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Le refroidissement évaporatif pour un entreposage frigorifique à faible coût au Kenya

Une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l’Université de Nairobi conçoivent des unités d’entreposage frigorifique à faible coût au Kenya, dans des zones où le réseau électrique est absent. L’entreposage des denrées périssables se fait grâce au refroidissement évaporatif et en réutilisant d’anciens conteneurs. 

Dans les régions chaudes et arides, les petits exploitants agricoles ont du mal à acheminer leurs produits frais vers les marchés. L’accès à des entrepôts frigorifiques les aiderait à récolter et à vendre davantage de produits tout en offrant aux consommateurs un plus large accès à des produits frais. Malheureusement, nombreuses sont les petites communautés agricoles qui n’ont pas accès aux ressources énergétiques nécessaires pour produire du froid. 

 

Pour relever ce défi, une équipe de recherche du MIT collabore avec des chercheurs de l’Université de Nairobi pour mettre au point une installation de stockage coopérative à grande échelle et rentable, qui utilise les propriétés thermodynamiques de l’évaporation de l’eau pour réfrigérer les récoltes. [1] Le refroidissement évaporatif n’est pas un concept nouveau. Il est utilisé dans de nombreuses régions arides où les gens se servent d’un système de double pot d’argile pour prolonger la fraîcheur des fruits et légumes. [2] Cependant, les systèmes de refroidissement à l’aide de pots d’argile offrent une capacité de stockage limitée. 

 

Il existe actuellement peu de modèles assez grands pour stocker efficacement plusieurs tonnes de denrées tout en répondant à des critères importants comme la facilité de construction, la qualité de la performance et le faible coût. Par exemple, les coûts associés à la consommation énergétique, la mise en œuvre et à l’entretien d’unités de froid solaire peuvent être prohibitifs pour de nombreux petits exploitants agricoles à travers le monde. 

 

Les chercheurs de l’Université de Nairobi et du MIT D-Lab ont choisi d’utiliser des conteneurs comme élément de départ de la chambre de refroidissement évaporatif. En effet, non seulement les conteneurs ont les dimensions requises pour les utilisateurs, mais l’utilisation de conteneurs offre également la possibilité de réutiliser des matériaux existants et usagés. 

 

Les chercheurs ont équipé un conteneur d’une paroi isolante à double couche, d’un ventilateur alimenté à l’énergie solaire pour conduire l’air à travers une matrice centrale de coussinets humides, et de caisses de stockage intérieures disposées de manière à maximiser la convection, les taux de refroidissement et la facilité d’utilisation. Les chercheurs expérimentent également des fibres de tremble et des panneaux de cellulose ondulés d’origine végétale comme moyen de refroidissement par évaporation. Ces deux méthodes constituent une solution rentable et durable sur le plan environnemental. Enfin, l’équipe a installé un système de commande électronique alimenté à l’énergie solaire qui permet aux agriculteurs d’automatiser les ventilateurs de la chambre de refroidissement et les pompes à eau, ce qui accroît l’efficacité et minimise les besoins d’entretien. 

 

Plusieurs modèles analytiques soutiennent ce projet. Ces modèles permettent de maximiser les capacités de refroidissement tout en minimisant la consommation d’eau et d’énergie et d’éclairer les décisions relatives aux choix des matériaux. Sur la base de ces modèles, les chercheurs estiment qu’un conteneur standard de 40 pieds de long (12,19 mètres) utilisé pour le refroidissement évaporatif pourra stocker entre 6 500 et 8 000 kilogrammes de produits. Les coûts de construction sont estimés entre 7 000 et 8 000 dollars, ce qui, selon l’équipe de recherche, est deux fois moins cher que les modèles de froid mécanique de taille similaire. Le recours à des matériaux locaux et une stratégie de fabrication centralisée contribuent à réduire les coûts de production. 

 

Bien que le dispositif actuel ait été développé pour les agriculteurs près de Nairobi au Kenya, ces dispositifs de refroidissement évaporatif pourraient être déployés dans d’autres régions du Kenya, d’Afrique de l’Ouest ou dans des régions de l’ouest de l’Inde comme le Rajasthan et le Gujarat. 

 

Sources: 

[1] https://news.mit.edu/2020/designing-grid-refrigeration-technologies-crop-storage-kenya-1016 

[2] https://iifiir.org/fr/actualites/briefs-accessible-and-free-evaporative-solution

 

Image : ©MIT D-Lab