Brevet FR3163147A1 — publié le 20251212

L’invention concerne un réfrigérateur à gaz de cycle, une installation et un procédé comprenant, dans un circuit (60) de cycle, un gaz de cycle comprenant un premier composant léger constitué d’hydrogène et/ou d’hélium et au moins un composant lourd ayant une masse molaire supérieure à 15g/mol, le circuit (60) de cycle comprenant une turbine (26) accouplée à un compresseur (16) sur un arbre (20) commun, le réfrigérateur comprenant un carter (19) abritant une première chambre (150) dans laquelle est montée le compresseur (16), une deuxième chambre (24) dans laquelle est montée la turbine (26), une troisième chambre (18) intermédiaire dans laquelle est montée l’arbre (20), la première chambre (150) étant reliée à un premier circuit contenant du gaz de cycle non purifié à une première pression, la deuxième chambre (24) étant reliée à un deuxième circuit de gaz de cycle purifié à une deuxième pression et à une température cryogénique, la troisième chambre (24) étant reliée à un troisième circuit de gaz de cycle non purifié à une troisième pression, la première pression étant supérieure à la deuxième pression, la troisième pression étant inférieure à la deuxième pression, le réfrigérateur (6) comprenant une cavité (11) de barrage située entre la troisième chambre et la deuxième chambre (24) et reliée à un quatrième circuit (111) d’alimentation contenant du gaz cycle purifié, le quatrième circuit (111) d’alimentation étant configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à température ambiante à une quatrième pression régulée pour favoriser la migration du gaz de barrage vers la deuxième chambre (24) ou vers la troisième chambre. Figure d’abrégé : Fig. 1 Réfrigérateur, installation de liquéfaction et procédé. L’invention concerne un réfrigérateur, une installation de liquéfaction et un procédé de mise en œuvre. L’invention concerne en particulier la liquéfaction de l’hydrogène. L’invention concerne plus particulièrement un réfrigérateur à gaz de cycle comprenant, dans un circuit de cycle, un système de compression, un système de refroidissement et un système de détente pour soumettre le gaz de cycle à un cycle thermodynamique pour produire du froid, dans lequel le gaz de cycle comprend un premier composant léger constitué d’hydrogène et/ou d’hélium et au moins un composant lourd supplémentaire ayant une masse molaire supérieure à 15g/mol, le circuit de cycle comprenant au moins un organe de purification du gaz de cycle du ou des composants lourds, l’organe de purification du gaz de cycle étant disposé en aval d’un compresseur du système de compression et en amont d’une turbine du système de détente, la turbine étant accouplée à un compresseur sur un arbre commun formant un turbo-compresseur, le réfrigérateur comprenant un carter abritant une première chambre dans laquelle est montée en rotation le compresseur, une deuxième chambre dans laquelle est montée en rotation la turbine, une troisième chambre intermédiaire dans laquelle est montée en rotation l’arbre sur un ensemble de palier(s), la première chambre étant reliée à un premier circuit du réfrigérateur contenant du gaz de cycle non purifié à une première pression, c’est-à-dire du gaz comprenant le composant léger et un ou des composant(s) lourd(s), la deuxième chambre étant reliée à un deuxième circuit de gaz sous pression du réfrigérateur contenant du gaz de cycle purifié à une deuxième pression et à une température cryogénique, c’est-à-dire un gaz comprenant le composant léger à une température inférieure à 120K et débarrassé de tout ou de la majorité du ou des composant(s) lourd(s), la troisième chambre étant reliée à un troisième circuit de gaz du réfrigérateur contenant du gaz de cycle non purifié à une troisième pression, c’est-à-dire du gaz comprenant le composant léger et un ou des composant(s) lourd(s), la première pression étant supérieure à la deuxième pression, la troisième pression étant inférieure à la deuxième pression, le réfrigérateur comprenant une cavité de barrage située entre la troisième chambre et la deuxième chambre, la cavité de barrage étant reliée à un quatrième circuit d’alimentation du réfrigérateur contenant du gaz cycle purifié. Le document FR2723183A décrit un procédé de liquéfaction qui utilise comme gaz de cycle de l’hydrogène complété par un mélange d’hydrocarbures. L’hydrogène est comprimé avec les hydrocarbures qui sont utilisés pour un pré-refroidissement. Le refroidissement jusqu’à la température de liquéfaction de l’hydrogène est obtenu avec l’hydrogène purifié des hydrocarbures