Du soleil à la glace

La spécificité des activités de Restitution Technologique est d'étudier et de tester des solutions technologiques selon les besoins dans des domaines en sous-développement, aussi simples et accessibles que possible tant en termes de coût que de gestion autonome. Au fil des années, les domaines de travail ont été nombreux : eau - avec diverses techniques pour la rendre propre à la consommation même si avec contamination bactériologique et/ou physico-chimique, lampes photovoltaïques portables, hygiène - autoproduction d'hypochlorite de sodium, agriculture hydroponique pour les zones dépourvues de terres agricoles et d'eau, etc. Éléments importants des projets développés avec les communautés bénéficiaires.

Aujourd'hui, en nous appuyant sur les compétences étendues d'un groupe d'amis, nous travaillons à mettre une grande disponibilité - le soleil - au service d'une possibilité beaucoup moins répandue : la réfrigération, et son utilisation pour la conservation et la commercialisation des aliments. . Ainsi, la réalisation, au moindre coût possible, d'un réfrigérateur alimenté par énergie photovoltaïque ; à la fois verticale et horizontale. L'alimentation photovoltaïque répond au manque d'accès au réseau électrique dans de nombreuses zones ; mais aussi, là où il existe, du fait de la discontinuité de son approvisionnement, un sérieux problème pour un réfrigérateur traditionnel. D'un autre côté, une alimentation constante du générateur est trop chère.

La solution retenue fait appel à un ensemble d'innovations techniques importantes.
La réfrigération s'effectue avec une unité de réfrigération actionnée par un compresseur à courant continu (courant continu) à vitesse variable alimenté exclusivement par un panneau photovoltaïque. L'accumulation thermique du froid est obtenue grâce à une nouvelle solution eutectique développée spécifiquement : le processus d'échange de chaleur s'effectuera grâce à des parois de glace qui recouvrent entièrement la surface interne du réfrigérateur. Chaque paroi est constituée d'une pluralité de tuyaux rectangulaires à l'intérieur desquels sont insérés de l'eau et un serpentin de cuivre de huit millimètres de diamètre ; le serpentin est traversé par le gaz réfrigérant qui fait geler l'eau. Le thermostat immergé dans la solution eutectique, spécialement développé pour être calibré avec une grande précision, contrôlera le fonctionnement du réfrigérateur.
Les parois de glace accumulent ainsi le froid qui sera restitué uniformément à la cellule. Ce système donne une autonomie en l'absence d'énergie disponible la nuit et les jours de manque de soleil, égale à une quarantaine d'heures, même avec des températures extérieures de 40 degrés.

Le refroidissement du compartiment interne et de ce qu'il va contenir se fera donc à une température qui oscillera de -4 degrés à environ +4 degrés.
Le réfrigérateur sera isolé par une structure en polyuréthane (ou dérivés) de 20 à 60 mm d'épaisseur et une structure porteuse métallique.

Aux solutions innovantes s'ajoutent l'interface entre panneaux photovoltaïques et compresseur qui permet en cas de faible ensoleillement de capter le peu d'énergie solaire en chargeant, via un circuit booster, un pack de supercondensateurs électriques à un niveau de tension compatible avec la tension d'alimentation de compresseur - pour faciliter son démarrage -, avant de s'y raccorder.

Le soutien accordé dans le cadre de l'appel à projets « Technologies pour le développement durable » de la Fondation Cariplo accélère le développement du projet.
Un premier test de terrain a déjà été réalisé au Burkina Faso, à l'école professionnelle Fada-N'Gourma des Frères de la Sainte-Famille, activement impliquée dans le développement du frigo ; un premier prototype réalisé en adaptant les réfrigérateurs commerciaux aux différentes solutions techniques envisagées, a donné de bons résultats même à des températures locales intenses.
L'activité sur site se poursuivra avec l'envoi et le test d'autres prototypes, entièrement réalisés de toutes pièces ; dans le but d'expérimenter également la production locale, en donnant du travail à des étudiants formés, afin de proposer cette innovation au marché à petite échelle.
Des mois intenses nous attendent...

Mauro Palombo
NP juin / juillet 2021