'air, liée aux écarts de densité, relève par ailleurs de l'effet de tirage thermique.
Circuit fermé que décrit l'air entraîné par les ventilateurs de l'évaporateur. Utile pour brasser le volume, elle laisse en son centre une zone lente où l'air stagne : c'est là que les carcasses sont les moins bien refroidies.
Toutes les carcasses ne sont pas brassées à la même vitesse : celles situées au centre des boucles finissent insuffisamment brassées. Ce brassage réduit entraîne une stagnation des calories en surface des carcasses, diminuant les échanges convectifs. Les phénomènes de recirculation provoquent aussi un rebouclage des calories dans les zones de basse vitesse, d'où une légère hausse des températures localement.
Au final, EOLIOS a conçu un système sur-mesure pour améliorer les conditions de refroidissement des denrées dans la chambre froide, en garantissant un brassage homogène jusqu'au cœur des carcasses.
À retenir. En ressuage, plus de brassage n'est pas toujours mieux : il faut atteindre le cœur des carcasses sans dessécher leur surface. La CFD localise les zones lentes et cible la diffusion là où elle manque, plutôt que d'augmenter le débit global.
Refroidissement à cœur, brassage et perte d'eau : les réponses aux questions que se posent industriels et exploitants du froid avant une étude CFD.
Le ressuage est la phase de refroidissement rapide après abattage : les carcasses passent 4 à 6 heures en ambiance à 0 °C pour abaisser leur température de surface et freiner la prolifération microbienne. La CFD vérifie que le brassage d'air atteint bien le cœur des denrées, comme sur nos autres études de chambre froide.
L'air décrit deux boucles de recirculation entraînées par l'évaporateur. En leur centre, les vitesses d'air chutent : les carcasses y sont insuffisamment brassées, les calories stagnent en surface et la température à cœur descend plus lentement.
Non. Trop d'agitation d'air dessèche les carcasses et augmente la perte de poids. L'enjeu est de concilier un brassage suffisant pour refroidir avec une vitesse assez faible pour limiter l'évaporation ; la simulation aide à trouver cet équilibre zone par zone.
Une bonne disposition favorise la pénétration du froid. À l'inverse, des rayonnages vides dans l'axe laissent l'air se concentrer dans les zones libres, tandis que les rangées pleines créent une résistance et réduisent le brassage. La CFD teste ces configurations avant exploitation.
Des cartographies de vitesses d'air et de températures, l'identification des zones lentes, et la conception d'un système de diffusion sur-mesure garantissant un brassage homogène jusqu'au cœur des carcasses, sans accroître la perte d'eau.
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Étude CFD d'une chambre froide de ressuage (industrie de la viande) : analyse des boucles de recirculation et des zones de faible brassage qui ralentissent le refroidissement à cœur, et conception d'un système de diffusion sur-mesure pour homogénéiser le brassage tout en limitant la perte d'eau.
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