Freecooling : un système naturel et économique de gestion thermique
Le free cooling est une technique de rafraîchissement passif, par ventilation intensive ou par eau de refroidissement, qui exploite des ressources naturelles et renouvelables (air, eau) pour abaisser la température d’une zone définie, d’un bâtiment ou encore d’installations. À la place ou en complément des systèmes classiques (de ventilation, climatisation, froid…), cette solution de gestion thermique connaît donc un succès croissant. On vous en dit plus sur son principe de fonctionnement, ses spécificités et son large éventail d’applications.
Qu’est-ce que le free cooling ?
Le free cooling est un principe de refroidissement qui consiste à utiliser l'air extérieur, ou parfois des sources d'eau comme les eaux profondes, pour refroidir l’air intérieur d’un bâtiment ou l’eau glacée d’un groupe frigorifique.
Ce système de rafraîchissement naturel vise à réduire l'utilisation des solutions traditionnelles de climatisation, de ventilation ou de froid, afin de réaliser des économies d'énergie tout en diminuant l'empreinte environnementale de ses installations.
Quel est le principe de fonctionnement du free cooling ?
Le fonctionnement du freecooling repose sur un système de ventilation qui puise l'air extérieur, le filtre et l’introduit à l’intérieur du bâtiment pour abaisser sa température.
Son principe est simple : lorsque la température extérieure est plus basse que la température intérieure du bâtiment, le système utilise cette différence de températures pour le rafraîchissement de l'air intérieur. L’air extérieur, plus frais, permet ainsi de soulager les charges thermiques du bâtiment. Ce qui est particulièrement le cas dans les environnements où l'accumulation de chaleur est importante, à l’image des salles de serveurs, des grandes surfaces (commerciales, tertiaires) ou des sites industriels.
Quels sont les différents types de free cooling ?
On distingue trois grands types de free cooling : naturel, mécanique et hybride.
- Dans le cas du free cooling naturel, la ventilation intensive se fait par des ouvertures naturelles (fenêtres, bouches d’aération). Ce système est particulièrement adapté aux bâtiments disposant d’une bonne conception architecturale pour maximiser les courants d’air.
- À contrario, on parle de freecooling mécanique quand le système fait appel à des dispositifs comme des ventilateurs et des échangeurs de chaleur qui gèrent finement le flux d’air. C’est notamment le cas quand l’activité exige un contrôle précis de la température, que la conception du bâtiment ne le permet pas ou que les températures extérieures sont régulièrement élevées.
- Enfin, le free cooling hybride combine le mode naturel et le mode mécanique, en fonction des conditions météos. Ce système utilise parfois un échangeur de chaleur qui optimise le transfert de chaleur entre l’air intérieur et extérieur. L'utilisation d'un ventilateur permet également d'améliorer l'efficacité de ce type d’équipement.
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Quelle est la différence entre free cooling diurne et nocturne ?
La différence entre le free cooling diurne et le free cooling nocturne repose sur le moment où le système est utilisé et sur les conditions extérieures. Les deux méthodes peuvent être combinées pour maximiser l’efficacité énergétique, selon les cycles journaliers et saisonniers.
Freecooling diurne
Le freecooling diurne se déroule en journée, à condition que la température extérieure soit inférieure à celle de l’intérieur du bâtiment. L’efficacité du freecooling diurne peut être rapidement impactée par de fréquentes et grandes variations de températures en journée.
Freecooling nocturne
Le freecooling nocturne fonctionne la nuit et bénéficie de températures extérieures plus fraîches qu’en journée. On parle alors de décharge nocturne pour évacuer la chaleur accumulée durant la journée, tout en faisant fonctionner une ventilation intensive la nuit. Le mode nocturne s’avère particulièrement efficace dans les zones où les températures se montrent élevées en journée mais fraîches la nuit.
Quelles sont les contraintes et les limites de cette solution de refroidissement ?
L’efficacité du système dépend grandement des conditions météos. Si les températures extérieures ne sont pas suffisamment basses, notamment la nuit, ou si la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment n’est pas suffisante, ce type d’installation ne sera pas pertinent. Par ailleurs, la qualité de l’air peut poser problème dans certaines régions. Si l’air extérieur est chargé en particules fines ou en humidité excessive, il peut endommager certains équipements sensibles ou encore réduire le confort intérieur.
Principaux avantages et bénéfices du free cooling
Moindre impact environnemental
En limitant le recours aux systèmes de réfrigération (climatiseurs, ventilateurs, centrale de traitement d’air, groupes frigorifiques…), cette méthode contribue à la réduction des consommations énergétiques et donc des émissions de gaz à effet de serre.
Économies financières
Utiliser une ressource disponible et renouvelable comme l'air ou l'eau réduit les coûts énergétiques et préserve les équipements de climatisation, limitant leur usure. Le free cooling offre ainsi des économies durables et prolonge la durée de vie des installations.
Adaptabilité
Les solutions de free cooling s’adaptent facilement à des environnements variés (sites tertiaires, industries…) qui présentent des charges thermiques importantes.
Facilité d’installation
Ce type de système est simple à mettre en place, même lorsqu’il est couplé à des équipements déjà existants (comme une pompe à chaleur).
Champs d’application du free cooling
Grande distribution
Dans ces bâtiments, la gestion thermique s’avère primordiale pour assurer un confort de vie aux usagers tout en garantissant des conditions parfaites de conservation.
Secteur tertiaire
Les centres commerciaux, écoles, bureaux... peuvent bénéficier d’une ventilation naturelle ou hybride pour optimiser le confort thermique des occupants et réduire les coûts d’exploitation.
Industrie et logistique
Les sites industriels et de logistique qui génèrent beaucoup de chaleur se tournent vers des solutions de freecooling pour refroidir leurs bâtiments et leurs installations.
Datacenters et serveurs
Les équipements informatiques génèrent beaucoup de chaleur et nécessitent un refroidissement constant. Le free cooling constitue une réponse adaptée à leurs besoins en climatisation.
Le free cooling est une solution naturelle de refroidissement qui peut être utilisée dans certains cas pour réaliser des économies d’énergie tout en réduisant l’empreinte environnementale de ses activités. Que ce soit sous forme de ventilation naturelle, mécanique ou hybride, ce système offre ainsi des bénéfices économiques et écologiques significatifs. Et bonne nouvelle : les évolutions technologiques devraient rendre cette solution encore plus accessible et performante à l’avenir.
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