via une séparation obtenue par détentes successives. Ces détentes successives qui permettent une condensation des composés les plus lourds puis les derniers composés sont éliminés via une colonne de séparation pour permettre une détente à très basse température sans risquer de solidifier des impuretés. La ou les turbines du circuit de cycle peuvent être accouplées à un compresseur du circuit de cycle pour récupérer du travail. La turbine cryogénique doit traiter un gaz de cycle purifié des composés lourds pour éviter leur gel. Les extrémités côté turbine et côté compresseurs traitent donc des flux de gaz de nature (compositions) différentes. Il est donc nécessaire de s’assurer qu’il n’y a pas de migration du gaz non purifié relativement chaud vers les circuits de gaz purifié relativement froids. Il est connu pour cela de prévoir l’injection d’un gaz de barrage pour séparer les parties à risque au niveau de l’arbre. Les solutions connues ne sont pas satisfaisantes ou applicables au cas précité. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, l’installation selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que , le quatrième circuit d’alimentation étant configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à température ambiante à une quatrième pression régulée pour favoriser la migration du gaz de barrage vers la deuxième chambre ou vers la troisième chambre.. Selon d’autres particularités possibles : le quatrième circuit d’alimentation comprend un organe de régulation de pression, par exemple une vanne, configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à la quatrième pression qui est égale à la deuxième pression ou qui est inférieure à la deuxième pression mais supérieure à la troisième pression, la cavité de barrage est délimitée longitudinalement le long de l’arbre (20) par deux joints de type labyrinthe, le quatrième circuit d’alimentation comprend une vanne de régulation de pression et/ou de débit, le quatrième circuit d’alimentation est reliée au circuit de cycle en aval de l’organe de purification, le quatrième circuit d’alimentation comprend un organe de réchauffage configuré pour réchauffer le gaz de cycle fourni à la cavité de barrage, l’arbre est sustenté au niveau de la turbine par un premier palier et sustenté au niveau du compresseur par un deuxième palier, le premier palier est un palier magnétique ou un palier à gaz alimenté en gaz de sustentation par exemple alimenté en gaz de sustentation provenant du premier circuit de gaz sous pression, le second palier est un palier magnétique ou un palier à gaz alimenté en gaz de sustentation, par exemple alimenté en gaz de sustentation provenant du troisième circuit de gaz sous pression et/ou du quatrième circuit d’alimentation. L’invention concerne également une installation de liquéfaction d’un fluide d’alimentation à une température cryogénique, par exemple de l’hydrogène, comprenant un circuit d’alimentation pour le fluide d’alimentation, un ensemble d’échangeur(s) de chaleur en échange thermique avec le circuit d’alimentation, un dispositif de refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur configuré pour refroidir le fluide d’alimentation à une température cible déterminée, le dispositif de refroidissement comprenant un réfrigérateur selon l’une quelconque des caractéristique ci-dessus ou ci-dessous. Selon d’autres particularités possibles : l’installation comprend un dispositif de pré-refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur, le dispositif de pré-refroidissement étant configuré pour refroidir le fluide d’alimentation à une température de pré-refroidissement supérieure à la température cible, le circuit d’alimentation comprend un organe de purification par adsorption du gaz d’alimentation, le quatrième circuit d’alimentation étant reliée au circuit d’alimentation en aval de l’organe de purification, le compresseur accouplé à la turbine est un compresseur du circuit d’alimentation ou un compresseur du système de compression du circuit de cycle. L’invention concerne également un procédé de réfrigération utilisant un réfrigérateur selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous ou une installation selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous, comprenant une étape de détente, dans la turbine accouplé au compresseur, d’un flux de gaz de cycle purifié à une température comprise entre 100K et 20K et simultanément une compression, dans le compresseur, d’un gaz de cycle non purifié, le procédé comprenant une étape d’injection, dans la cavité de barrage, d’un gaz de barrage constitué de gaz cycle purifié et à une température comprise entre 275K et 310K. Selon une particularité possible, le gaz de barrage injecté lors de l’étape d’injection est à une pression contrôlée pour favoriser la migration du gaz de barrage vers la deuxième chambre ou vers la troisième chambre. L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d’un premier exemple de réalisation d’une installation selon l’invention, FIG. