PartagerConteneurs frigorifiques : état des lieux et perspectives
Les conteneurs frigorifiques jouent un rôle essentiel dans le secteur du transport frigorifique maritime ; retour sur les étapes de leur développement et sur les avancées technologiques récentes et futures de cette technologie.
L’introduction des conteneurs frigorifiques dans les années 1970 a profondément transformé l’industrie du transport maritime des produits thermosensibles. Cette technologie fait en outre l’objet de nombreux développements en termes de conception, de fonctionnement et de contrôle
Bref historique
[1] Durant la première moitié du XIXe siècle, la glace était utilisée pour conserver les aliments au froid pendant leur transport. Par ailleurs, les bateaux de pêche utilisaient de grandes quantités de glace pour préserver la fraîcheur de leurs prises. La glace était obtenue en la découpant dans des lacs gelés du Maine aux États-Unis, du Canada ou de Scandinavie. En 1890, le commerce de la glace a atteint son apogée avec plus de 500 navires, principalement propulsés à voile. [1]
C'est au milieu des années 1860 que deux Français, Ferdinand Carré et Charles Tellier, ont expérimenté pour la première fois le froid mécanique. Ils ont d’abord utilisé une installation de congélation à absorption d'ammoniac sur le navire “City of Rio de Janeiro”, puis une installation à compression d'ammoniac sur le navire Le Frigorifique, ce qui s’est avéré assez concluanti. [1]
Les premiers navires frigorifiques spécialement conçus pour le transport de bananes, comme le Port Morant, apparaissent en 1901. Des machines au CO2 étaientalors utilisées pour abaisser la température et la réguler. Il s’agissait d’une avancée décisive pour le transport de fruits sensibles à la température. [2]
La première unité de refroidissement à air portable a été conçue par l’Américain Fred McKinley Jones au milieu des années 1930, et il faudra attendre les années 1950-1960 pour entrer dans l’âge d’or des conteneurs frigorifiques, véritable révolution dans le monde du transport maritime. Le transport frigorifique fut alors bien mieux maîtrisé et de nouvelles denrées alimentaires, comme les fruits tropicaux ou même la viande, purent être expédiées à travers n'importe quel océan. [2]
Les années 1970 ont vu l'arrivée de conteneurs frigorifiques spécialement conçus pour être transportés par des porte-conteneurs. Ceux-ci se présentaient sous différentes formes et tailles, chacun étant équipé de ses propres unités de refroidissement séparées contrôlant l'atmosphère intérieure. À bord d'un navire, les conteneurs frigorifiques étaient branchés sur le système d'alimentation électrique à bord. Dans les terminaux ou lorsqu'ils étaient transportés à l'intérieur des terres, ils étaient connectés à des prises électriques ou équipés de groupes électrogènes. Actuellement, ce système est encore largement utilisé dans la chaîne du froid. [2]
La place essentielle des conteneurs frigorifiques
Les conteneurs frigorifiques jouent un rôle essentiel dans la chaîne d'approvisionnement mondiale. Utilisables sur une plage de température comprise entre – 30 °C et +30 °C, ils permettent de transporter à température constante de nombreux types de produits thermosensibles et en premier lieu les produits alimentaires (fruits, légumes, viande,...) sur de très grandes distances [3].
Alors que la part des marchandises transportées par voie maritime dans des conteneurs conventionnels est en légère augmentation à l'échelle mondiale, le segment du transport par conteneurs frigorifiques connaît actuellement une nette augmentation [4].
Selon Allied Market Research [5], l'industrie des conteneurs frigorifiques a généré 9,7 milliards de dollars en 2022 et devrait générer 19,7 milliards de dollars d'ici 2032, avec un taux de croissance annuelle moyenne de 7,5 % de 2023 à 2032. Le segment maritime détenait en 2022 la part de marché la plus élevée, représentant près des deux tiers des revenus du marché mondial des conteneurs frigorifiques.
Récents développements technologiques et défis à relever
La technologie des conteneurs frigorifiques fait l’objet d’une évolution constante à mesure que de nouveaux défis se présentent. Ces avancées concernent d’une part la conception des conteneurs et d’autre part le fonctionnement et le contrôle de ces équipements.
