Depuis plus de vingt ans, Cool Dynamics Qld fournit des solutions de réfrigération commerciale et industrielle à l'industrie de l'approvisionnement en fruits et légumes, sur la côte est de l'Australie. Le directeur Bruce Townsend nous explique pourquoi il a choisi les capteurs de mesure de Vaisala pour maintenir des conditions optimales dans les atmosphères de stockage contrôlées dont dépendent ses clients.

Le maintien de conditions de stockage optimales pour les fruits et légumes permet de les protéger des pertes d'humidité, de la décomposition et de la maturation. L'oxygène, le dioxyde de carbone (CO2), les concentrations d'azote ainsi que l'humidité relative et la température sont régulés dans des locaux de stockage à atmosphère contrôlée qui jouent un rôle clé dans la mise en vente du produit. S'ils sont conservés dans des conditions idéales, les produits restent frais plus longtemps, ce qui réduit le gaspillage alimentaire et améliore la rentabilité pour les fournisseurs.

Un élément vital de la chaîne d'approvisionnement

Il est impossible de mesurer et de contrôler les différents paramètres à l'intérieur de ces installations de stockage sans des capteurs de qualité supérieure capables de fournir des données fiables, stables et exactes. C'est pourquoi Bruce Townsend et son équipe font confiance aux solutions Vaisala, un élément vital des solutions intégrées que son entreprise fournit aux principaux acteurs de l'industrie australienne d'approvisionnement en fruits et légumes.

« Nous sommes spécialisés dans les solutions intégrées comme les salles de maturation, de refroidissement rapide et de fumigation, et avons implanté de grandes installations dans chaque État de la côte est de l'Australie », déclare Bruce Townsend. « Les solutions que nous proposons constituent un élément essentiel des chaînes d'approvisionnement de nos clients car elles garantissent que les produits sont stockés dans les bonnes conditions pour contrôler le processus de maturation et maintenir la fraîcheur. Nous intégrons des capteurs Vaisala dans nos projets depuis de nombreuses années, principalement pour mesurer le CO2, la température et l'humidité », poursuit-il.

La transparence et l'efficacité sont les priorités numéro un

À l'aide des capteurs de Vaisala, Cool Dynamics Qld conçoit et fournit des solutions qui procurent à ses clients une image précise de ce qui se passe exactement avec leurs produits et garantissent des conditions de stockage optimales, ce qui les aide à obtenir le meilleur prix possible.

Bruce Townsend dit qu'en plus d'obtenir des informations exactes sur les conditions régnant à l'intérieur de leurs installations de stockage, l'efficacité énergétique est l'autre grande priorité de ses clients. « Au cours du cycle de vie d'une installation de réfrigération, la dépense la plus importante est de loin l'électricité nécessaire pour alimenter l'équipement de refroidissement, l'éclairage, etc., ce qui peut représenter 75 % du coût total d'exploitation pendant toute la durée de vie. Grâce aux données exactes des capteurs, la consommation d'énergie est optimisée, ce qui permet de réaliser des économies significatives », explique Bruce Townsend. 

L'un des derniers grands projets de Cool Dynamics Qld incorporant des solutions de détection Vaisala était destiné à JH Leavy et Co, une société du groupe Darling et l'un des grossistes en fruits et légumes les plus anciens des marchés de Brisbane.

« Nous avons conçu et livré 10 salles de maturation et de fumigation pour l'installation Brisbane Markets E1 en utilisant les dernières technologies. Le client a été très satisfait des performances des chambres, et je peux affirmer avec certitude que les solutions de Vaisala ont grandement contribué au succès de ce projet et à renforcer notre relation avec cet important client », souligne Bruce. « Les capteurs de Vaisala sont de loin les plus économiques et les plus fiables du marché, et constituent ma préférence pour mesurer le CO2, la température et l'humidité. »

Vous voulez en savoir plus sur les mesures du CO2 ? Lisez notre témoignage suivant sur Fifth Season, les capteurs Vaisala et l'agriculture verticale surélevée.

L'agriculture verticale regarde de haut - au sens propre du terme. Pas de soleil, pas de sol, pas de vaste étendue de terre ? Aucun problème ! Du moins pas pour l'agriculture verticale intérieure.