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un détail de la turbo-machine du réfrigérateur de l’installation illustrant l’agencement des roues (turbine et compresseur) sur un arbre du réfrigérateur et son fonctionnement selon un mode de réalisation possible. Description détaillée Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. Dans cette description détaillée, les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, cela ne signifie pas que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. L’installation 1 de liquéfaction d’un fluide d’alimentation à une température cryogénique illustrée à la FIG. 1 peut en particulier liquéfier de l’hydrogène. L’installation 1 comprend un circuit d’alimentation 2 pour le fluide d’alimentation (typiquement un flux d’hydrogène plus ou moins pur), un ensemble d’échangeur(s) de chaleur 3, 4 en échange thermique avec le circuit 2 d’alimentation. L’installation 1 comprend en outre un dispositif 6 de refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur configuré pour refroidir le fluide d’alimentation à une température cible déterminée, par exemple 20K ou une température voisine, en vue de sa liquéfaction. Comme schématisé, l’installation 1 peut comprendre au moins un dispositif 5 de pré-refroidissement configuré pour pré-refroidir le flux de gaz d’alimentation entre la température initiale (température ambiante par exemple) et une température intermédiaire de pré-refroidissement (par exemple 80K). Le dispositif 5 de pré-refroidissement peut comporter un réfrigérateur à cycle (par exemple azote) comprenant par exemple une compression 15 et une détente 25 pour produire du froid. Tout autre dispositif de pré-refroidissement peut être envisagé. Le dispositif 6 de refroidissement comprend un réfrigérateur à gaz de cycle comprenant, dans un circuit 60 de cycle, un système 16 de compression, un système de refroidissement et un système 26 de détente pour soumettre le gaz de cycle à un cycle thermodynamique pour produire du froid. Le gaz de cycle comprend de l’hydrogène et au moins un composant supplémentaire ayant une masse molaire supérieure à 15g/mol, par exemple au moins un hydrocarbure, par exemple un mélange de réfrigérants type azote et mélange d’hydrocarbures.. Le réfrigérateur peut en particulier être configuré pour refroidir le flux de gaz d’alimentation entre la température intermédiaire de pré-refroidissement et une température cible (par exemple autour de 20K). Après purification et pré-refroidissement du gaz de cycle, le circuit 60 de cycle comprend au moins un organe 7 de purification du gaz de cycle par adsorption (par exemple du type TSA). Cet organe 7 de purification du gaz de cycle est disposé en aval d’un compresseur du système 16 de compression et en amont d’un organe de détente du système 26 de détente pour retirer les composants lourds avant détente et refroidissement à des températures inférieures à 80K. Cet organe 7 de purification est configuré en particulier pour produire un gaz de régénération avec un degré de pureté déterminé, en particulier exempt de composé(s) ayant une masse molaire supérieure à 2g/mol à partir d’un mélange d’hydrogène et/ou hélium et de composés de type CnHm (par exemple au moins un composé de type CnHm différent de CH4 et par exemple sans azote). Par exemple, en amont de l’organe 7 de purification, le gaz de cycle hydrogène continent quelques ppm de C2H6 et de C3H8. L’organe 7 de purification du gaz peut en particulier comporter plusieurs pots de séparation disposés en parallèle et alternant des phases de purification (adsorption des impuretés) et phases de régénération (évacuation des impuretés). L’organe 7 de purification peut être du type à tamis moléculaire (zéolite du type 13X par exemple). Comme illustré, le circuit d’alimentation 2 peut comprendre, par exemple en aval d’une portion pré-refroidie à la température de pré-refroidissement, un organe 9 de purification par adsorption du gaz d’alimentation (par exemple du type TSA). Comme illustré schématiquement avec des pointillés au moins une turbine 26 du circuit de cycle peut être accouplée à un compresseur 16 du même cycle pour former un