Fluides frigorigènes: À la recherche du froid écologique

Pour produire du froid, le secteur alimentaire et l’industrie automobile ont longtemps utilisé des fluides frigorigènes contenant des gaz à effet de serre. Les produits de substitution disponibles présentent cependant tous des inconvénients écologiques ou techniques. La recherche d’une solution optimale doit tenir compte de l’environnement, mais aussi de l’efficacité énergétique et de la sécurité.

Texte: Pieter Poldervaart

Pendant des décennies, les chlorofluorocarbures (CFC) ont été considérés comme les produits parfaits dans la technique du froid. Jusqu’à ce que l’on prenne conscience, dans les années 1970, des énormes dégâts qu’ils provoquaient sur la couche d’ozone. En 1987, ils ont été interdits au niveau mondial par le Protocole de Montréal. Depuis lors, l’industrie est à la recherche de produits de substitution. L’un des premiers à avoir été développé, le tétrafluoroéthane (R134a), est inoffensif pour la couche d’ozone. Mais il pose d’autres problèmes: libéré dans l’atmosphère, le R134a est très préjudiciable au climat. Les gaz synthétiques à effet de serre, dont il fait partie, ont vu leur importance fortement augmenter. En 1990, ils ne constituaient que 0,5 % des émissions suisses. En 2012, leur part est passée à 2,9 %. Si la situation reste inchangée, ils pourraient représenter 10 à 20 % des émissions totales de gaz à effet de serre planétaires en 2050.

L’industrie alimentaire, très dépendante des systèmes frigorifiques, recourt donc de plus en plus au gaz carbonique (CO2). Principal avantage: son impact sur le climat est 1430 fois inférieur à celui du tétrafluoroéthane. « Par ailleurs, le refroidissement au CO2 consomme moins d’énergie qu’avec d’autres fluides frigorigènes », explique Urs Meier, porte-parole de la Coop. Il permet en outre une utilisation plus efficace des rejets de chaleur. Depuis 2010, le grand distributeur n’installe plus que des installations frigorifiques au CO2: 300 supermarchés en sont déjà équipés, soit 40 % des sites. Selon Urs Meier, Coop poursuit la même politique à l’étranger: « Début 2014, nous avons inauguré une nouvelle filiale de notre chaîne de libre-service de gros Fegro/Selgros à Wolgograd, et mis en service à cette occasion la première installation frigorifique au CO2 de Russie. » Coop prévoit d’autres améliorations basées sur l’optimisation des processus et des meubles frigorifiques. Son concurrent Lidl mise également sur le CO2 en plus de l’ammoniac. Pour les petites unités frigorifiques, le propane peut aussi être utilisé. Dominik Lehmann, porte-parole de Lidl, souligne toutefois les défis techniques qui se posent: « Les installations au CO2 fonctionnent sous haute pression, et nécessitent donc des mesures de sécurité adéquates. »

La branche automobile suit plusieurs pistes

Dans la branche automobile aussi, les réfrigérants sont devenus indispensables. Il y a quelques années, les voitures climatisées étaient encore rares sur les routes suisses. Aujourd’hui, elles sont devenues la règle. En Allemagne, presque tous les véhicules nouvellement immatriculés sont équipés en série, la plupart des systèmes fonctionnant au R134a. A partir de 2017, ce produit sera interdit dans l’UE sur les nouvelles voitures. Les véhicules importés en Suisse sous le régime d’une « réception générale » européenne seront aussi concernés. Comme le précise Thomas Rohrbach, porte-parole de l’Office fédéral des routes (OFROU), l’ordonnance de l’UE se réfère au potentiel de réchauffement planétaire maximal lié à ces nouveaux réfrigérants, mais ne vise pas la substance elle-même.

En réalité, l’industrie automobile est en train de tester plusieurs solutions de remplacement du R134a. Quelques constructeurs misent déjà sur le tétrafluoropropène (R1234yf) qui a l’avantage d’être techniquement facile d’emploi et de présenter un très faible potentiel de réchauffement planétaire. Mais, en cas d’accident, le gaz peut s’enflammer et générer du fluorure d’hydrogène toxique. Même sans incendie, l’un des produits de sa dégradation reste problématique. Nocif pour les plantes et extrêmement stable, il peut s’accumuler dans les eaux superficielles.

Un autre risque lié au R1234yf, et non des moindres, est que ce nouveau réfrigérant soit illégalement remplacé par du R134a, néfaste pour le climat. Ces craintes de fraude au détriment de l’environnement sont fondées. Dans certains pays, les CFC sont encore utilisés comme appoint dans les climatiseurs des véhicules, bien que ces produits destructeurs de la couche d’ozone soient interdits depuis longtemps

Pas de solution miracle

La recherche du fluide frigorigène idéal s’annonce donc difficile. Comme dans l’industrie alimentaire, la branche automobile table sur le gaz carbonique. Cependant, comme il s’agit d’une technologie nouvelle pour ce secteur, les techniques de fabrication des climatiseurs doivent être repensées. Par ailleurs, le CO2 provoque une asphyxie à une concentration plus faible que le R134a. Les constructeurs doivent donc garantir qu’en cas de fuite, celle-ci n’atteindra pas un niveau dangereux dans l’habitacle. En revanche, un avantage indirect est que le remplissage avec des réfrigérants polluants est impossible.

Blaise Horisberger, responsable des fluides frigorigènes à l’OFEV, ne croit donc pas à une « solution miracle ni pour les supermarchés, ni pour les constructeurs automobiles ». Ce constat vaut non seulement pour le CO2, le R1234yf et le propane, mais aussi pour l’ammoniac, utilisé par exemple dans les grands entrepôts frigorifiques et les patinoires. Car tous les réfrigérants envisageables à l’heure actuelle, s’ils présentent des avantages indiscutables, comportent aussi des risques. Ceux-ci peuvent toutefois être réduits par des mesures appropriées. Blaise Horisberger s’attend à un accroissement des besoins, y compris sous nos latitudes, et donc à une expansion constante de l’industrie du froid. « Les exigences en température régulée vont encore augmenter, en particulier pour la climatisation des locaux. » Selon le spécialiste de l’OFEV, il est donc d’autant plus important de veiller au respect de l’environnement et à l’efficacité énergétique, mais aussi à la maîtrise des risques, dans la production du froid.

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Dernière modification 26.11.2014

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