Avec l'agriculture verticale, on s'émancipe des conditions extérieures. Les plantes peuvent être cultivées toute l'année en milieu urbain près des centres-villes.

Grâce à un mélange sophistiqué d'intelligence artificielle (IA), de capteurs, de modélisation des données et de robotique, la technologie d'agriculture verticale répond aux besoins de chaque plante à des niveaux d'efficacité et de précision élevés. Mais ce sont les capteurs et leurs données qui jouent le rôle principal. Les plantes disent exactement ce qu'elles veulent, de sorte que les conditions de croissance peuvent être ajustées en fonction de cela. Chaque minute, des données sont collectées en utilisant le capteur Vaisala pour mesurer et maintenir les conditions les plus favorables à la croissance de la plante et utilisons ces informations pour créer quelque d'unique pour chaque client.

Vue d'ensemble de l'industrie

Le contrôle total de l'environnement des cultures - 24/7/365 - dans de petits espaces régis par des technologies connues et émergentes sont les avantages concurrentiels souvent cités de l'agriculture verticale par rapport aux autres méthodes. L'agriculture verticale est également connue pour sa gestion efficace des ressources. Ainsi, avec l'approche hydroponique, qui consiste à cultiver des plantes dans une solution d'eau et de nutriments, il est possible d'utiliser 97 % de terres en moins et jusqu'à 95 % d'eau en moins qu'en agriculture conventionnelle.

L'agriculture verticale vise à éliminer les incertitudes du secteur - ravageurs, lumière du soleil, sol, etc. - et les rend contrôlables grâce à diverses combinaisons d'IA, de lumière artificielle, de surveillance par capteurs, de systèmes de contrôle météorologique, etc. Les cultures sont réparties en couches ou en rangées allant parfois de 6 à 9 mètres de haut. Les LED sont utilisées par toutes les fermes verticales pour créer un éclairage spécifique à chaque plante, donnant aux légumes verts le spectre exact, l'intensité et la fréquence nécessaires à la photosynthèse. Les LED offrent plusieurs avantages, tels que : gamme de couleurs exceptionnelle, longévité, faible chaleur rayonnée et efficacité énergétique. Elles sont aussi recyclables et ne contiennent aucun composé ou élément toxique comme le mercure. Chaque type de culture a besoin d'un éclairage particulier. Par exemple, les légumes verts feuillus et les légumes en général préfèrent une lumière qui correspond à la plage bleue du spectre ; tandis que les fruits et les cultures à fleurs peuvent avoir besoin d'une couleur qui va vers le rouge du spectre.

Capteurs Vaisala

Pourquoi choisir Vaisala ? Il existe plusieurs raisons :

• mesure exacte et données fiables
• la tranquillité d'esprit que l'on obtient en sachant que son installation agricole verticale fonctionne correctement.
• excellent soutien lors de l'intégration de la technologie dans notre ingénierie
• tous les paramètres de surveillance critiques auprès d'un fournisseur unique : humidité, CO₂ et température

Les sondes de température et d'humidité HMP110 et les sondes de CO₂ GMP252 distribuées tout au long de l'environnement de croissance vont au-delà de la simple collecte des données en temps réel. Grâce à l'analyse postérieure du Big Data, vous pouvons passer en revue l'historique de croissance de plantes et développer votre connaissance des plantes.

Futur

Étant donné que la population mondiale ne cesse de croître et devrait atteindre les 9 milliards d'ici 2050, la quantité de fruits et légumes nécessaires augmente également. Il n'y a pas suffisamment de terres cultivables pour faire face aux besoins croissants en aliments frais nécessaires pour subsister. Le département des États-Unis de l'Agriculture, les investisseurs et les entrepreneurs reconnaissent que l'agriculture verticale a le potentiel de renforcer le système alimentaire mondial. Et des startups de l'agriculture verticale soutenues par des business angels ouvrent la voie à la livraison de nouvelles solutions pour proposer à tout un chacun des aliments frais et sains.

Pour plus d'informations, contactez-nous.

Les films et les livres de science-fiction nous ont promis un monde où les véhicules voleraient dans les airs, où nos maisons seraient tenues par des robots et où nous serions capables de contrôler les environnements naturels à volonté. Mais où est cette technologie ? Et bien, si vous disposez d'une serre, elle est en partie disponible dès maintenant.