turbo-compresseur. Idem pour le cycle 5 de pré-réfrigération qui peut comporter un turbo-compresseur. Comme visible à la FIG. 2 , la turbine 2 est accouplée à un compresseur 16 sur un arbre 20 commun formant un turbo-compresseur. Le réfrigérateur 6 comprend un carter 19 abritant une première chambre 150 dans laquelle est montée en rotation le compresseur 16, une deuxième chambre 24 dans laquelle est montée en rotation la turbine 26 et une troisième chambre 18 intermédiaire dans laquelle est montée en rotation l’arbre 20 sur un ensemble de paliers 21. Par exemple, l’arbre 20 est sustenté par au moins deux paliers 21 (un côté turbine 26 et un côté compresseur 16). Les paliers 21 peuvent être du type à gaz (par exemple statique) ou magnétique. La première chambre 150 est reliée à un premier circuit du réfrigérateur contenant du gaz de cycle non purifié à une première pression, c’est-à-dire du gaz comprenant le composant léger et un ou des composant(s) lourd(s). La première chambre 150 est alimentée par exemple en gaz de cycle en entrée ou en sortie d’un étage de compression du circuit 60 de cycle à une température non cryogénique, par exemple la température ambiante. La deuxième chambre 24 est reliée à un deuxième circuit de gaz sous pression du réfrigérateur contenant du gaz de cycle purifié à une deuxième pression et à une température cryogénique. C’est-à-dire que la turbine 26 est alimentée en gaz de cycle comprenant le composant léger à une température inférieure à 120K, par exemple 80K et débarrassé de tout ou de la majorité du ou des composant(s) lourd(s). La troisième chambre 18 est reliée ou alimentée en gaz de cycle non purifié à une troisième pression. Comme précédemment, ce gaz non purifié comprend le composant léger et un ou des composant(s) lourd(s). Le réfrigérateur est configuré pour maintenir des pressions dans les circuits de sorte que la première pression (par exemple 30 bara) est supérieure à la deuxième pression (par exemple 10 bara) et la troisième pression (par exemple 7 bara) est inférieure à la deuxième pression. Pour éviter la migration de composants pouvant geler vers la deuxième chambre qui est à température cryogénique, le réfrigérateur 6 comprend une cavité 11 de barrage située entre la troisième chambre 18 et la deuxième chambre 24. La cavité 11 de barrage peut être délimitée longitudinalement le long de l’arbre 20 par deux joints 17 de type labyrinthe. La cavité 11 de barrage est reliée à un quatrième circuit 111 d’alimentation du réfrigérateur contenant du gaz cycle purifié. Ce quatrième circuit 11 d’alimentation est configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à température ambiante (par exemple entre 275 et 310K) à une quatrième pression régulée pour favoriser la migration du gaz de barrage vers la deuxième chambre 24 ou vers la troisième chambre 18. Comme illustré, le quatrième circuit 111 d’alimentation comprend de préférence un organe 110 de régulation de pression (par exemple une vanne 110 de régulation de pression et/ou de débit), configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à la quatrième pression qui est égale à la deuxième pression (de la deuxième chambre 24) ou qui est inférieure à la deuxième pression mais supérieure à la troisième pression (de la troisième chambre 18). Le quatrième circuit 111 d’alimentation est par exemple reliée au circuit 6 de cycle en aval de l’organe 7 de purification. Ce gaz de cycle purifié prélevé est à température cryogénique. Pour l’amener à température ambiante, le quatrième circuit 111 d’alimentation peut comprendre à cet effet organe 112 de réchauffage configuré pour réchauffer le gaz de cycle fourni à la cavité 11 de barrage. Cet organe 112 de réchauffage peut comporter par exemple un passage dans un échangeur du réfrigérateur 6. Ceci permet de valoriser le froid dans le réfrigérateur, par exemple dans un échangeur 3 de l’installation. Selon cet agencement, l’extrémité chaude (côté compresseur 16 et partie centrale munie de paliers 21) fonctionne avec un gaz non purifié tandis que l’extrémité froide cryogénique (côté turbine 26) fonctionne avec du gaz purifié c’est-à-dire compatible avec un usage en température cryogénique, typiquement de l’ordre de 80K ou moins. Pour éviter la migration de fluide impur de la partie chaude vers la partie cryogénique, on injecte donc un gaz de barrage purifié à la température ambiante à proximité du palier 21 côté turbine 26. Ce gaz de barrage est injecté avec un niveau de pression déterminé. Sa pression d’injection dans le joint à labyrinthe, au lieu dudit barrage, est de préférence égale à