Portes de réfrigérateur : quelles sont les économies d'énergie réelles ? (Partie 1)
Il est souvent affirmé que les portes de réfrigérateur permettent de réaliser des économies d'énergie de 60 % ou plus par rapport aux armoires à façade ouverte. Ces chiffres sont presque toujours basés sur des tests en laboratoire, comparant généralement une armoire à porte et une armoire ouverte dans des conditions climatiques ISO de classe 3 (CC3).
Mais les essais menés dans les supermarchés brossent un tableau différent. La plupart d'entre eux font état d'économies bien moindres grâce aux portes des réfrigérateurs : généralement entre 20 et 30 %, et parfois moins.
Qui a donc raison ? Et si les économies réelles sont plus proches de 20 à 30 %, où va le reste ?
Cet écart de performance soulève de sérieuses questions sur la manière dont ces économies sont calculées et sur leur validité dans des conditions commerciales réelles.
Les méthodes d'essai en laboratoire ont tendance à gonfler la consommation d'énergie des armoires ouvertes, ce qui fausse les résultats. Par ailleurs, certains éléments des tests peuvent artificiellement augmenter les performances apparentes des portes. Il en résulte que les portes peuvent sembler offrir des économies de plus de 60 %, mais celles-ci sont rarement réalisables dans les magasins.
Plus important encore, les tests en laboratoire ne tiennent pas compte de la manière dont les portes des réfrigérateurs se comportent en cours d'utilisation. La fréquence d'ouverture des portes, la durée d'ouverture, les opérations de réapprovisionnement, la préparation des commandes en ligne et les joints dégradés ou manquants ont tous un impact sur les performances, mais aucun n'est pris en compte dans les hypothèses de test standard.
Dans cet article, nous verrons pourquoi les tests standard ne reflètent pas les performances réelles, ce qui se passe lorsque des conditions plus réalistes sont appliquées et pourquoi le point de comparaison des portes de réfrigérateur doit changer, en particulier pour les détaillants qui utilisent déjà les technologies suivantes la technologie des bords de rayon aérodynamiques.
Nous nous concentrerons ici sur les portes battantes, qui sont les plus courantes dans les supermarchés de grande taille. (Dans un prochain article, nous examinerons la comparaison avec les portes coulissantes).
Avant de nous plonger dans les tests, nous commencerons par une idée reçue qui vise souvent les supermarchés...
"Pourquoi les supermarchés n'ont-ils pas de portes sur leurs réfrigérateurs ? J'ai une porte sur le mien à la maison"
C'est un argument courant et, à première vue, logique. Mais la comparaison s'effondre rapidement.
Tout d'abord, les deux types de réfrigération sont très différents. Les réfrigérateurs domestiques sont refroidis de manière statique, tandis que les réfrigérateurs de supermarché font circuler l'air à l'aide de ventilateurs, qui forment un rideau d'air froid.
La plupart des réfrigérateurs de supermarché ont six portes par réfrigérateur, et ils n'économisent de l'énergie que lorsqu'elles sont toutes fermées. Lorsque l'une Lorsque l'une des portes est ouverte, l'ensemble du réfrigérateur consomme plus d'énergie qu'un meuble entièrement ouvert. Cela est dû à l'effet de soufflet: l'ouverture des portes du réfrigérateur entraîne l'air froid hors du réfrigérateur, ce qui permet à l'air chaud de s'y engouffrer, augmentant ainsi la demande de refroidissement. Ensuite, lorsque les portes sont ouvertes, la convection fait que l'air se déplace de manière plus dynamique à travers l'ouverture, ce qui crée un déversement d'air froid plus important que dans un meuble entièrement ouvert.
Les réfrigérateurs domestiques sont dotés d'une porte avec un cadre et un joint, de sorte qu'ils sont totalement étanches à l'air lorsqu'ils sont fermés. Les portes des réfrigérateurs des supermarchés ne peuvent pas être rendues hermétiques lorsqu'elles sont fermées, de sorte qu'elles ne sont pas aussi efficaces, même lorsqu'elles sont toutes fermées.