Dans le but d'augmenter les bénéfices et les rendements, associés à une baisse des frais d'exploitation, de nombreux propriétaires de serres modernes s'adressent à des spécialistes du contrôle du climat afin d'installer des capteurs et des périphériques mis en réseau et de réaliser une surveillance environnementale en temps réel et autonome. Si ceci vous rappelle un peu l'intelligence artificielle (IA), vous avez raison.

Mais les fonctionnalités similaires à l'IA ne peuvent être réalisées qu'après avoir créé l'infrastructure correcte pour le traitement des informations. Adressez-vous à Damatex : un fournisseur de systèmes de contrôle du climat qui aident les agriculteurs à numériser leurs opérations. « Pour construire un système de contrôle du climat optimal, il vous faut tout d'abord des données, beaucoup de données. Vaisala propose les capteurs les plus fiables et les plus précis du marché, et c'est pourquoi nous vous avons choisi » déclare Steven Sicard, co-propriétaire de Damatex.

Contexte

Située au Québec, Damatex fabrique des systèmes de contrôle du climat informatisés haut de gamme, destinés à l'industrie horticole, aux serres, à l'élevage et à l'agriculture en intérieur. Avant l'introduction des ordinateurs dans les foyers, l'entreprise qui allait devenir Damatex fit ses débuts comme petite entreprise familiale. Jusqu'à aujourd'hui, la famille joue un rôle important. « L'entreprise a été fondée il y a plus de 30 ans par mon père, » explique Steven Sicard. « À l'époque, les systèmes de contrôle du climat étaient nouveaux et peu populaires. Nos nous concentrons avant tout sur les petites serres horticoles. »

En général, l'industrie horticole comprend différentes opérations liées à la production, à la distribution et à l'utilisation de plantes alimentaires et décoratives. Une « révolution verte » des variétés a eu lieu dans les années 1960 et 1970, noircissant les journaux et les magazines avec des histoires d'agriculture en intérieur high-tech. « Le besoin d'un contrôle environnemental précis a suivi l'évolution de l'agriculture en serres. Nous avons commencé à voir que cette évolution impliquait non seulement le développement de capteurs sophistiqués, mais aussi l'installation de ces capteurs dans un endroit précis de la serre, » poursuit Steven Sicard. « Cela a été le tournant pour nos systèmes de contrôle du climat. »

Damatex a trouvé une niche.

Aujourd'hui Damatex mesure pratiquement tout dans les serres : irrigation et fertilisation, température interne et humidité, CO2, éclairage intérieur, eau, ventilation - pour ne citer que quelques opérations. Leur solution de contrôle du climat repose sur les capteurs, transmetteurs et sondes Vaisala, y compris notre sonde du CO2 GMP252 ; la série GMW90 de mesure du CO2, de la température et de l'humidité ; et la série HMP60 de sondes de l'humidité et de la température.

Dès le début, Damatex propose l'installation technique et le logiciel sous forme de kit complet aux propriétaires de serre, ce qui présente des avantages comme la centralisation des projets et de la logistique ainsi qu'une économie de temps et d'argent pour les clients. Ils sont aussi capables d'adapter leur modèle aux applications CVC et aux systèmes d'automatisation de bâtiments. « Chaque serre ou bâtiment réagit différemment à l'environnement. Ainsi, surtout au début, nos équipes devaient améliorer constamment le logiciel pour aider les clients et augmenter en même temps leurs bénéfices. Nous voulions faire du bon travail. Nous devions donc considérer chaque serre séparément, l'optimiser le mieux possible en utilisant un excellent matériel. Et c'est là que Vaisala intervient, » explique Steven Sicard.

