Fluide frigorigène dans les PACg : savoir et connaître pour agir en toute sécurité 

À l’instar des congélateurs ou des climatiseurs, le fluide frigorigène est indispensable au fonctionnement des pompes à chaleur géothermique (PACg). Ce liquide caloporteur présente des propriétés spécifiques. Il permet de transporter de la chaleur ou du froid grâce à sa capacité de transfert thermique. Dans cet article, après un bref rappel du rôle du fluide frigorigène dans les PACg, vous découvrirez les différents réfrigérants exploités. Puis, vous constaterez que les normes imposées limitent tout risque environnemental. C’est parti !

 

5 questions pour tout comprendre :

Quel est le rôle du fluide frigorigène dans les PACg ?
Quels sont les différents fluides frigorigènes utilisés dans les PACg ?
Comment mesure-t-on le potentiel d’émission de CO2 des fluides frigorigènes ?
Quels seraient les dangers si l’utilisation des fluides n’était pas sécurisée ?
Quelles sont les solutions pour éviter tout risque ?

 

Quel est le rôle du fluide frigorigène dans les PACg ?

Lorsqu’une PACg prélève les calories souterraines pour chauffer ou refroidir un bâtiment, elle emploie un fluide frigorigène. Celui-ci est primordial pour son fonctionnement.

Au départ, le fluide circule à l’état liquide. Il récupère l’énergie propre du sous-sol transportée par le liquide caloporteur. Grâce à cette énergie captée, le fluide monte en température, avant de se transformer en gaz.

Le compresseur de la PACg aspire et comprime le gaz frigorigène. La chaleur et la pression augmentent jusqu’à sa condensation en état de vapeur.

Les calories sont alors transmises à l’eau de chauffage avant que le gaz ne retrouve sa forme liquide.

Enfin, le détendeur abaisse la pression du fluide liquide et le prépare avant la phase d’évaporation.

 

Quels sont les différents fluides frigorigènes utilisés dans les PACg ?

Globalement, trois grandes catégories de fluides frigorigènes peuvent circuler dans une pompe à chaleur géothermique :

1. Les fluides hydrocarbures

Cette famille de fluides réunit :

• Le butane, le propane, l’isobutane
• Le cyclopropane et le propylène

 

2. Les fluides frigorigènes fluorés

Également appelés fluides hydrocarbures halogénés, ces fluides fluorés se répartissent en 3 groupes :

Les CFC ou chlorofluorocarbones

Encore nommée fréons, cette catégorie réunit des produits tels que le R11 ou le R12. Ils sont dits fortement halogénés, car ils comportent du chlore et du fluor.

Les HCFC ou hydrochlorofluorocarbones

Nous y trouvons le R22 ou le R409. Ces produits sont qualifiés de partiellement halogénés. Ils disposent moins de chlore et de fluor que les CFC.

Les HFC ou hydrofluorocarbones

Le R134A ou le R404 entre dans cette catégorie qui ne contient pas de chlore.

 

3. Les fluides inorganiques

Ces fluides regroupent :

• L’eau (H20)
• L’ammoniac (NH3)
• Le dioxyde de carbone (CO2)

Ils sont assez peu utilisés dans les PACg.

 

Comment mesure-t-on le potentiel d’émission de CO2 des fluides frigorigènes ?

L’impact possible des fluides frigorigènes sur le climat fait l’objet d’un étroite surveillance. C’est pourquoi des indices de mesure ont été créés. Voici les principaux.

 

L’ODP — Ozone Depletion Potential

Cet indice indique la nocivité d’un composé chimique sur la couche d’ozone. Sa valeur est calculée à partir d’une molécule de référence comme le R11 ou R12. Sa valeur ODP vaut 1.

 

Le GWP – Global Warming Potential

Également appelé PRG pour « Potentiel de Réchauffement Global », le GWP détermine la contribution du fluide à l’effet de serre.

Il indique son potentiel de réchauffement sur une durée de 100 ans, pour 1 kg émis dans l’atmosphère et par rapport au CO2.

 

Le TEWI – Total Equivalent Warming Impact

L’« impact de réchauffement total équivalent » correspond à l’empreinte carbone d’une installation géothermique mesurée tout au long de son cycle de vie. Exprimé en kg de CO2, le TEWI regroupe :

• L’impact direct lié aux fuites, aux émissions de fluide frigorigène
• L’effet indirect issu des émissions de CO2, causées par l’énergie nécessaire pour faire fonctionner le système

 

Quels seraient les dangers si l’utilisation des fluides n’était pas sécurisée ?

Le potentiel de nocivité écologique n’est pas le même pour chaque fluide.