En outre, les réfrigérateurs domestiques et commerciaux fonctionnent dans des environnements totalement différents et, surtout, des milliers de personnes n' entrent pas dans les cuisines domestiques pour ouvrir la porte du réfrigérateur toutes les quelques secondes. Dans les supermarchés, c'est précisément ce qui se passe.
En fait, les tests effectués par Aerofoil Energy (Sarno, 2019) ont révélé que :
Lorsque les six portes sont fermées, le réfrigérateur consomme moins d'énergie qu'un meuble ouvert.
Mais si une seule des six portes était ouverte, la consommation d'énergie dépassait celle de l'armoire ouverte, même si les cinq autres restaient fermées.
Ce qu'il faut retenir du monde réel ? L'efficacité des portes de réfrigérateur dépend de la fréquence d' ouverture des portes et de la durée pendant laquelle elles restent ouvertes. Dans les magasins très fréquentés, où les clients ont constamment accès à des produits réfrigérés, l'avantage énergétique des portes s'effrite rapidement.
Ainsi, si la comparaison avec un réfrigérateur domestique peut sembler intuitive, elle ne tient pas compte de l'échelle, de l'environnement et du comportement qui définissent la réfrigération dans les supermarchés.
Les hypothèses d'essai qui sous-tendent les allégations de porte
Les chambres d'essai sont configurées pour tester les performances des armoires dans des conditions extrêmes, plutôt que pour reproduire l'environnement des supermarchés. C'est essentiel pour garantir que les aliments sont stockés en toute sécurité, même dans des scénarios défavorables. Pour ce faire, les conditions d'essai de la classe climatique 3 de l'ISO stipulent ce qui suit :
Température ambiante de 25°C
60% d'humidité relative
Courants d'air transversaux de 0,2 m/s
Ces conditions ont une incidence considérable sur la consommation d'énergie des armoires ouvertes. Lors de tests en laboratoire, le courant d'air transversal pousse l'air chaud et humide dans les réfrigérateurs ouverts, perturbant le rideau d'air froid et augmentant les infiltrations, ce qui gonfle la consommation d'énergie.
Les armoires encastrées, en revanche, sont largement protégées de ces effets.
C'est là que commence la divergence. Dans des conditions de laboratoire, les armoires ouvertes semblent beaucoup moins efficaces qu'elles ne le seraient dans des magasins réels, tandis que les performances des armoires à portes sont surestimées.
Voici comment les variables les plus courantes affectent les résultats d'un test de laboratoire standard :
Si de nombreux ingénieurs reconnaissent que les chambres d'essai ne reflètent pas le fonctionnement réel, on oublie souvent que ces conditions artificielles affectent de manière inégale les différents formats d'armoires.
L'hypothèse la plus répandue est que le fait de tester les deux armoires dans le même environnement permet d'obtenir une comparaison équitable. Mais cela n'est vrai que si les conditions d'essai sont neutres, ce qui n'est pas le cas.
L'objectif premier du test ISO est la sécurité alimentaire, et non l'efficacité énergétique. Il est conçu pour confirmer que les armoires peuvent maintenir des températures de stockage sûres dans des conditions difficiles, et non pour produire des données précises sur la consommation d'énergie. Toute allégation d'efficacité dérivée de cette configuration est, par conception, non représentative.
Les essais sur le terrain racontent une autre histoire
De nombreuses études basées sur des essais en magasin ou sur des conditions représentatives du magasin :
Hill, Watkins et Edwards: 20 à 35 % d'économies d'énergie grâce aux portes
Axell et Fahen: 26% d'économies d'énergie grâce à la rénovation des portes
ASDA: Aerofoils ont permis à eux seuls de réduire la capacité de refroidissement de 34 % dans 187 magasins.
