Arrière-plan de l'invention L'invention se situe dans le domaine de la récupération de frigories à très basse température, la source de frigories étant du méthane liquide sous pression, par exemple obtenu lors du dépotage des méthaniers de gaz naturel liquéfié.

On rappelle qu'usuellement, le transport de méthane en méthanier se fait à pression atmosphérique, les pertes thermiques étant compensées par l'ébullition à pression atmosphérique du méthane.

Lorsque le méthanier arrive au port de déchargement, le méthane est extrait par des pompes qui compriment le méthane liquide sous une pression typique de 6 MPa. Cette compression en phase liquide qui consomme environ 30 fois moins d'énergie qu'une compression en phase gaz est nécessaire pour la distribution dans le réseau primaire de gaz naturel ; elle permet de compenser les pertes de charge associées au débit du gaz sur plusieurs centaines de kilomètres. Dans la pratique, le méthane liquéfié est transféré sous pression vers le réseau de distribution après un réchauffage effectué dans des échangeurs noyés dans la mer jusqu'à une température de l'ordre de 15 ⁰ C.

La puissance frigorifique récupérable se chiffre en dizaine de mégawatts.

Jusqu'à présent, l'usage de ces frigories est très réduit. Dans un mode de réalisation privilégié mais non limitatif, l'invention propose d'utiliser la froideur du méthane récupérée pour capter par givrage du CO ₂ compris dans des fumées, ou plus généralement dans un gaz.

L'homme du métier comprendra que cette utilisation impose une contrainte particulière, les débits de méthane et du gaz porteur de CO ₂ étant indépendants.

L'invention vise donc un système de récupération de la froideur de méthane obtenu à partir d'une compression en phase liquide et pouvant être utilisé pour capter du CO? par givrage^ les débits de méthane et du gaz porteur de CO ₂ étant considérés comme totalement non corrélés. Les documents US 2007/0186563 et WO 02/060561 décrivent respectivement un procédé de récupération de la froideur du méthane et un procédé frigorifique de captage du CO ₂ sur les fumées d'unités de production d'énergie,

Objet et résumé de l'invention

Selon un premier aspect, l'invention concerne un système frigorifique comportant une pluralité d'échangeurs en cascade, chacun desdits échangeurs comportant :

- un débit de méthane liquéfié producteur de froid,

- un débit haute pression d'un mélange diphasique de fluides frigorigènes cédant sa chaleur et comportant des fluides frigorigènes à basse température normale d'ébullition, et - un débit basse pression de mélange diphasique desdits fluides frigorigènes producteur de froid.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la température normale d'ébullition précitée est typiquement comprise entre

-80 et -160 ⁰ C L'invention permet ainsi de récupérer la froideur du méthane liquéfié dans des échangeurs d'une cascade intégrée d'un système frigorifique à mélange de fluides frigorigènes.

Elle se caractérise par le fait que le méthane liquéfié cède sa froideur en s'évaporant ou en transférant sa chaleur sensible liquide ou gazeuse dans des échangeurs où circulent au moins trois débits différents

: le débit de méthane, un débit de mélange de fluides frigorigènes condensant et un débit de mélange de fluides frigorigènes s'évaporant.

Elle se caractérise aussi en ce que le système de récupération de la froideur du méthane liquéfié selon l'invention comporte des échangeurs traitants deux débits producteurs de froid autrement dit absorbeurs de chaleur et un débit donneur de chaleur.

Le méthane peut être soit sous pression supercritique soit sous pression infracritique. Il circule dans les échangeurs à contre-courant du mélange diphasique de fluides frigorigènes qui se condense ou se sous- refroidit. Le méthane se réchauffe dans le domaine supercritique ou s'évapore dans le domaine diphasique lorsque le méthane est sous pression infracritique.

Parallèlement à ce refroidissement et dans le même échangeur, le débit de mélange de fluides frigorigènes qui se condense est aussi partiellement refroidi par une portion du débit du mélange de fluides frigorigènes.

Dans un mode préféré de réalisation, le système frigorifique selon l'invention comporte au moins un séparateur pour obtenir une phase liquide sous pression du mélange de fluides frigorigènes, un détendeur apte à faire chuter la pression de cette phase liquide, et des moyens pour rediriger au moins une partie de la phase liquide détendue dans le débit basse pression de mélange de fluides frigorigènes producteur de froid.

