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Les réfrigérants d’hier à aujourd’hui…Êtes-vous prêt pour demain ?


Les réfrigérants d’hier à aujourd’hui…Êtes-vous prêt pour demain ?

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LES RÉFRIGÉRANTS D’HIER À AUJOURD’HUI…ÊTES-VOUS PRÊT POUR DEMAIN ? 

 

 

L’impermanence est un concept intéressant. En résumé, il désigne le fait que rien n’est éternel et que tout évolue constamment. Vous et moi ne sommes pas les mêmes aujourd’hui qu’il y a 10 ans. Il en est de même pour notre société, nos mœurs et l’ensemble des choses de ce monde. Quel lien, me direz-vous, avec la réfrigération ? Notre domaine, régi par cette même réalité, a également fortement changé et ne cesse de le faire. Sans vouloir ressasser constamment le passé, il est bon de faire le point sur le chemin parcouru. Puis, voyons où nous en sommes et, si possible, percevoir ce qui est à venir. 

 


 

TERMES IMPORTANTS

 

PAO : Potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone. Mesure relative dce la capacité du fluide à endommager la couche d’ozone par rapport au R11 (valeur 1) pour la même masse.

PRG : Potentiel de réchauffement global. Mesure relative de la capacité du fluide à réchauffer l’atmosphère par rapport au R744 (valeur 1) pour la même masse.

 

Historique

Lorsque l’être humain a décidé de contrôler la conservation de produits, il s’est initialement tourné vers le sel et ceci dès les temps de l’ancienne Égypte. C’est d’ailleurs une technique encore utilisé dans les solutions de saumure. Les Mésopotamiens (actuel Irak) tout comme les autochtones de l’Amérique du Sud avaient recours à des fosses où ils entassaient la glace pour créer des réserves de froid.

Ce n’est qu’au 19e siècle que les procédés de conservation ont pris une tournure plus industrielle, basés sur des technologies et fluides différents.

 

Première génération

réfrigérantsLes premiers systèmes de réfrigération considérés comme industriels ont eu recours à des fluides naturels tels l’éther (1805), le dioxyde de carbone (1850) et l’ammoniac (1858). L’air était même utilisé depuis plus d’un siècle. Une bonne partie de ces fluides sont d’ailleurs toujours utilisés.

 

Malgré leurs propriétés thermodynamiques particulièrement attractives (de même que leurs disponibilités), leurs propriétés physiques les rendaient potentiellement dangereux pour les utilisateurs en cas de mauvaise utilisation ou d’incidents. Ceux-ci ont progressivement laissé leur place à une nouvelle génération de réfrigérants, considérés sans danger pour l’être humain.

 

Les principaux arguments en leur faveur restent toujours l’aspect écologique et l’efficacité. Cependant, l’amélioration des technologies et procédures d’utilisation ont contribué à leur retour en grâce

 

Dès la fin du 19e siècle, les scientifiques travaillent à l’utilisation de nouveaux réfrigérants pouvant subvenir à leurs besoins tout en satisfaisant de nouveaux critères (sécurité et efficacité). Les chlorofluorocarbones (CFC) ont donc fait leur apparition, avec notamment leur membre le plus éminent, le R12.

 

Cette solution présentée comme miraculeuse finira par présenter son plus gros défaut quelques décennies plus tard. Le tout pour finir par être, tout comme les autres éléments de cette famille chimique, sur la liste à bannir du Protocole de Montréal (1987). En effet, pour donner suite à la culmination de recherches et réflexions afin de limiter la dégradation de la couche d’ozone, il a été découvert que les molécules de chlore réagissent aux rayonnements solaires. Celles-ci décomposent les molécules d’ozone, entraînant la destruction de la couche protectrice.

 

Au Canada, l’utilisation des CFC est complètement interdite depuis le 1er janvier 2015, pour donner suite à la législation fédérale de 2003.

 

 

Deuxième génération

Une seconde génération de fluides synthétiques avait déjà émergé auparavant (début des années 1980). Puis, elle a commencé à devenir proéminente. Il s’agit des hydrochlorofluorocarbones (HCFC), dont le R22 reste encore aujourd’hui une référence en la matière.

 

Cette famille avait été développée notamment en prévision de la disparition des CFC. Leurs impacts sur notre écosystème commençaient déjà à être de plus en plus évidents. Cependant, l’utilisation, encore une fois, de la molécule de chlore, bien que dans des mélanges et proportions différents, les rendaient tout aussi indésirables que leurs prédécesseurs.

 

En effet, la plupart des éléments ont été ajoutés lors du Protocole de Copenhague (1992). Cependant, ces réfrigérants sont restés utilisés dans des équipements neufs jusqu’en 2010.

 

Au Canada, l’utilisation des HCFC sera interdite à partir du 1er janvier 2020 sous forme neuve. Puis, pour sa forme recyclée, à compter du 1er janvier 2030 ou jusqu’à épuisement des réserves disponibles.

 

L’objectif étant désormais de ne plus utiliser de fluide avec un potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone (PAO) supérieur à 0.

 

 

Troisième génération

La troisième génération, les hydrofluorocarbones (HFC), apparaît sur le marché peu de temps après le Protocole de Montréal. Il s’agit notamment des R404A, R134a, R407A/C/F et R410A, qui occupent actuellement le plus gros de notre marché en matière de réfrigérant, peu importe l’application.

 

Bien que cette famille ne contienne pas de chlore, les atomes de carbone contribuent au réchauffement climatique. Ces fluides se font donc pointer du doigt dès la fin des années 1990, durant les premières réflexions pour infléchir ce phénomène.