Agriculture avec contrôle du climat : construction d'une serre autonome

Il existe divers noms pour l'agriculture en intérieur avec contrôle du climat : agriculture verticale, agriculture intelligente, agro-entreprise, AgTech, agriculture en environnement contrôlé, etc. Les fervents d'IA parlent généralement de « serre intelligente. »

Vu avec une certaine distance, tout agriculteur en intérieur essaie de répondre à la même question : comment réduire les coûts de production dans un environnement fermé ? Qu'il s'agisse de cultures de fleurs, tomates, concombres, fraises, fruits rouges, légumes-feuilles, etc. - les serres, intelligentes ou non, visent à fournir et à maintenir des conditions de culture optimales, toute l'année. Les systèmes de contrôle du climat se limitent à automatiser le processus – donner un coup de pouce si vous voulez - pour mieux contrôler les incertitudes environnementales. Ils permettent aussi aux cultivateurs de se libérer de nombreux processus de gestion agricole fastidieux pour se concentrer pleinement sur la culture. C'est pourquoi, les types de capteurs et de périphériques utilisés par un spécialiste de la climatisation sont si importants. Grâce à la surveillance et aux contrôles climatiques, ils apportent une certaine sérénité au processus de production agricole. « Quand votre équipement comprend des capteurs fiables, vous simplifiez tous les processus. Les mesures Vaisala sont toujours extrêmement précises. Elles sont très appréciées par mes techniciens, » poursuit Steven Sicard.

Les systèmes de contrôle du climat les plus sophistiqués incorporent un logiciel propriétaire qui utilise des capteurs pour surveiller l'environnement et informer les clients via Internet ou sur leur portable en cas de variation importante des conditions environnementales, susceptibles d'endommager les plantes. La livraison et l'exécution de ces fonctionnalités dépendent de déclencheurs automatiques réglés pour mesurer les seuils qui, en cas de dépassement, déclenchent des alertes en temps réel chez les clients de Damatex.

Théoriquement, il est possible de contrôler de nombreuses opérations importantes des cultures en serre à distance. Par exemple, une sonde de CO2 GMP252 implantée chez le client pourra détecter les concentrations de CO2 trop hautes ou trop basses en intérieur et communiquer avec le système Damatex afin de procéder immédiatement aux ajustements nécessaires.

L’avantage Vaisala

La culture, quelle qu'elle soit, est un processus intensif, précis et très complexe. Les systèmes de contrôle du climat le sont aussi car de nombreuses variables impliquées dépendent les unes des autres. « Au début, c'est un véritable défi car il nous faut beaucoup d'informations. Dans les serres, il faut connaître des paramètres comme l'humidité, la température et le CO2, mais aussi l'arrosage, la fertilisation, l'éclairage électrique, les orifices d'aération dans le toit – on devient vraiment expert dans de nombreux domaines, » explique Steven Sicard.

Chaque capteur doit être suffisamment précis pour mesurer une condition spécifique en continu et suffisamment stable pour permettre au système de collecter des informations en temps réel sur des facteurs climatiques critiques. Quand on a affaire à des organismes vivants comme les plantes, chaque minute est précieuse. Les écarts risquent d'enclencher une réaction en chaîne qui, si elle est détectée trop tard, peut avoir des conséquences irréparables. Plus tôt un client découvrira une baisse de température, par exemple, plus il pourra sauver de plantes.

« Nous ne pouvons pas nous permettre d'avoir des situations non mesurées, avec un taux de par exemple 20 pour cent. Nous avons besoins de données fiables. C'est pourquoi, nous avons opté pour les capteurs Vaisala. Votre technologie simplifie la vie et tout le monde en profite, » explique Steven Sicard.

Damatex s'est adressée à Vaisala il y a environ 15 ans sur recommandation d'un partenaire d'affaires. Au début, l'entreprise a essayé notre détecteur de pluie DRD11A pour surveiller les précipitations. Quand la pluie s'intensifie, les serres ferment leurs toits ou déroulent leurs protections latérales. « Nous utilisions quelques produits mais n'avions pas réalisés que Vaisala propose une si grande palette de produits, » poursuit Steven Sicard. Finalement, quand Damatex en a su davantage sur Vaisala, elle a décidé de recourir plus souvent à la technologie Vaisala.