Il ne s'agit pas de cas isolés. Ils reflètent ce qui se passe dans les magasins réels, dans de vastes domaines, dans des conditions commerciales normales, plutôt que dans des conditions de test artificielles.
La première étape consiste à comprendre l'origine des économies annoncées. L'étape suivante consiste à examiner ce que les tests standard ne prennent pas en compte et comment ces lacunes faussent davantage la comparaison entre les formats verrouillés et ouverts.
Ce que les tests standards des réfrigérateurs de supermarchés ne prennent pas en compte
Même lorsque les comparaisons semblent justes (même température, même type de meuble), les conditions et les comportements les plus importants dans les magasins sont soit simplifiés à l'extrême, soit totalement exclus.
Voici les trois principales raisons pour lesquelles les méthodes d'essai actuelles surestiment les performances énergétiques des portes :
1. Des conditions de base gonflées
Comme indiqué précédemment, les tests en laboratoire soumettent les armoires ouvertes à de l'air chaud et humide soufflé sur la face de l'armoire. Cela déstabilise le rideau d'air froid et augmente considérablement la consommation d'énergie. Les armoires à portes, en revanche, sont protégées de cet effet. Les portes dévient simplement le flux d'air.
Résultat ? Les armoires ouvertes paraissent beaucoup moins efficaces qu'elles ne le sont dans la réalité, alors que les armoires à encastrer ne sont pas affectées. La comparaison est faussée dès le départ.
Lorsque des paramètres plus réalistes sont appliqués - température ambiante plus basse, humidité réduite et flux d'air représentatif du magasin - l'écart énergétique se réduit. Les économies ne disparaissent pas complètement, mais elles tombent à environ 25-30 %, et non à 60 % comme on le dit souvent.
2. Séquences d'ouverture de porte irréalistes
Un autre problème est la manière dont les tests simulent le comportement des acheteurs. Les tests standard simulent l'utilisation des portes selon une séquence uniforme : une porte à la fois, régulièrement espacée, ouverte pendant la même durée. Mais cela ne ressemble guère au comportement réel dans les magasins. Dans la pratique, les portes sont :
Ouvert simultanément par plusieurs acheteurs
Maintenu ouvert pendant le réapprovisionnement
Utilisation répétée pour le prélèvement en ligne pendant les périodes de pointe
Voici deux graphiques comparant le profil d'ouverture de porte spécifié dans les conditions ISO en laboratoire et les ouvertures réelles observées dans un magasin :
Dans l'étude de Sarno (2019), le fait de modifier uniquement le schéma d'ouverture - et non le nombre d'ouvertures - a réduit les économies d'énergie observées de 10 %.
3. Méthodes d'essai qui faussent les résultats
Certaines pratiques, bien que techniquement conformes, faussent encore davantage les résultats en faveur des armoires à portes :
Stores de nuit: De nombreux magasins utilisent des stores de nuit en dehors des heures d'ouverture (une mesure standard d'économie d'énergie pour les armoires ouvertes). Alors que les tests ISO sur les armoires ouvertes stipulent l'utilisation de stores de nuit, dans les tests comparatifs en laboratoire, les stores de nuit sont souvent exclus, ce qui augmente artificiellement l'avantage perçu des portes. Lorsque les stores de nuit sont correctement pris en compte, l'écart énergétique se réduit considérablement, en particulier dans les magasins où les stores sont déployés 12 heures par jour.
Joints d'essuyage: Pour passer les tests ISO, les portes des réfrigérateurs sont souvent équipées de joints en caoutchouc transparent qui créent une fermeture hermétique. Ces joints contribuent à réduire les fuites dans l'environnement d'essai, mais ils sont rarement installés ou correctement entretenus dans les magasins. Ils sont sujets à des défaillances, difficiles à nettoyer et sensibles à la prolifération bactérienne, ce qui entraîne leur élimination. Sans ces joints, les effets du flux d'air attirent de grands volumes d'air chaud dans le réfrigérateur par les interstices de la porte, ce qui réduit les avantages énergétiques dans le monde réel.