Cette caractéristique permet d'adapter le débit basse pression dans un échangeur de la cascade, et donc d'ajuster le niveau de condensation et la température du débit haute pression dans cet échangeur.

Dans un mode particulier de réalisation, le système frigorifique selon l'invention comporte : - des moyens pour détendre le débit haute pression refroidi en sortie de la cascade et en diriger au moins une partie vers au moins un échangeur frigorifique traversé par un gaz porteur de CO2, cet échangeur frigorifique fonctionnant en cycle de givrage.

Dans un mode particulier de réalisation, le système frigorifique selon l'invention comporte ;

- des moyens pour obtenir une phase liquide à partir du débit haute pression à refroidir;

- des moyens pour détendre cette phase liquide et en diriger au moins une partie dans l'échangeur frigorifique, celui-ci fonctionnant en cycle de dégivrage.

Au moins une partie du mélange de fluides frigorigènes obtenu en sortie des échangeurs frigorifiques fonctionnant en cycle de dégivrage peut avantageusement être utilisé pour compléter le débit basse pression de mélange de fluides frigorigènes en entrée d'un ou plusieurs échangeurs de la cascade. Dans un mode particulier de réalisation, les échangeurs sont contrôlés pour fonctionner alternativement en cycle de givrage et en cycle de dégivrage.

L'invention permet ainsi de capter du CO2 par antisublimation sur les échangeurs frigorifiques qui fonctionnent alternativement en mode de givrage et mode dégivrage. Elle constitue ainsi un perfectionnement du système en cascade intégrée décrit dans le document WO 02/060561.

Dans un mode particulier de réalisation, le débit basse pression de mélange de fluides frigorigènes est essentiellement obtenu à partir du débit de mélange de fluides frigorigènes en sortie des échangeurs frigorifiques lorsqu'ils fonctionnent en cycle de givrage.

Dans un mode particulier de réalisation, le système frigorifique selon l'invention comporte des moyens pour soutirer une partie de la phase liquide du débit basse pression de mélange de fluides frigorigènes en sortie des échangeurs frigorifiques.

Cette caractéristique constitue un élément complémentaire de régulation nécessaire lorsque le débit de méthane (qui doit être réchauffé de -158 ⁰ C à +15 ⁰ C) est en excès par rapport aux besoins frigorifiques du système. Dans un mode particulier de réalisation, le système frigorifique selon l'invention comporte des moyens pour comprimer la phase liquide sous haute pression, un ou plusieurs évaporateurs apte à vaporiser cette phase liquide sous haute pression et une turbine pour détendre cette vapeur haute pression pour produire de l'énergie mécanique. Dans un mode particulier de réalisation, le système frigorifique selon l'invention comporte :

- un compresseur à fréquence variable apte à comprimer le débit basse pression en sortie de la cascade ; et

- un condenseur partiel apte à condenser le mélange de fluides frigorigènes compressé par ce compresseur afin de régénérer le débit haute pression pour réintroduction dans la cascade.

Dans un mode particulier de réalisation, ce condenseur partiel est un évaporateur/condenseur utilisé pour vaporiser la phase liquide haute pression avant détente dans la turbine. De façon très avantageuse, Ia récupération de froideur est modulable en fonction du fonctionnement du système de captage de CO ₂ et de la disponibilité du débit froid de méthane.

Le système frigorifique selon l'invention est en particulier apte à fonctionner :

- à pleine charge du système de captage de CO ₂ pour traiter un débit nominal de fumées ou de gaz, avec récupération nominale de la froideur du méthane ;

- à pleine charge du système de captage de CO ₂ avec récupération réduite de la froideur du méthane ; ou

- à charge réduite du système de captage de CO ₂ avec récupération nominale de la froideur du méthane.

En effet, et de façon très avantageuse, le système frigorifique selon l'invention est toujours capable de réchauffer le méthane, quelque soit le débit de méthane et quelque soit le débit des fumées ou des gaz traités par le système frigorifique de captage du CO ₂ .