« Avant, nous achetions des capteurs de CO2 bon marché auprès d'un autre fabricant, mais nous avons eu beaucoup de problèmes car ils se cassaient et devaient être remplacés tous les 6 mois. Nous avons donc décidé de nous approvisionner en capteurs chez vous, et depuis, nous n'avons aucun problème, » ajoute Steven Sicard. « On peut même dire que tous nos problèmes ont été résolus. »

Tout comme pour l'automatisation des bâtiments et le contrôle CVC, Steven Sicard a mentionné que les clients potentiels lui demandent souvent à l'avance quelle marque de capteurs ils utilisent « Les entrepreneurs se méfient des fournisseurs qui utilisent des capteurs bon marché. Dès qu'ils entendent que nous utilisons du matériel Vaisala, ils nous font confiance ! »

Futur

Jusqu'à présent, Damatex s'est principalement concentré sur les clients d'une côte à l'autre au Canada et aux États-Unis. Mais tout comme de nombreux commerces d'un marché en pleine essor, l'entreprise prévoit de s'étendre – ou plutôt, comme les serres pour lesquelles ils travaillent, de grandir de manière intelligente. « Je pense que allons assister à certain nombre d'expansions dans l'industrie agricole, dans les deux ou même cinq ans à venir. Même pendant la pandémie, la demande est là. Les consommateurs veulent également acheter davantage de produits locaux, » continue Steven Sicard. Les propriétaires d'entreprises sont en train de planifier leur prochaine vague d'expansion locale. « Nous gagnons peu à peu d'autres marchés en dehors du Canada et des États-Unis, surtout dans différents points du monde, comme actuellement au Japon. »

Et il prévoit de continuer à utiliser la technologie Vaisala.

« Votre équipement et votre service sont excellents. Nous pouvons vous appeler et recevoir immédiatement une réponse. Une attitude que les entreprises comme nous apprécient particulièrement. »

Sauf aux concurrents : « Je vais vous recommander à un ami et à un collègue, mais pas à un concurrent, » déclare Steven Sicard en riant. « En fait, même si un concurrent venait me voir - c'est une petite industrie et on se connaît tous assez bien - S'il me le demandait, je lui dirais directement : ‘Nous utilisons des capteurs Vaisala.' »

Contactez-nous

Les scientifiques de l'Université et de l'Institut de recherche de Wageningen aux Pays-Bas utilisent les capteurs de dioxyde de carbone Vaisala dans leurs serres de recherche depuis  plus de dix ans. Le dioxyde de carbone est un paramètre de mesure extrêmement important en botanique, non seulement parce que les plantes ont besoin de dioxyde de carbone pour se développer, mais aussi parce que les émissions environnementales contribuent au changement climatique, de sorte que d'énormes menaces et opportunités entourent ce gaz. La valeur du travail de l'institut, organisme de recherche de renommée mondiale, dépend en partie de la précision et de la fiabilité des capteurs. Il est donc important que la qualité des capteurs ne fasse l'objet d'aucun compromis.


Wageningen est l'un des moteurs de la recherche et du développement technologique dans le domaine de l'horticulture sous serre aux Pays-Bas. L'Institut de recherche sur les plantes exploite plus de 100 compartiments de serre sur son site de Bleiswijk. Les chercheurs sont ainsi en mesure de créer une grande variété de conditions environnementales. Les variables environnementales typiques sont la lumière, l'eau, le milieu de culture, les nutriments, la lutte (biologique) contre les parasites/maladies, la température, l'humidité et bien sûr le dioxyde de carbone (CO2) ; toutes ces variables ont des effets significatifs sur le rendement des cultures.

Le secteur horticole néerlandais vise  à être neutre pour le plan climat d'ici 2040. Les chercheurs de Wageningen ont donc récemment construit une nouvelle serre de démonstration pour la culture de légumes, de fruits et de fleurs afin de trouver des moyens de réduire les émissions de CO2 tout en éliminant le besoin de produits chimiques pour la protection des cultures, d'eau et de nutriments.

Dioxyde de carbone dans les serres

Le dioxyde de carbone est un sous- produit de nombreux processus dans les industries pétrolière, gazière et pétrochimique, mais il est également nécessaire aux plantes pour pousser grâce à la photosynthèse. Les exploitants de serres néerlandais ont donc collaboré avec le secteur industriel du pays pour utiliser ce sous-produit et contribuer ainsi à la lutte contre le changement climatique en réduisant les émissions nettes de CO2 du pays. Au niveau mondial, de nombreux exploitants de serres brûlent du gaz naturel pour produire du CO2, mais cela génère également de la chaleur qui peut ne pas être nécessaire pendant les mois d'été, de sorte qu'il est nettement préférable d'utiliser
un sous-produit industriel.

