Fluide frigorigène : le pilier méconnu de votre pompe à chaleur

Le fluide frigorigène est un composant qui circule dans les pompes à chaleur mais aussi dans les autres systèmes de production de chaud ou de froid tels que les réfrigérateurs par exemple.

Il permet de transporter la chaleur et de la restituer en passant de l'état liquide à l'état gazeux et inversement. C'est lui qui permet le transfert de calories entre l'unité extérieure et l'unité intérieure de votre pompe à chaleur.

Le fluide frigorigène fonctionne de la manière suivante. Chaque cycle comprend le passage par 4 éléments principaux présents dans la pompe à chaleur, qui sont : le compresseur, le condenseur, l'évaporateur et le détendeur. Il est d'abord situé au niveau de l'évaporateur où il est mis à basse pression et basse température. Son rôle à ce moment est de capter la chaleur ambiante.

Ensuite, le liquide entre dans le compresseur pour passer à l'état gazeux. On note alors une augmentation de la température sous l'effet de la haute pression exercée. Puis il se dirige ensuite vers le condenseur, là, il va restituer sa chaleur dans un environnement sensiblement plus froid. Il se transforme alors à nouveau en liquide.

À la fin du processus, il va dans le détendeur qui diminue la pression et la température avant que le fluide frigorigène ne retourne dans l'évaporateur à son point de départ pour redémarrer un nouveau cycle. Cette succession de compression, condensation puis détente est à la base des cycles thermodynamiques des fluides réfrigérants. 

La capacité de refroidissement du fluide

La capacité de refroidissement du fluide est très importante. Elle correspond à sa capacité à capturer la chaleur et à la restituer dans un milieu ambiant. Plus cette capacité est importante, plus le fluide frigorigène est efficace.

Le rôle du fluide dans la production de chaleur

Le fluide frigorigène a donc une importance cruciale dans la production de chaleur par la pompe à chaleur. Plus le fluide possède une capacité thermique importante, plus les performances de la pompe à chaleur seront élevées.

Le coefficient de performance traduisant la quantité d'énergie calorifique produite pour chaque kilowatt capté est donc amélioré sur les pompes à chaleur profitant de fluides frigorigènes aux bonnes capacités de refroidissement.

Il existe plusieurs catégories et grandes familles de fluides frigorigènes : 

• HFO : Nouvelle génération de fluides frigorigène plus respectueux de l'environnement ;
• HFC : Fluides de 3ème génération comme le R410a ou le R-134a, leur potentiel de réchauffement global (ou GWP) est élevé, ce qui pousse à s'orienter vers des alternatives plus écologiques ;
• HCFC : Suppression progressive en raison de leur impact trop important sur l'environnement et notamment sur la couche d'ozone. Il représentent les fluides de 2ème génération ;
• CFC : Fluides de 1ère génération, ils sont désormais interdits depuis 1996 (1) ;
• fluides naturels : (hydrocarbures, dioxyde de carbone ou encore l'ammoniaque) : ils gagnent en popularité grâce à leur faible impact sur l'environnement, et sont considérés comme des alternatives durables intéressantes face au fluides traditionnels ;

Choisir le bon type de fluide poue sa pompe à chaleur

Pour assurer de bonnes performances votre pompe à chaleur, il est essentiel de bien choisir le type de fluide frigorigène utilisé. Il est important de prendre en compte le potentiel de réchauffement global GWP du fluide, plus celui-ci sera bas, moins le fluide aura d'effets nocifs sur l'environnement.

Le coefficient de performance du fluide est également à prendre en considération, plus ce dernier est élevé plus le fluide est intéressant pour obtenir de bonnes performances énergétiques. Certains fluides sont aussi particulièrement intéressants puisqu'ils résistent mieux aux conditions climatiques rudes comme à des températures extérieures basses. Le fluide R-32 remplit davantage de critères que le R410A ou le R-134A.

Faire contrôler régulièrement votre installation est essentiel pour garantir une efficacité énergétique optimale de votre pompe à chaleur. Ce contrôle permettra notamment de vérifier si le circuit ne présente pas de fuites de liquide, ce qui pourrais représenter un danger pour l'environnement mais également pour l'homme.

En France et en Europe, la loi impose un contrôle régulier tous les 12 à 24 mois (2) par des professionnels certifiés de votre pompe à chaleur et de tout appareil contenant plus de 5 tonnes équivalent C02 de fluide frigorigène. En ne respectant pas cette obligation, des sanctions peuvent être prises et vous risqueriez de ne plus bénéficier de certaines aides de l'État pour la rénovation énergétique.

L'Ashrae, une organisation internationale, s'occupe de définir un ensemble de normes et de bonnes pratiques concernant les fluides frigorigènes. Elle souhaite développer des systèmes de production de fluides plus respectueux de l'environnement.

Les fluides frigorigènes présentent de nombreux enjeux environnementaux. En effet, les CFC, aussi appelés chlorofluorocarbures, et les HFC, aussi appelés hydrochlorofluorocarbures peuvent contribuer à détruire la couche d'ozone par leur action. Ils augmentent donc les émissions de gaz à effet de serre en libérant du chlore dans l'atmosphère via l'évaporation de petites molécules de composés inorganiques.

Le potentiel de réchauffement global GWP des fluides réfrigérants comme le HFC est important, ce qui contribue au réchauffement climatique. Lorsqu'une fuite se présente sur le circuit frigorifique ou encore lorsqu'un appareil doit être mis aux rebus, alors, se pose d'autant plus la question de l'impact environnemental.

En ce sens, le protocole de Montréal signé en 1987 (3) a listé un ensemble de mesures mises en œuvre pour protéger la couche d'Ozone, a permis de réduire fortement l'utilisation de fluides HFC et interdit l'utilisation de CFC.