Fréquence d'ouverture de la porte : Les tests standards supposent que les portes des réfrigérateurs s'ouvrent 10 fois par heure, comme dans l'étude de Sarno qui a révélé une économie d'énergie de 27 %. Mais les données des magasins suggèrent que l'utilisation réelle peut être beaucoup plus élevée et plus chaotique : des études font état de 60 à 250 ouvertures par heure (Orlandi et al., 2013 ; EPEE/Eurovent, 2011).
Les tests de suivi de l'étude Sarno ont montré que pour chaque tranche supplémentaire de 10 ouvertures par heure, les économies d'énergie réalisées grâce aux portes diminuaient de 10 %. À 40 ouvertures de portes par heure, l'avantage énergétique des portes n'est plus que de 9 %, soit des économies d'énergie nettement inférieures à celles obtenues par l'installation d'aérofilms pour l'ouverture des armoires.
Ces pertes démontrent que les ouvertures de longue durée et les événements simultanés sur les portes provoquent des pics d'énergie, qui ne sont pas pris en compte dans les tests ISO.
En résumé, il y a de nombreuses raisons pour lesquelles les économies d'énergie testées en laboratoire correspondent rarement aux résultats obtenus dans le monde réel. Ensemble, ces facteurs expliquent l'écart constant et la raison pour laquelle les détaillants annoncent généralement des économies de 20 à 30 %, et non de plus de 60 %.
Repenser la ligne de base
Même si les tests étaient modifiés pour simuler les conditions du magasin (séquences d'ouverture des portes plus précises, flux d'air plus réalistes, utilisation correcte des stores de nuit et des joints d'étanchéité), la comparaison resterait incomplète.
En effet, la plupart des détaillants britanniques ne devraient plus comparer les portes de réfrigérateur à des armoires ouvertes nues. Ils doivent les comparer à des meubles ouverts déjà équipés d'une technologie aérodynamique de bord d'étagère.
La véritable référence n'est pas une armoire nue
Au cours de la dernière décennie, les améliorations aérodynamiques sont devenues partie intégrante des spécifications standard dans de nombreux domaines. La comparaison ne se fait donc pas par rapport à une armoire ouverte par défaut. Il s'agit d'une comparaison avec une armoire qui a déjà été optimisée.
La technologie de bord de rayon Aerofoil est désormais déployée à grande échelle. Les essais menés par ASDA en 2018 dans 187 magasins ont montré une réduction de 34 % de la demande de refroidissement dans le cadre d'essais contrôlés. Dans les environnements de magasins réels, les résultats sont restés cohérents, avec des économies d'énergie typiques de 15 à 20 %, mesurées dans des conditions commerciales réelles, et non dans des contextes de test artificiels.
Plus récemment, Aerofoil Energy a lancé un kit de circulation d'air passive pour les réfrigérateurs à façade ouverte. Il permet de réaliser des économies d'énergie comparables à celles des portes de réfrigérateur traditionnelles, sans le coût de la durée de vie, la complexité ou les perturbations, tout en conservant le design ouvert que les détaillants et les consommateurs préfèrent.
Ces innovations aérodynamiques, ainsi que d'autres, offrent une alternative viable à la rénovation complète des portes et marquent une nouvelle orientation pour les supermarchés qui recherchent l'efficacité sans compromis.
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Lorsque ce niveau d'optimisation est déjà en place, l'avantage supplémentaire apporté par les portes devient marginal. Les tests effectués dans les magasins situent l'écart énergétique restant à moins de 5 % et, dans certains cas, les portes n'offrent aucune réduction d'énergie supplémentaire.
Ce qu'une analyse comparative précise devrait inclure
Si l'objectif est de comparer les technologies sur la base de leurs performances réelles, le dispositif d'essai doit refléter la manière dont les armoires fonctionnent dans les magasins. Cela signifie qu'il faut aller au-delà de la certification ISO et utiliser des paramètres qui reflètent les environnements commerciaux quotidiens :
Si l'on applique ce cadre, l'écart énergétique est très différent. Dans de nombreux cas, les portes ne sont que légèrement plus efficaces que les armoires ouvertes qui utilisent déjà la technologie aérodynamique des bords d'étagères.