Plus précisément, si le débit de méthane est réduit à zéro, les échangeurs fonctionnent uniquement entre la fraction du débit du mélange que s'évapore et la fraction du mélange qui se condense. Par contre dès que le débit de méthane est supérieur à zéro, le débit d'évaporation du mélange de fluides frigorigènes est adapté mais circule toujours, et si la froideur du méthane est en excès par rapport aux besoins du système frigorifique, le méthane est cependant réchauffé et la froideur en excès est transformée en énergie mécanique produite par le mélange de fluides frigorigènes.

On rappelle que pour transporter le méthane après son extraction du sous-sol, on utilise soit le transport par pipeline soit le transport par méthanier,

La première solution demande une grande dépense d'énergie pour comprimer le méthane en phase gaz sur des centaines de kilomètres par des stations de compression.

Dans le deuxième cas, il faut dépenser de l'énergie en refroidissant le méthane jusqu'à -161°C par un système frigorifique qui consomme énormément d'énergie. Cette froideur est toujours disponible lors du dépotage du méthane. En récupérant la froideur du méthane dans les échangeurs de Ia cascade intégrée, l'invention permet une grande économie d'énergie, celle-ci n'ayant plus à être produite par le compresseur.

L'invention vise aussi un procédé de récupération de Ia froideur d'un débit de méthane liquéfié, dans lequel on fait circuler ledit débit dans une pluralité d"échangeurs également traversés par un débit haute pression d'un mélange diphasique de fluides frigorigènes cédant sa chaleur et comportant des fluides frigorigènes à basse température normale d'ébullition, et par un débit basse pression de mélange diphasique desdits fluides frigorigènes producteur de froid. Les avantages et caractéristiques particuliers de ce procédé de récupération de la froideur d'un débit de méthane liquéfié sont identiques à ceux du système frigorifique selon l'invention et ne seront pas rappelés ici.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux figures 1 et 2 dans lesquelles :

- la figure 1 représente un système frigorifique conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ; et

- la figure 2 représente, sous forme d'organigramme, les principales étapes d'un procédé de récupération de la froideur d'un débit de méthane liquéfié conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention.

Description détaillée de l'invention

La figure 1 représente un système frigorifique conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention, La figure 2 illustre un procédé de récupération de la froideur d'un débit de méthane liquéfié conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 comporte trois échangeurs El, E2, E3 en cascade.

Conformément à l'invention, chacun de ces échangeurs comporte trois débits, à savoir ; - un débit 150 de méthane donneur de froid qui entre dans l'échangeur El, E2, E3 par une entrée 1 et en ressort par une sortie 2 ;

- un débit 122 haute pression de mélange de fluides frigorigènes qui entre dans l'échangeur El, E2, E3 par une entrée 3 se condense partiellement ou complètement, et en ressort par une sortie 4 ; et

- un débit 100 basse pression de mélange des mêmes fluides frigorigènes, qui entre dans l'échangeur El, E2, E3 par une entrée 5, s'évapore, et en ressort par une sortie 6. Dans le mode de réalisation décrit ici, le débit 122 haute pression de mélange de fluides frigorigènes circule, dans chacun des échangeurs El, E2, E3, à contre courant du débit 150 de méthane et du débit 100 basse pression de mélange de fluides frigorigènes. La circulation des trois débits dans la cascade est référencée SlO sur la figure 2. Le méthane peut être soit sous une pression supérieure à sa pression critique (4,56 MPa) soit à une pression sous critique.

Lorsque le méthane est à une pression supercritique, il est soit dans un état soit de liquide sous-refroidi, soit dans un état de gaz dense.

En effet, le méthane aspiré par le système de pompage à -161 ⁰ C sous une pression de 0,1 MPa, est comprimé en sortie du méthanier à des pressions typiques de 6 à 8 MPa, supérieures à la pression critique. Le réchauffement associé à cette compression en phase liquide est extrêmement limité, typiquement 3K,

Après compression, on dispose donc d'un méthane à environ -158°C et 6 ou 8 MPa.

Dans Ie mode de réalisation décrit ici, le débit 150 de méthane supercritique traverse les échangeurs E3, E2, El en cascade, dans cet ordre.

Le débit 150 de méthane supercritîque et le débit 100 basse pression de mélange de fluides frigorigènes se réchauffent, le débit haute pression 122 de fluides frigorigènes se refroidissant en absorbant la froideur des deux autres débits 150, 100.