Sur le plan de la conception, on peut ainsi mettre en avant l’utilisation de plus en plus fréquente de matériaux légers et durables comme le bambou pour la fabrication des planchers des conteneurs maritimes. C’est le cas par exemple de la compagnie française CMA CGM [6].
On peut noter aussi très récemment le lancement par l’entreprise japonaise Ocean Network Express [7] du premier conteneur frigorifique à double température au monde doté de la technologie à atmosphère contrôlée. Un séparateur amovible permet de diviser le conteneur en deux zones de température différente sur une plage de -30°C à + 30°C.
Concernant le contrôle et la régulation des paramètres de fonctionnement de ces conteneurs, les avancées sont spectaculaires et devraient continuer à s’enchaîner en raison notamment de l’application grandissante de l’Intelligence Artificielle (IA) et de l’Internet des Objets (IoT).
Les paramètres de fonctionnement à contrôler sont nombreux et représentent des enjeux financiers considérables liés au risque d’endommagement de la cargaison en cas de défaillance [8].
L’écoulement d’air, qui assure le refroidissement du conteneur, est la partie la plus vitale d’un conteneur frigorifique. Outre le contrôle de la température de l’air, une ventilation efficace est une autre caractéristique essentielle d’un conteneur frigorifique maritime. Les fruits, légumes et plantes libèrent du CO2, de l'eau, de la chaleur et de l'éthylène. Si ces composants ne sont pas retirés, ils peuvent endommager la cargaison en provoquant une maturation incontrôlée, un vieillissement et une altération de la saveur. Par conséquent, les conteneurs frigorifiques sont maintenus ventilés par de l’air frais. L’humidité joue également un rôle essentiel dans la sécurité des marchandises. Un système de déshumidification assure un niveau d’humidité correct dans le conteneur [8].
Pour contrôler tous ces paramètres ainsi que l'alimentation électrique, des microprocesseurs enregistrent et transmettent des données en continu à l'aide de modems de surveillance à distance. La surveillance des premiers conteneurs frigorifiques était assurée par le biais de technologies assez simples. Il s’agissait principalement de maintenir la température souhaitée grâce à des systèmes de refroidissement mécaniques. Au fil du temps, des capteurs de plus en plus nombreux et de plus en plus élaborés ont été utilisés [9].
Aujourd’hui, le contrôle en temps réel, les systèmes d’alarme et la gestion à distance sont la norme. Les conteneurs frigorifiques intelligents, équipés de capteurs IoT (Internet des objets), permettent une surveillance en temps réel de la température, de l'humidité et d'autres facteurs environnementaux déterminants sans avoir recours à des appareils externes [9].
Ces avancées technologiques créent de nouveaux risques liés à la sécurité des données et, de manière générale, à la cybersécurité, mais génèrent aussi des améliorations à un niveau élevé, difficiles à imaginer jusqu'à récemment, notamment grâce à l’intelligence artificielle (IA). L'IA permet d’analyser les données des capteurs et peut prédire quand un conteneur frigorifique est susceptible d’avoir une défaillance ou de nécessiter une maintenance. Cette approche réduit le risque de panne du conteneur frigorifique pendant le transport et d'endommagement ou de détérioration des marchandises. La maintenance prédictive améliore non seulement la fiabilité mais optimise également la consommation énergétique [9].
Cependant, la maintenance prédictive n’est qu’un exemple d’application de l’IA. Il est probable qu’à l’avenir, encore plus de tâches lui seront confiées telles que l’analyse prédictive à partir de l’ensemble des paramètres contrôlés, l’optimisation des performances et de l’efficacité énergétique, l’optimisation des itinéraires, l’intégration avec la gestion de la chaîne d'approvisionnement [9].
Sources:
[1] https://www.freightwaves.com/news/maritime-history-notes-150-years-of-refrigeration
[2] https://www.linkedin.com/pulse/didyouknow-short-history-refrigerated-container-lidia-slawinska
[3] https://www.identecsolutions.com/news/101-reefer-container
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050922013084
[6] https://www.bipiz.org/fr/bonnes-pratiques/cma-cgm-des-conteneurs-ecologiques-entrent-en-flotte.html
[8] https://www.identecsolutions.com/news/101-reefer-container
[9] https://www.identecsolutions.com/news/trends-reefer-monitoring