 

 

Ceci nous mène donc au Protocole de Kigali (2016), qui a fixé le calendrier de leur extinction.

 

 

Aujourd’hui

Pour donner suite à la ratification de celui-ci par le Canada, une loi pour respecter les objectifs a été adoptée fin 2017. Celle-ci a pris effet le 1er janvier 2019. L’application, pour le domaine de la réfrigération, se divise en deux grandes sections. La réduction progressive des HFC et l’arrêt de production d’équipement dédié.

 

La réduction progressive des HFC

réfrigérants

Concernant la première partie, une masse de références a été calculée sur la base d’HFC importés en 2014-2015. Notons que le Canada ne produit pas de réfrigérant. À compter du 1er janvier 2019, seulement 90% de cette même quantité pourra être importé au Canada. Cette valeur diminuera à 60% de sa valeur initiale en 2024, 30% en 2030, 20% en 2034, 15% en 2036, jusqu’à l’arrêt total en 2040.

 

D’une part, cette solution évite un arrêt brutal de l’usage de ce réfrigérant. D’autre part, respectant la fameuse loi de l’offre et la demande, la raréfaction progressive de ces réfrigérants fera également augmenter leurs coûts. Cela ajoutera une incitation supplémentaire à se tourner vers de nouvelles solutions.

 

Les solutions de rechange sont d’ores et déjà disponibles sous la forme des fluides naturels, comme toujours. Cepandant, elles le sont également d’hydrofluorolefine (HFO) et d’hydrofluoroether (HFE). Ces deux derniers ont été développés au début des années 2000.

 

 

Tout comme la génération précédente, leurs PAO sont toujours égaux à 0. Cependant, le potentiel de réchauffement global (PRG), qui est désormais devenu le critère d’évaluation, doit avoir la plus faible valeur possible.

 

Bien qu’aucun fluide ne soit priorisé par le gouvernement, le R448A est un des favoris pour les applications de moyennes et basses températures, notamment en remplacement du R404A. Les R450A, R452A, R455A, R1234ze/zd sont également des noms qui deviendront de plus en plus courants.

 

Concernant les applications de hautes températures, aucun meneur n’a clairement émergé, dû au calendrier d’arrêt de production des équipements de climatisation (voir plus bas). Cependant, les R450A, R1234ze/yf, R452A, R455A & R448A sont régulièrement évoqués.

 

 

L’arrêt de production d’équipement dédié

La seconde partie concerne l’échéancier d’arrêt de la production d’équipement. Encore une fois, afin d’inciter les utilisateurs à basculer vers de nouvelles solutions, les précédentes vont être considérées comme obsolètes.

 

Dès le 1er janvier 2020, aucune unité de condensation ni centrale de réfrigération prévue pour fonctionner avec un réfrigérant au PRG supérieure à 2200 (notamment les R404A & R507) ne pourra être vendue.

 

L’échéance suivante est le 1er janvier 2025, avec la fin des monoblocs prévus pour fonctionner avec un réfrigérant au PRG supérieure à 150 (tels les R134a, R410A, R407C). Les refroidisseurs de liquide prévus pour fonctionner avec un réfrigérant au PRG supérieur à 750 (R404A, R407A, R407F & R507) sont également concernés.

 

Il est important de noter que les HFO et HFE sont compatibles avec les huiles synthétiques. Ceci signifie deux choses. D’une part, que toute action de conversion est simplifiée en comparaison aux précédentes conversions de CFC/HCFC vers HFC. D’autre part, que ces nouvelles unités sont compatibles avec la génération précédente. Il sera donc tout à fait possible d’acheter une unité de nouvelle génération et continuer d’opérer avec un HFC afin de ne pas perturber l’ensemble du système. L’augmentation du coût du réfrigérant vous fera néanmoins progressivement basculer vers un autre fluide.

 

Comme à l’accoutumée, les performances des compresseurs devront être analysées pour s’assurer de la bonne sélection. En effet, de légères variations sont à noter suivant les réfrigérants et les plages d’opération.

 

Équipement de climatisation

Concernant les équipements de climatisation, aucun échéancier de retrait n’a été mis en place. Par contre, la réduction de l’accès aux HFC augmentera leurs coûts et d’autres solutions vont apparaître progressivement.

 

réfrigérantsCes deux actions combinées vont assurer une transition progressive vers des systèmes de réfrigération moins dommageables pour l’environnement tout en garantissant sécurité et efficacité. L’échéancier atteint ainsi un équilibre en assurant l’extinction de certains produits sans pour autant devoir précipiter des conversions.

 

En effet, en l’état actuel, il est plus intéressant d’utiliser ces unités et réfrigérants pour des installations neuves. L’accessibilité aux « anciens » réfrigérants garantit leur durée de vie habituelle. De plus, il n’est en l’état que peu raisonnable de réaliser des conversions de HFC vers HFO/HFE.

 

 

 

Conclusion

Une inquiétude récurrente concerne le fait de savoir si une autre conversion ne sera pas à prévoir d’ici une dizaine d’années. Surtout lorsque l’on entend parler des recherches d’impacts sur l’environnement des HFO/HFE, notamment lors de leur dissolution dans l’eau.

 

Certains, réfractaires à voir le champ de références évoluer, seront sûrement tentés de continuer à vouloir utiliser les mêmes unités et réfrigérants ad vitam aeternam.

 

Mais pour en revenir au concept mentionné dans mon introduction, il est aussi dit qu’accepter cet état de changement permanent allège beaucoup de souffrances par l’absence de résistance non fondée.

 

Vous savez ce qu’il vous reste à faire.

 

 


 

Ivan Bellevegue, Support à la direction de produits, réfrigération
Le Groupe Master

 

 



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