Le dioxyde de carbone a été livré pour la première fois aux serres néerlandaises en 2005 via un réseau de tuyaux mis en place par la société Organic Carbon Dioxide for Assimilation of Plants (OCAP). Les exploitants de serres commerciales paient pour cet approvisionnement en CO 2, qui provient en grande partie d'une usine de bioéthanol. L'un des principaux travaux de recherches de l'Institut vise à optimiser l'utilisation du CO2, ainsi que d'autres variables de la croissance des végétaux. Par exemple, l'Institut a développé un outil de simulation pour le dosage du CO2 : le « CO2-viewer ». Ce programme contrôle et affiche les effets de la stratégie de dosage d'un cultivateur. Ainsi, il permet d'évaluer le dosage de CO2 autour de midi par rapport à un dosage effectué le matin.

Surveillance du dioxyde de carbone

Au bout d'environ 10 ans de fonctionne- ment, l'institut remplace environ 150 des sondes de l'ancien modèle par un modèle plus récent. L'étalonnage de toutes les sondes est vérifié avant le début de chaque projet au moyen de gaz de référence certifiés. Il est important
que les données d'étalonnage soient traçables, de sorte que le certificat d'étalonnage de chaque sonde soit conservé et que les contrôles d'étalon- nage ultérieurs soient documentés. Un indicateur de CO2 portable (un Vaisala GM70) équipé d'une sonde CO2 GMP 252 est aussi utilisé comme outil de validation pour vérifier les sondes installées, même s'il est inutile de procéder à un nouvel étalonnage.

Actuellement, les sondes installées par l'Institut fournissent des signaux de 4 à 20 mA qui alimentent des « ordinateurs du climat » programmés pour gérer automatiquement les serres. Ce système émet également des alarmes si le niveau de CO2 approche des niveaux dangereux pour une raison quelconque.

Technologie de capteurs de CO₂

Le dioxyde de carbone absorbe la lumière dans la région infrarouge (IR) à la longueur d'onde de 4,26 µm. Cela signifie que lorsque le rayonnement IR traverse le gaz contenant du CO2, une partie du rayonnement est absorbée. Cela permet de mesurer cette absorbance. Le capteur de dioxyde de carbone CARBOCAP® de Vaisala est doté d'un filtre interféromètrique Fabry-Perot (FPI) innovant, micro-usiné et ajustable électriquement. Outre la mesure de l'absorption du CO2, le filtre FPI permet d'effectuer des mesures de référence au niveau d'une longueur d'onde en l'absence d'absorption. Lorsqu'il utilise les mesures de référence, le filtre FPI est accordé électroniquement pour éviter la longueur d'onde d'absorption. Cette mesure de référence compense toutes les modifications potentielles de l'intensité de la source lumineuse, ainsi que la contamination ou l'accumulation de saleté sur le chemin optique. Par conséquent, le capteur CARBOCAP® est très stable dans le temps. Et en intégrant les deux mesures dans un seul capteur, cette technologie compacte peut être incorporée dans des sondes, modules et transmetteurs de petit format.
Avec la technologie CARBOCAP®, les chercheurs n'ont pas à se soucier de la dérive de l'étalonnage ou de la défaillance des capteurs.

Recherche en sciences végétales sur le dioxyde de carbone

Deux projets sont actuellement en cours pour évaluer les effets des différents niveaux de CO2 sur la production végétale. L'une étudie les fruits tendres et l'autre les tomates. Cependant, le CO2 jouant un rôle si important dans la croissance des plantes et le changement climatique, la valeur des mesures précises de ce gaz ne cesse de croître. La plupart des serres sont désormais connectées à l'Ethernet de l'Institut et une grande variété de nouveaux capteurs sont sans cesse ajoutés au réseau de surveillance, ce qui permet d'utiliser de nouveaux capteurs « intelligents ».

Récapitulatif

La précision, la stabilité et la fiabilité des capteurs de CO2 à Bleiswijk sont clairement d'une importance vitale pour le succès des recherches de l'Institut, notamment parce que les données d'une serre sont souvent comparées aux données d'autres serres.