Si l'on ajoute le coût supplémentaire de l'entretien, les coûts opérationnels et la preuve que les portes peuvent réduire les ventes de produits alimentaires, cette petite marge devient plus difficile à justifier. D'autant plus que les Les systèmes Aerofoil permettent déjà de réaliser la majorité des économies sans ajouter de complexité au niveau du magasin.
Voici quelques exemples (cliquez pour lire l'intégralité des articles) :
Marks and Spencer choisit Aerofoils pour son efficacité écologique :
Sainsbury's affirme que les Aerofoils ont permis de réduire de 15 % la consommation d'énergie des magasins britanniques :
Équilibrer les gains et la réalité
Les portes de réfrigérateur peuvent permettre de réaliser des économies d'énergie dans le monde réel, mais elles sont généralement modestes et bien inférieures aux chiffres de plus de 60 % souvent cités. Dans la pratique, les détaillants font état d'économies de l'ordre de 20 à 30 %. Et dans les domaines qui utilisent déjà la technologie aérodynamique des bords de rayon et/ou des stores de nuit, tout avantage supplémentaire est souvent négligeable (moins de 10 %). Si l'on tient compte des coûts plus généraux et de l'impact sur les ventes, les portes peuvent même entraîner un retour sur investissement négatif.
La question de savoir si les portes représentent un investissement viable dépend d'un grand nombre de variables :
Format du magasin et disposition des allées
Spécifications relatives à la circulation de l'air et à l'armoire, par exemple les stores de nuit
Fréquence de passage des acheteurs et d'ouverture des portes
Utilisation de technologies telles que les aéroglissières
Dans les armoires à forte fréquentation, les périodes d'ouverture prolongée des portes et l'effet de soufflet peuvent entraîner une consommation d'énergie supérieure à celle d'une armoire ouverte bien optimisée.
C'est pourquoi les stratégies de réfrigération nécessitent une approche plus nuancée. Les innovations aérodynamiques égalent, et dans certains cas dépassent, l'efficacité des portes de réfrigérateur traditionnelles, sans la complexité, le coût ou la perturbation des consommateurs. Par conséquent, les meubles à façade ouverte sont en passe de devenir la nouvelle référence opérationnelle et environnementale.
La plus grande opportunité réside dans un déploiement ciblé. Les portes peuvent encore être utiles dans les zones peu fréquentées ou spécialisées, en particulier lorsque les stores de nuit ne peuvent pas être utilisés. Mais dans les zones très fréquentées, les armoires ouvertes optimisées sont souvent plus performantes. Une analyse magasin par magasin de la fréquentation et des performances des armoires peut aider les détaillants à déterminer où (et si) les portes sont utiles.
Et si les portes n'apportent qu'un gain marginal, voire aucun gain, par rapport à une armoire ouverte optimisée, la question qui se pose est la suivante : le coût en vaut-il vraiment la chandelle ?
Chez Aerofoil Energy, nous aidons les détaillants à évaluer les performances de la réfrigération à l'aide de données en temps réel sur les magasins, qu'il s'agisse des habitudes des clients, des flux d'air, du réapprovisionnement ou de l'impact de la maintenance. Nous fournissons des comparaisons côte à côte et des simulations de performance pour soutenir la prise de décision stratégique dans l'ensemble de votre entreprise.
Prochainement : Dans la deuxième partie, nous analyserons l'impact commercial plus large des portes de réfrigérateur et son influence sur le retour sur investissement. Pour être le premier à la lire, suivez-nous sur LinkedIn ou visitez notre blog.
Si vous êtes en train de revoir votre stratégie de réfrigération, nous sommes là pour vous aider. Prenez contact avec nous.
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