Les échanges entre le méthane 150 et le débit 122 haute pression de mélange de fluides frigorigènes peuvent être : - soit méthane supercritique / mélange diphasique de fluides frïgorigènes se condensant ; - soit méthane supercritîque / mélange de fluides frigorigènes liquide se sous-refroidissant.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le débit 150 de méthane se réchauffe d'environ -158°C (température à l'entrée de l'échangeur E3) à environ +15 ⁰ C (température en sortie de l'échangeur El).

En passant de -158 ⁰ C à environ 15°C, le méthane cède environ 800 kJ/kg.

La froideur du méthane peut aussi être récupérée (étape S60) à une pression sous critique, par exemple à 3,2 MPa lorsque le méthane est injecté comme combustible dans une turbine. Dans ce mode de réalisation, le méthane cède environ :

- 250 kJ/kg entre -153 ⁰ C et - 94 ⁰ C (réchauffement du méthane liquide sous-refroidi jusqu'au point de liquide saturant) ;

- 250 kJ/kg en s'évapora nt à -94 ⁰ C ; et - 190 kJ /kg entre de -94°C à + 15 ⁰ C.

En tout état de cause, il est important ne pas oublier que, dans la plupart des applications, le débit 150 de méthane n'est pas maîtrisé.

Le débit 122 haute pression de mélange de fluides frigorigènes comporte des fluides frigorigènes à faible température normale d'ébullition comme le méthane et l'éthane ou l'éthylène.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, ce mélange 122 comporte 15% méthane, 30% éthane, 15% propane, 40% butane.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte un condenseur partiel 200 en amont de l'échangeur El, apte à produire un mélange de fluides frigorigènes 120, en état diphasique, à une température par exemple de 20 ⁰ C et sous la haute pression du système frigorifique 1 de l'ordre de 2 à 2,5 MPa.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le condenseur 200 utilise un débit d'eau 201 pour refroidir et condenser partiellement le mélange de fluide frigorigènes 120.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte un séparateur 21 en sortie du condenseur partiel 200 _? apte à séparer (étape S12) la phase vapeur 122 et la phase liquide 121 du mélange diphasique 120. Seul le débit vapeur 122 entre dans l'échangeur El par son entrée 3. Conformément à l'invention, Ie débit vapeur 122 croise, dans l'échangeur El, Ie débit de méthane 150 et le débit 100 basse pression de mélange de fluides frigorigènes.

Le débit vapeur haute pression 122 se condense partiellement dans l'échangeur El et en sort, par la sortie 4, en état diphasique.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le débit vapeur 122 entre dans l'échangeur El, à une température d'environ 20 ⁰ C et en ressort à une température typique de -45°C.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 comporte un autre séparateur 31, apte à séparer (étape S12) la phase vapeur 122 et la phase liquide 123 du mélange diphasique en sortie 4 de l'échangeur El.

Le débit vapeur 122, en sortie du séparateur 31, entre dans l'échangeur E2 par son entrée 3. Le débit vapeur haute pression 122 se condense dans l'échangeur E2 en rencontrant le débit de méthane 150 et le débit 100 basse pression de mélange de fluides frigorigènes.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, cette condensation est partielle. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le débit vapeur 122 entre dans l'échangeur E2, à une température d'environ -45 ⁰ C et en ressort, en état diphasique, à une température typique de -80 ⁰ C, après avoir repris la froideur du débit de méthane 150 et du débit basse pression de mélange de fluides frigorigènes 100 qui lui, s'évapore. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la sortie 4 de l'échangeur E2 est raccordée directement à l'entrée 3 de l'échangeur E3. Il n'est en effet pas nécessaire d'utiliser de séparateur entre les échangeurs E2 et E3, le froid disponible sur les débits 100 et 150 étant suffisant pour achever la condensation du débit 122, Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le débit dïphasîque 122 entre dans l'échangeur E3, à une température d'environ -8O ⁰ C et en ressort (étape S16), en état liquide après condensation complète, à une température typique de -100 ⁰ C, après s'être refroidi au contact du débit de méthane 150 et du débit 100 basse pression de mélange de fluides frigorigènes. II a été dit, que dans l'exemple de réalisation décrit ici, le débit basse pression 100 traverse la cascade d'échangeurs, à contre-courant du débit 122 haute pression de mélange de fluides frigorigènes.