L'approvisionnement en CO2 a un coût ; il est donc important que cette ressource soit surveillée et fournie efficacement pour optimiser la production des plantes.

Il est clair que les mesures visant à réduire l'utilisation des combustibles fossiles et à développer des systèmes de gestion de l'énergie plus efficaces contribueront à réduire les émissions de CO2 des activités générant des gaz à effet de serre. Toutefois, l'importance de l'utilisation du CO2 est appelée à croître, étant donné l'objectif de neutralité climatique de 2040 et la nécessité pour le monde
de trouver de nouveaux et meilleurs moyens de capter les émissions de CO2 d'une manière qui soit à la fois durable et économiquement viable.

En savoir plus sur GMP252 ou contactez-nous pour plus d'informations.

L'entreposage en atmosphère contrôlée nécessite des mesures précises du dioxyde de carbone

L'entreposage en atmosphère contrôlée (AC) est une technique très répandue pour le stockage à long terme des fruits et légumes fraîchement récoltés. Historiquement, l'entreposage en AC a été la première méthode utilisée pour le stockage à long terme des pommes. En appliquant un processus biologique appelé respiration, les pommes absorbent l'oxygène et génèrent du dioxyde de carbone, de l'eau et de la chaleur. L'entreposage en atmosphère contrôlée est un processus entièrement naturel qui réduit les effets de la respiration à un minimum en contrôlant les conditions environnementales auxquelles le fruit stocké est soumis. L'entreposage en AC permet d'acheter toute l'année des pommes juteuses et croquantes. Ainsi, de nombreuses variétés de pommes sont conservées pendant 9 à 12 mois en atmosphère contrôlée, par rapport à 2 à 3 mois seulement en utilisant le stockage réfrigéré.

Importance des conditions optimales

Pour bien préserver les pommes, l'atmosphère de stockage doit avoir une concentration contrôlée d'humidité, d'oxygène (O2), de dioxyde de carbone (CO2) ainsi qu'une surveillance de la température. Les concentrations d'O2 et de CO2 sont les facteurs critiques de l'entreposage en AC. Elles doivent être maintenues à une valeur comprise entre 0,5 et 2,5 %. Les concentrations optimales précises ne sont pas identiques pour toutes les variétés de pommes (p. ex. les Golden Delicious peuvent nécessiter d'autres conditions que les Jonagold, etc.). L’humidité relative est maintenue dans une plage de 90 à 95 %. Une humidité relative élevée ralentit la perte d'eau et augmente la durée de conservation du produit, alors qu'une humidité trop près de la saturation est propice à la croissance bactérienne. La température du conteneur de stockage est maintenue à environ 1 °C, la température la plus basse possible avant l'apparition de dommages tissulaires.

Conception soigneuse du processus

Le processus d'entreposage AC type commence par le remplissage d'une chambre de stockage, ici des pommes. Certaines chambres sont suffisamment grandes pour contenir jusqu'à 400 tonnes de pommes. L'équipement de réfrigération est alors activé pour atteindre la température cible de 1 °C. Pendant le refroidissement, les fenêtres ou autres ouvertures de la chambre sont laissées ouvertes pour empêcher un éventuel effondrement causé par les changements de pression. Quand la température de stockage désirée est atteinte, la chambre est scellée au moyen de la porte étanche à l'air pour créer une atmosphère contrôlée. Ensuite, un générateur d'azote est démarré pour purger la concentration d'O2 dans la chambre qui passe de 21 % (concentration normale de l'air) à environ 3 %. Quand ce niveau est atteint, le fruit continuera à réduire la concentration d'O2 via le processus de respiration. Si la concentration d'O2 passait à zéro, les pommes souffriraient de réactions de fermentation indésirables et irréversibles. Si les niveaux d'O2 passent au-dessous de la concentration sûre, de l'air extérieur est ajouté pour augmenter la concentration d'O2 et obtenir le niveau désiré.