la pression au niveau de la turbine 26. Dans ce cas, ce gaz de barrage peut migrer vers la partie centrale de l’arbre 20. Cependant, la pression de ce gaz de barrage injecté peut éventuellement être supérieure à la pression au niveau de la turbine. Dans ce cas, ce gaz de barrage peut migrer vers la turbine 26. Il n’est pas recommandé d’injecter un gaz relativement chaud vers la turbine cryogénique mais ceci permet tout de même d’éviter la migration de composants lourds. A noter que les paliers 21 sustentant l’arbre 20 peuvent être de type magnétique à roulements ou à gaz. Dans le cas de paliers à gaz, le gaz de sustentation dans les paliers peut être apporté par tout ou partie des circuits de fluide sous pression précités. Par exemple, du côté du compresseur 16, le gaz de sustentation peut être prélevé du flux de gaz non purifié (par exemple prélevé en sortie de compression dans le circuit 60 de cycle1 qui produit par exemple des niveaux de pression entre 1 et 6 bara, entre 6 et 20 bara et entre 20 et 60 bara). L’arrangement simplifié de la FIG. 1 n’est nullement limitatif. Le nombre et l’agencement des compresseurs 16 et turbines 26 peut être différent. Notamment l’installation peut comporter plusieurs turbines en série dont au moins une partie sont accouplées à un ou des compresseurs. Le ou les compresseurs 16 accouplés à au moins une turbine peuvent être située dans un étage de compression à pression relativement basse ou haute ou moyenne. De même il pourrait être envisagé que le compresseur accouplé à la turbine est un compresseur du circuit 2 d’alimentation. A noter que le gaz de barrage pourrait être prélevé sur le circuit 2 d’alimentation (en aval de l’organe 9 de purification). La distribution des différents flux de gaz purs peut être assurée par un ensemble de vannes. Les régénérations des organes de purification du gaz d’alimentation et du gaz de cycle peuvent être synchronisées ou non. A noter que dans la représentation schématique de la FIG. 1 une extrémité de la première chambre 150 est délimitée par un joint 17 de type labyrinthe. Ce type d’agencement est optionnel et plutôt applicable à une architecture du type « à roue fermée ». En outre, les exemples de modes de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs, la forme et/ou l’emplacement du ou des joints 17 de type labyrinthe peuvent être modifiés. Réfrigérateur à gaz de cycle comprenant, dans un circuit (60) de cycle, un système (16) de compression, un système de refroidissement et un système (26) de détente pour soumettre le gaz de cycle à un cycle thermodynamique pour produire du froid, dans lequel le gaz de cycle comprend un premier composant léger constitué d’hydrogène et/ou d’hélium et au moins un composant lourd supplémentaire ayant une masse molaire supérieure à 15g/mol, le circuit (60) de cycle comprenant au moins un organe (7) de purification du gaz de cycle du ou des composants lourds, l’organe (7) de purification du gaz de cycle étant disposé en aval d’un compresseur du système (16) de compression et en amont d’une turbine (26) du système (26) de détente, la turbine (26) étant accouplée à un compresseur (16) sur un arbre (20) commun formant un turbo-compresseur, le réfrigérateur comprenant un carter (19) abritant une première chambre (150) dans laquelle est montée en rotation le compresseur (16), une deuxième chambre (24) dans laquelle est montée en rotation la turbine (26), une troisième chambre (18) intermédiaire dans laquelle est montée en rotation l’arbre (20) sur un ensemble de palier(s) (21), la première chambre (150) étant reliée à un premier circuit du réfrigérateur contenant du gaz de cycle non purifié à une première pression, c’est-à-dire du gaz comprenant le composant léger et un ou des composant(s) lourd(s), la deuxième chambre (24) étant reliée à un deuxième circuit de gaz sous pression du réfrigérateur contenant du gaz de cycle purifié à une deuxième pression et à une température cryogénique, c’est-à-dire un gaz comprenant le composant léger à une température inférieure à 120K et débarrassé de tout ou de la majorité du ou des composant(s) lourd(s), la troisième chambre (24) étant reliée à un troisième circuit de gaz du réfrigérateur contenant du gaz de cycle non purifié à une troisième pression, c’est-à-dire du gaz comprenant le composant léger et un ou des composant(s) lourd(s), la première pression étant supérieure à la deuxième pression, la troisième pression étant inférieure à la deuxième pression, le réfrigérateur (6) comprenant une cavité (11) de barrage située entre la troisième chambre et la deuxième chambre (24), la cavité (11) de barrage étant reliée à un quatrième circuit (111) d’alimentation du réfrigérateur contenant du gaz cycle purifié, le quatrième circuit (111) d’alimentation étant configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à température ambiante à une quatrième pression régulée pour favoriser la migration du gaz de barrage vers la deuxième chambre (24) ou vers la troisième chambre. Réfrigérateur selon la revendication précédente caractérisé en ce que le quatrième circuit (111) d’alimentation comprend un organe (110) de régulation de pression, par exemple une vanne, configuré pour fournir du gaz de cycle purifié à la quatrième pression qui est égale à la deuxième pression ou qui est inférieure à la deuxième pression mais supérieure à la troisième pression. Réfrigérateur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité (11) de barrage est délimitée longitudinalement le long de l’arbre (20) par deux joints (17) de type labyrinthe. Réfrigérateur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le quatrième circuit (111) d’alimentation comprend une vanne (110) de régulation de pression et/ou de débit. Réfrigérateur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le quatrième circuit (111) d’alimentation est reliée au circuit (6) de cycle en aval de l’organe (7) de purification. Réfrigérateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le quatrième circuit (111) d’alimentation comprend un organe (112) de réchauffage configuré pour réchauffer le gaz de cycle fourni à la cavité (11) de barrage. Réfrigérateur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’arbre (20) est sustenté au niveau de la turbine (26) par un premier palier (21) et sustenté au niveau du compresseur (16) par un deuxième palier (21). Réfrigérateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier palier (21) est un palier magnétique ou un palier à gaz alimenté en gaz de sustentation par exemple alimenté en gaz de sustentation provenant du premier circuit de gaz sous pression. Réfrigérateur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le second palier (21) est un palier magnétique ou un palier à gaz alimenté en gaz de sustentation, par exemple alimenté en gaz de sustentation provenant du troisième circuit de gaz sous pression et/ou du quatrième circuit (111) d’alimentation. Installation de liquéfaction d’un fluide d’alimentation à une température cryogénique, par exemple de l’hydrogène, comprenant un circuit d’alimentation (2) pour le fluide d’alimentation, un ensemble d’échangeur(s) de chaleur (3, 4) en échange thermique avec le circuit d’alimentation, un dispositif (6) de refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur configuré pour refroidir le fluide d’alimentation à une température cible déterminée, le dispositif (6) de refroidissement comprenant un réfrigérateur selon l’une quelconque des revendications précédentes. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif (5) de pré-refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur (3, 4), le dispositif (5) de pré-refroidissement étant configuré pour refroidir le fluide d’alimentation à une température de pré-refroidissement supérieure à la température cible. Installation selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que le circuit d’alimentation (2) comprend un organe (9) de purification par adsorption du gaz d’alimentation, le quatrième circuit (111) d’alimentation étant reliée au circuit d’alimentation (2) en aval de l’organe (9) de purification. Installation selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que le compresseur (16) accouplé à la turbine est un compresseur du circuit (2) d’alimentation ou un compresseur (16) du système de compression du circuit de cycle. Procédé de réfrigération utilisant un réfrigérateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou une installation selon l’une quelconque des revendications 10 à 13, comprenant une étape de détente, dans la turbine (26) accouplé au compresseur (16), d’un flux de gaz de cycle purifié à une température comprise entre 100K et 20K et simultanément une compression, dans le compresseur (16), d’un gaz de cycle non purifié, le procédé comprenant une étape d’injection, dans la cavité (11) de barrage, d’un gaz de barrage constitué de gaz cycle purifié et à une température comprise entre 275K et 310K. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le gaz de barrage injecté lors de l’étape d’injection est à une pression contrôlée pour favoriser la migration du gaz de barrage vers la deuxième chambre (24) ou vers la troisième chambre (18).