Ce débit traverse donc successivement les échangeurs E3, E2, El, dans cet ordre.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le débit 100 basse pression provient alternativement d'un échangeur 61, 62 en cycle de givrage (étape S24) dont le fonctionnement sera décrit ultérieurement.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, un ensemble de quatre vannes Vl permet de relier la sortie de l'un ou l'autre des échangeurs 61, 62 à l'entrée 5 de l'échangeur E3, afin d'introduire (étape S32) le débit basse pression 100 dans la cascade.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le débit 100 de mélange basse pression de fluides frigorigènes entre dans l'échangeur E3 en phase vapeur ou avec une faible quantité de liquide.

Conformément à l'invention, le débit 100 de mélange basse pression se réchauffe, dans l'échangeur E3, au contact du débit 122 haute pression de mélange de fluides frigorigènes.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte des moyens pour réguler le débit basse pression 100 aux entrées 5 des échangeurs E2 et E3.

Plus précisément, dans l'exemple de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte des moyens pour rediriger (étape S15) au moins une partie de la phase liquide 123 obtenue par le séparateur 31 dans le débit basse pression 100 qui entre en 5 dans l'échangeur E2.

Conformément à l'invention, la phase liquide 123 obtenue par le séparateur 31 est à haute pression (de 2 à 2,5 MPa), identique à la pression de refoulement du compresseur aux pertes de charge près. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte en conséquence un détendeur régulateur 49 pour faire chuter (étape S14) Ia pression de cette phase liquide 123, avant introduction dans l'échangeur E2.

Le régulateur 49 permet ainsi d'adapter le débit basse pression 100 dans l'échangeur E2, ce qui permet d'ajuster Ie niveau de condensation partielle du débit haute pression 122 et de maintenir sa température à la valeur souhaitée de -80 ⁰ C en sortie 4 de cet échangeur.

De la même façon, le système frigorifique 1 selon l'invention, comporte aussi, dans ce mode de réalisation, un détendeur régulateur 39, apte à détendre (étape S14) une partie de la phase liquide haute pression 121 obtenue par le séparateur 21, et une canalisation pour diriger (étape S15) la phase liquide basse pression ainsi obtenue dans le débit basse pression 100 introduit dans réchangeur El.

Ce détendeur régulateur 39 permet ainsi d'adapter le débit basse pression 100 dans l'échangeur El, pour ajuster le niveau de condensation du débit haute pression 122 et maintenir sa température à la valeur souhaitée de -45 ⁰ C en sortie 4 de cet échangeur.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le débit basse pression

100 obtenu (étape S50) en sortie de la cascade E3, E2, El est compressé (étape S52) par un compresseur 10 et partiellement condensé (étape S54) pour régénérer le mélange de fluides frigorigènes 120 haute pression en amont du condenseur partiel 200 déjà décrit.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte un variateur de fréquence 12 qui adapte la vitesse de rotation d'un moteur électrique 11 qui entraîne le compresseur 10 du système frigorifique 1.

Ce variateur de fréquence 12 permet de réguler le débit de mélange de fluides frigorigènes 120 dans la cascade El, E2, E3.

On rappelle que dans le mode de réalisation décrit ici, le débit 100 basse pression en entrée de la cascade E3, E2, El est obtenu par des échangeurs 61, 62 en cycle de givrage (étape S24) dont le fonctionnement va maintenant être décrit.

Dans le mode de réalisation décrit ici, on utilise indirectement la froideur du méthane pour capter du COz. Dans Ie mode de réalisation décrit ici, le CO ₂ est capté par antisublimation sur les échangeurs frigorifiques 61, 62 qui fonctionnent alternativement en mode givrage et en mode dégivrage, selon un principe étant dans le document WO 02/060561.

Dans le mode de réalisation décrit ici, pour givrer le CO ₂ , on fait circuler dans l'échangeur frigorifique 61 (ou 62) le débit 122 de mélange de fluides frigorigènes en sortie de (a cascade à une température typique de -1OQ ⁰ C, ce débit 122 étant préalablement baissé en pression par un détendeur 60 placé en sortie de la cascade (étape S22).