Outre le CO2, les pommes génèrent également de l'éthylène qui accélère la maturité. L'augmentation des niveaux de CO2 interrompra la production d'éthylène et donc ralentira considérablement le processus de maturité des pommes. D'un autre côté, si la concentration de CO2 est trop élevée, elle détruira l'apparence, le goût et la valeur nutritionnelle de la pomme. Pour maintenir le CO2 au niveau désiré, l'excès de CO2 contenu dans l'air de la chambre doit être éliminé. Des analyseurs de gaz sont utilisés pour surveiller et contrôler l'apport et le retrait d'O2, ainsi que la réduction du CO2 pendant la période d'entreposage. Etant donné que ces analyseurs sont chargés de contrôler les concentrations de gaz désirées dans les chambres, ils jouent un rôle critique dans le fonctionnement du système.

Des sacs de chaux aux méthodes plus sophistiquées

Il y a des années, les exploitants des chambres d'entreposage utilisaient de la chaux hydratée pour contrôler le CO2 dans le fruit. Des sacs de chaux étaient chargés sur des palettes et déposés dans le magasin afin d'absorber tout le CO2 généré par les pommes, ce qui avait souvent l'effet d'éliminer le CO2. La chaux (oxyde de calcium, CaO) absorbe le CO2 et réagit pour former du carbonate de calcium (calcaire, CaCO3). Une fois la chaux convertie en carbonate de calcium, l'exploitant était contraint d'aérer manuellement ou d'injecter de l'azote dans la pièce pour contrôler le niveau de CO2. Les générateurs d'azote nécessitent de grands et puissants compresseurs d'air, une solution très onéreuse si elle est utilisée en continu. Un épurateur de dioxyde de carbone est une méthode plus efficace et moins chère pour extraire et contrôler le CO2 dans un magasin de fruits. Les épurateurs de CO2 éliminent non seulement le CO2 mais aussi certains composés organiques volatils (COV) et l'éthylène, assurant ainsi le stockage optimal du fruit.

Épurateurs de CO2 intelligents

Storage Control Systems, Inc. est une entreprise spécialisée dans les analyseurs de gaz, les générateurs d'azote et les épurateurs de CO2 pour systèmes d'entreposage en AC. Avec plus de 25 ans d'expérience dans ce domaine, elle compte parmi les entreprises de stockage en AC les plus anciennes du monde. SCS a mis au point un épurateur de CO2 unique en son genre, appelé le Series II Smart Scrubber. Cet épurateur est constitué de deux lits cylindriques contenant du charbon actif. Le charbon actif est un matériau adsorbant poreux. Autrement dit, les molécules de dioxyde de carbone sont attirées et adhèrent à la surface du charbon. Le charbon actif arrive progressivement à saturation, il est donc nécessaire de purger les lits périodiquement à l'air frais pour éliminer le CO2. Cette unité est programmée pour effectuer l'adsorption sur un lit alors que la purge à l'air frais a lieu sur l'autre lit pour permettre l'épuration continue. L'épurateur de CO2, Series II Smart Scrubber, comprend aussi un cycle « DeOx » pour réduire le retour d'oxygène au minimum dans la chambre en AC. L'épurateur Series II Scrubber utilise un automate programmable industriel (API) avec une interface d'écran tactile en couleur pour le contrôle et les fonctions de séquençage. L'interface de l'API permet de programmer facilement des concentrations de CO2 et d'obtenir ainsi des conditions d'entreposage de fruits frais extrêmement efficaces. 

Le module de dioxyde de carbone Vaisala CARBOCAP® GMM221 sert à surveiller le CO2 à la sortie des lits qui contrôle la commutation du processus, de l'épuration à la régénération et vice versa, au point le plus efficace. Au début du cycle, le GMM221 effectue également un contrôle instantané du CO2 en provenance de la chambre. Ces informations sont enregistrées dans l'API. Les valeurs servent à définir les points d'épuration et de régénération optimaux. Le capteur de dioxyde de carbone de Vaisala est extrêmement stable, particulièrement fiable et ne nécessite aucune routine d'étalonnage. Il permet de lire les niveaux de concentration du gaz pendant plusieurs mois à une précision < 0,5%. Cette propriété permet de garantir la réussite à long terme du stockage des fruits et ne nécessite que peu de maintenance de la part de l'exploitant du système.

L'article a été publié pour la première fois dans les Actualités Vaisala 175 / 2007 (Penny Hickey, Application Engineer, Vaisala, Woburn, MA, USA).

Le modèle GMM221 est remplacé par le modèle GMP251.