 

Les fluides inorganiques et hydrocarbures

Les fluides inorganiques sont considérés comme les moins préoccupants pour l’environnement. Ils n’ont aucune conséquence sur l’ozone et agissent très faiblement sur l’effet de serre.  Leur ODP et GWP sur 100 ans sont nuls.

Quant au CO2, son utilisation requiert une infrastructure plus complexe. Ce qui rend l’installation plus coûteuse.

Les fluides hydrocarbures présentent également un faible impact sur l’environnement. Mais, le butane, le propane, etc. sont à surveiller, car ce sont des gaz inflammables.

 

Les fluides frigorigènes fluorés

Contrairement aux deux familles précédentes, les fluides frigorigènes fluorés sont potentiellement nocifs pour l’environnement. S’ils n’étaient pas maîtrisés, ils pourraient détruire la couche d’ozone et accélérer l’augmentation de l’effet de serre.

Les CFC et les HCFC sont donc à surveiller. Les CFC sont stables, ce qui leur permet d’atteindre aisément la stratosphère. De ce fait, ils pourraient altérer la couche d’ozone.

Quant aux HCFC, ils sont moins stables que les CFC. Toutefois, ils conservent une capacité de nuisance pour l’atmosphère.

Contrairement aux CFC et HCFC, les HFC ne comportent pas de chlore. Ils ne représentent donc pas de menaces pour l’ozone. En revanche, s’ils étaient manipulés à l’air libre, ils participeraient à l’effet de serre. Leur indice GWP sur 100 ans reste d’ailleurs élevé.

 

Quelles sont les solutions pour éviter tout risque ?

Heureusement, l’utilisation de fluides frigorigènes est aujourd’hui sans danger, lorsqu’on applique la législation et les normes en vigueur, notamment la réglementation F-Gaz II.

Depuis 1er janvier 2015, la législation européenne CE 517/2014 ou F-Gaz II précise les conditions d’exploitation des fluides frigorigènes.

Son objectif consiste à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre de 80 %, d’ici 2050. Pour ce faire, le texte détaille les recommandations à suivre.

 

Utiliser les fluides le plus respectueux de l’environnement

Une mesure importante consiste bien entendu à utiliser les fluides les moins nocifs pour la planète. D’ailleurs, le recours aux fluides fluorés est désormais strictement encadré :

• La production et l’emploi des CFC et HCFC sont interdits
• Quant aux HFC, ils doivent disparaître progressivement du marché, d’ici 2030

Le retrait vise tout particulièrement les fluides affichant un taux de PRG supérieur à 750 kg équivalents CO2. C’est le cas du R410A dont le PRG est à 2088 kg équivalents CO2 !

 

Installer une pompe à chaleur hermétiquement scellée

Une autre recommandation simple concerne la qualité de l’équipement. Une installation de géothermie conforme à la réglementation offre la garantie d’un fluide totalement isolé. Celui-ci est hermétiquement scellé afin de ne jamais entrer en contact, ni avec l’atmosphère, ni avec l’utilisateur.

Des tests d’étanchéité du système doivent être régulièrement réalisés par un professionnel agréé. Par ailleurs, votre PACg doit également être équipée d’un dispositif d’alerte en cas de fuite.

Ainsi, la F-Gaz II impose l’utilisation d’un « équipement dans lequel toutes les parties contenant des gaz à effet de serre fluorés sont rendues hermétiques par soudure, brasage ou une technique similaire entraînant un assemblage permanent, ce dernier pouvant comporter des valves recouvertes ou des orifices de sortie recouverts qui permettent une réparation ou une élimination dans les règles, et présentent un taux de fuite testé inférieur à 3 grammes par an ».

 

Laissez faire les pros

Depuis 2009, la manipulation des fluides frigorigènes est réservée aux professionnels agréés. Il est également possible de former en interne un salarié. Il doit alors obtenir l’attestation d’aptitude à la manipulation des fluides frigorigènes.

 

Bon à savoir :

Afin de renforcer la F-Gaz, la loi de finances 2019 prend des mesures sur les HFC. Les enjeux consistent à encourager les professionnels à recourir à des équipements et des fluides respectueux de l’environnement.

Il s’agit d’une taxe sur les HFC et d’un suramortissement fiscal* de 40 % pour les équipements frigorifiques.

* Le suramortissement fiscal consiste à déduire du résultat imposable un certain pourcentage de la valeur d’achat d’un bien.

 

En conclusion, l’utilisation d’un fluide frigorigène dans une PACg est aussi encadrée que sécurisée. Si vous projetez d’installer une pompe à chaleur géothermique, mieux vaut s’en remettre à un expert. La société Accenta, spécialiste du chauffage et de la climatisation bas carbone, saura vous renseigner et vous conseiller sur toutes les questions relatives aux liquides caloporteurs. N’hésitez pas à prendre contact pour entreprendre la transition énergétique de vos bâtiments en toute sérénité.