Matériels de refroidissement de laboratoire

Le prix d’un matériel de refroidissement de laboratoire varie fortement selon la technologie et les performances recherchées. La plage de température, la capacité, la puissance frigorifique, la précision de régulation et les systèmes de surveillance font notamment évoluer le budget. Un réfrigérateur ou un congélateur destiné au stockage ne répond pas aux mêmes besoins qu’un refroidisseur à circulation destiné à réguler la température d’un équipement ou d’un procédé. Le budget doit donc être comparé à caractéristiques et usages équivalents.

Le rĂ©frigĂ©rateur de laboratoire maintient les produits Ă  tempĂ©rature positive contrĂ´lĂ©e. Il peut notamment ĂŞtre utilisĂ© pour certains rĂ©actifs, Ă©chantillons biologiques, mĂ©dicaments et autres produits thermosensibles. Le choix d’un rĂ©frigĂ©rateur de laboratoire dĂ©pend principalement de la tempĂ©rature requise, de la capacitĂ©, du type de porte et des fonctions de surveillance nĂ©cessaires.

Le congĂ©lateur de laboratoire rĂ©pond aux besoins de conservation Ă  tempĂ©rature nĂ©gative. Selon les modèles, la tempĂ©rature peut se situer autour de -20 °C ou -40 °C. La nature des produits conservĂ©s et la durĂ©e de stockage permettent de choisir un congĂ©lateur de laboratoire adaptĂ©.

L’ultra-congélateur de laboratoire est conçu pour atteindre des températures beaucoup plus basses, généralement autour de -80 / -86 °C selon les équipements. Il est notamment utilisé lorsque les conditions de conservation imposent une ultra-basse température sur une période prolongée.

Le cryostat à circulation et le refroidisseur à circulation ne servent pas principalement au stockage. Ils permettent de réguler ou d’abaisser la température d’un bain, d’un réacteur ou d’un équipement externe en faisant circuler un fluide caloporteur. Le choix dépend alors notamment de la température de travail, de la puissance frigorifique nécessaire, du débit et de la précision de régulation recherchée.

Le fonctionnement dépend de la technologie utilisée. De nombreux équipements frigorifiques reposent sur un circuit permettant d’extraire la chaleur de l’enceinte ou du procédé à refroidir puis de la rejeter vers l’environnement. Dans un système frigorifique à compression, le fluide frigorigène circule notamment entre un compresseur, un condenseur, un dispositif de détente et un évaporateur. Pour un réfrigérateur ou un congélateur, l’objectif est de maintenir l’intérieur de l’enceinte à la température définie. Un refroidisseur à circulation régule quant à lui la température d’un fluide caloporteur envoyé vers un équipement externe.

Les matériels de refroidissement de laboratoire répondent à des besoins différents selon les secteurs et les produits concernés.

Les réfrigérateurs, congélateurs et ultra-congélateurs peuvent être utilisés pour conserver différents échantillons biologiques lorsque leur protocole de stockage impose une température contrôlée. Le niveau de température doit être déterminé en fonction de la nature de l’échantillon et de la durée de conservation recherchée.

Certains médicaments, vaccins et produits pharmaceutiques nécessitent une température positive contrôlée. D’autres produits ou applications peuvent nécessiter une conservation à température négative. Dans ces environnements, les fonctions d’alarme, d’enregistrement et de traçabilité peuvent constituer des critères importants.

Les laboratoires de chimie utilisent également des équipements frigorifiques pour certains réactifs et produits thermosensibles. La température ne constitue alors pas le seul critère de choix : la compatibilité de l’équipement avec les substances stockées doit également être vérifiée.

Les refroidisseurs et cryostats à circulation peuvent être associés à des réacteurs, évaporateurs, instruments analytiques et autres équipements nécessitant une température régulée. La puissance frigorifique, le débit et la plage de fonctionnement deviennent alors des critères déterminants.

Les caractéristiques à comparer varient selon la famille d’équipements.

Pour un appareil destiné au stockage, les principaux éléments concernent :

• la plage de tempĂ©rature ;
• la capacitĂ© et le volume utile ;
• la stabilitĂ© et l’homogĂ©nĂ©itĂ© thermiques ;
• le froid statique ou ventilĂ© ;
• le type de porte ;
• l’amĂ©nagement intĂ©rieur ;
• les alarmes et dispositifs de surveillance ;
• l’enregistrement des tempĂ©ratures.

Pour un refroidisseur ou un cryostat à circulation, il faut davantage considérer :

• la plage de tempĂ©rature de fonctionnement ;
• la puissance frigorifique ;
• le dĂ©bit de circulation ;
• la capacitĂ© du bain ;
• la prĂ©cision de rĂ©gulation ;
• les interfaces de contrĂ´le disponibles.

Le choix doit commencer par l’usage recherché : conserver des produits ou refroidir un équipement ou un procédé.

La température requise permet d’orienter rapidement le choix. Une conservation à température positive conduit généralement vers un réfrigérateur, tandis qu’un besoin à température négative nécessite un congélateur. Lorsque le stockage doit atteindre environ -80 / -86 °C, un ultra-congélateur devient nécessaire.

Pour les équipements de stockage, la capacité doit correspondre au volume de produits à conserver tout en tenant compte de l’aménagement intérieur. Les modèles compacts répondent aux faibles volumes et au stockage de proximité. Les armoires de grande capacité sont davantage adaptées au stockage centralisé.

Le système de froid influence la circulation de l’air et la rĂ©partition de la tempĂ©rature dans l’enceinte. Le froid ventilĂ© favorise une distribution plus homogène de l’air froid, tandis que le froid statique fonctionne sans circulation forcĂ©e. Le choix entre un Ă©quipement statique ou ventilĂ© doit ĂŞtre effectuĂ© selon les produits stockĂ©s et les performances recherchĂ©es.

Pour un refroidisseur à circulation, la puissance frigorifique doit être adaptée à la quantité de chaleur à évacuer. Plus les apports thermiques du procédé sont importants, plus l’équipement doit être capable de fournir une puissance de refroidissement adaptée aux conditions de fonctionnement.

Pour les produits sensibles, les systèmes de surveillance permettent de détecter rapidement une anomalie.

Selon les Ă©quipements, ils peuvent comprendre :

• une alarme de tempĂ©rature haute ou basse ;
• une alarme de porte ouverte ;
• une alerte en cas de panne ou de coupure Ă©lectrique ;
• une mĂ©morisation des tempĂ©ratures ;
• un enregistrement des donnĂ©es ;
• un report d’alarme ou une connexion Ă  un système de supervision.

Le niveau de surveillance doit être déterminé selon la sensibilité des produits, les procédures du laboratoire et les exigences applicables à l’activité.