Et pour dégivrer le CO2 déposé sur l'échangeur frigorifique 61 (ou 62), on fait circuler dans cet échangeur une fraction 125 de la phase liquide 121 prélevée (étape S15) en sortie du séparateur 21, après détente (étape S14) par le détendeur régulateur 39 déjà décrit.

Il a déjà été dit que la température de la phase liquide 121 en sortie du séparateur 21 est de l'ordre de 20 ⁰ C.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la température du débit de dégivrage 125, en sortie du détendeur 39 est de l'ordre de -40 ⁰ C, compte tenu de la forte concentration en fluides frigorigènes à faible température normale d'ébullition (éthane, méthane) et le titre vapeur est relativement élevé supérieur à 30%.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, des vannes V2 permettent de faire circuler alternativement (en l'occurrence toutes les dix minutes) dans chacun des échangeurs 61, 62 :

- le débit haute pression 122 générateur de froid par évaporation (cycle de givrage du CO2) ; et

- le débit prélevé haute pression 125 générateur de chaud (cycle de dégivrage du CO ₂ ).

Il a déjà été dit que, dans le mode de réalisation décrit ici, le débit haute pression 122 obtenu en sortie des échangeurs 61, 62 en cycle de givrage constituait le débit 100 basse pression introduit dans l'entrée 5 de l'échangeur El. Dans le mode de réalisation décrit ici, le débit basse pression en phase liquide obtenu en sortie des échangeurs 61, 62 en cycle de dégivrage passe par un nœud 83 et est réintégré dans l'entrée 5 de l'échangeur El. Sa température variable est typiquement comprise entre -80 ⁰ C et - 50 ⁰ C. Dans le mode de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 selon l'invention comporte un élément complémentaire de régulation nécessaire lorsque le débit de méthane (qui doit être réchauffé de -158 ⁰ C à +15°C) est en excès par rapport aux besoins frigorifiques du système L

Dans le mode de réalisation décrit ici, le système frigorifique 1 comporte une sonde de température pour mesurer la température du débit basse pression 100 en sortie 6 de l'échangeur El afin de détecter un tel excès, En effet, si la puissance frigorifique du débit haute pression 122 qui entre dans un échangeur frigorifique 61, 62 en cycle de givrage est bien supérieure aux besoins de givrage, Ie débit basse pression diphasique

100 réintroduit dans l'échangeur El, après traversée de cet échangeur 61, 62 présentera un titre de liquide élevé. Il s'évaporera dans réchangeur E3 et sa température de sortie, mesurée par le thermomètre précité sera bien plus basse qu'usuellement.

Dans le mode de réalisation décrit ici, l'excès 101 de liquide est séparé (étape S40) par un séparateur 51 en sortie 6 de l'échangeur E3, comprimé par une pompe 81 (étape S42) et envoyé sous haute pression vers un système d'évaporation 210, 220 où il s'évapore (étape S44), détendu (étape S46) dans une turbine 82 qui produit de l'énergie mécanique ou électrique, puis réintégré via le nœud 83 en entrée 5 de l'échangeur El en complément du débit basse pression 100 issu de la sortie 6 de l'échangeur E2.

Dans le mode de réalisation décrit ici, l'évaporation du débit haute pression 101 s'effectue en deux temps.

Plus précisément, une première évaporation est avantageusement effectuée dans un évaporateur/condenseur partiel 210 placé en coupure de flux entre la sortie du compresseur 10 et l'entrée du condenseur partiel 200, de sorte que cette première évaporation du débit

101 haute pression permet une condensation partielle (étape S54) du mélange de fluides frigorigènes 120 compressé (étape S52) par le compresseur 10. Dans le mode de réalisation décrit ici, le débit haute pression

101 finit de s'évaporer dans un évaporateur 220 où le fluide de réchauffement 221 est de l'air de l'eau ou un fluide procédé.

Dans le mode de réalisation décrit ici, Ie débit 101 est sous une haute pression au moins égale à la haute pression du système frigorifique 1.

Cette régulation permet de faire fonctionner le système frigorifique 1 selon l'invention dans des plages de fonctionnement où varient les débits externes au système à savoir le débit des fumées ou des gaz procédés à traiter et le débit de méthane qui doit être réchauffé.