LE NOUVEAU REFRIGERANT R-1234YF APAISE LES ESPRITS

L'europe interdit des 2017 l'usage du R-134a

Depuis le 1er janvier 2017, les nouveaux véhicules ne peuvent plus embarquer un système de conditionnement d'air avec un réfrigérant ayant un Global Warming Potential (GWP) de plus de 150. Le R-134a polluant est de plus en plus poussé vers la sortie. L'alternative, le R-1234yf, a fait couler beaucoup d'encre ces dernières années, mais semble entre-temps être la solution la plus courante pour la part du lion des constructeurs automobiles. Alors que d'autres réfrigérants tels que le CO2 sont encore en phase de développement. Etat des lieux.

Matthias Robbe

REFRIGERANTS

Pour refroidir l'air, le conditionnement d'air utilise un réfrigérant. Celui-ci est introduit dans le compresseur sous forme de gaz basse pression, mis sous pression et envoyé vers le condenseur. Là, le gaz est reconverti dans une forme liquide sous haute pression. En quittant le condensateur, le liquide traverse encore le dessiccateur filtre comportant un dessiccatif qui extrait l'eau du liquide et filtre le réfrigérant. Dans le clapet d'expansion thermique, le système change du côté haute pression vers le côté à basse pression. Puis, le liquide se rend vers l'évaporateur situé dans l'habitacle du véhicule. Le liquide y entre avec une basse pression à une température de 0 °C. La chaleur dans l'habitacle du véhicule est suffisante pour faire bouillir le réfrigérant (grâce au faible point d'ébullition) et le transformer à nouveau en gaz. Ce gaz emporte la chaleur de l'évaporateur et entre à nouveau dans le compresseur, où tout le processus peut recommencer.

Du fréon au R-134a

Le tout premier climatiseur utilisait le réfrigérant R-12 (fréon). Cet hydrochlorofluorocarbone s'est toutefois révélé être très néfaste pour la couche d'ozone. Si le R-12 entre dans l'atmosphère sous une forme quelconque, il faudrait 1.500 ans avant qu'il soit totalement dissous et décomposé. Au début des années 90, on a dès lors choisi une alternative, le R-134a. Ce réfrigérant est constitué de fluor et d'éthane, et son point d'ébullition se situe à -26,3 °C. Il possède donc quasi les mêmes propriétés que le fréon, mais est plus écologique. A titre de comparaison, si le R-134a entre dans l'atmosphère, il ne faudrait 'que' 22 ans pour sa dissolution et décomposition complètes.

NOUVEAUX DEVELOPPEMENTS

Depuis janvier 2011, une voiture embarquant un système de conditionnement d'air qui utilise un gaz à effet de serre fluoré ayant un GWP de plus de 150, ne peut plus être homologuée. C'est du moins ce que dit la directive européenne 2006/40/CE. Le GWP, ou Global Warming Potential, mesure la contribution d'une matière à l'effet de serre. Plus cette valeur est faible, plus la matière est écologique. Le gouvernement flamand a repris ceci et a transposé la directive européenne en une loi. Ceci impliquait que le R-134a, d'un GWP égal à 1.300, ne satisfaisait plus aux normes.

R-1234yf

L'industrie a eu largement le temps de commercialiser un réfrigérant alternatif et écologique. Honeywell et DuPont ont développé une substance possédant des propriétés thermodynamiques équivalentes à celles du R-134a, le HFO 1234yf. La capacité de réchauffement terrestre du nouveau réfrigérant s'élève à 4 et la capacité de destruction de l'ozone équivaut à 0. De plus, le R-1234yf a une plus faible longévité dans l'atmosphère, à peine sept à huit jours. Personne n'était contraint de choisir le R-1234yf comme alternative, mais étant donné l'équivalence technique entre le réfrigérant et le R-134a, ce choix entraînait peu de développement. Le compresseur, l'évaporateur, le clapet d'expansion et le condensateur ne nécessitaient pas d'adaptations complémentaires. Seuls l'huile et les joints toriques diffèrent et les conduites sont plus éloignées des parties chaudes du moteur pour des considérations sécuritaires.

Danger d'incendie

Bien que ce nouveau gaz soit nettement plus écologique que l'ancien gaz, différentes marques automobiles ont relevé un risque accru d'incendie et étaient réticentes à son implémentation au départ. En combinaison avec l'huile du compresseur, le réfrigérant comporterait un risque accru d'incendie et une inflammation risque de former un fluorure d'hydrogène, ce qui est toxique. La Commission européenne a étudié l'affaire et a estimé que le réfrigérant R-1234yf était bel et bien sécurisant.

Petite lacune mise à profit

De nombreux constructeurs automobiles ont trouvé une petite lacune dans la directive européenne. Celle-ci stipule qu'à partir du 1er janvier 2011, tous les nouveaux types de véhicules doivent être équipés d'un réfrigérant dont la valeur GWP est inférieure à 150. Au lieu de produire de nouveaux modèles, les constructeurs ont placé l'homologation de leurs nouvelles voitures comme addendum de l'homologation de l'ancien modèle, ce qui leur a permis de continuer de travailler avec l'ancien gaz jusqu'à présent. Depuis le 1er janvier 2017, la directive met toutefois un terme à cette lacune. A dater de ce jour-là, la règle s'applique en effet à tous les véhicules immatriculés ou mis en circulation. Les constructeurs automobiles ont fait des concessions et le nouveau réfrigérant s'est généralisé dans les nouveaux modèles homologués. D'ici la fin de cette année, environ 18 millions de voitures rouleront avec le R-1234yf en Europe.

Différence de prix

Un inconvénient supplémentaire est que le R-1234yf coûtait dans les premières années dix fois plus que le R-134a. Entre-temps, cette différence de prix a baissé, mais le R-1234yf reste le réfrigérant le plus onéreux. On s'attend à ce que le prix du R-134a augmente considérablement dans les prochaines années et à ce que le nouveau réfrigérant fasse le mouvement inverse.

Transition progressive

Contrairement à la transition du R-12 vers le R-134a, aucune date finale n'a été fixée quant à l'utilisation du réfrigérant. La directive européenne assure une transition progressive vers les réfrigérants alternatifs tels que R-1234yf, puisqu'elle n'interdit l'utilisation de l'ancien gaz que dans les nouvelles voitures. Les voitures plus anciennes peuvent continuer d'utiliser le réfrigérant R-134a durant toute leur durée de vie. Les ateliers accueilleront donc les deux systèmes de conditionnement d'air dans les prochaines années et devront consentir les investissements nécessaires dans une station de service climatisation adaptée.

ALTERNATIVES

R-744 (CO2)

Le R-744 est un système de conditionnement d'air avec CO2. C'est un système écologique et il ne causera pas de gros dommages environnementaux dans le cas de fuites éventuelles. Le GWP est égal à 1. Le principal problème avec ce réfrigérant concerne les pressions résiduelles plus élevées. Dès lors, les composants du système de climatisation doivent être plus solides
 et donc plus chers. Bien que le gaz soit nettement meilleur marché, le prix du système reste une pierre d'achoppement. Mercedes-Benz et Volkswagen, surtout, ont investi ces dernières années dans le développement de ce système de refroidissement au dioxyde de carbone, mais son implémentation élargie ne semble pas encore d'actualité. Dans les couloirs, on entend dire que le développement d'un tel système de conditionnement d'air s'accélérera si l'utilisation du réfrigérant R-134a est également restreinte dans des véhicules plus grands comme les bus. En effet, le réfrigérant R-1234yf en quantités plus grandes ne semble pas être suffisamment sécurisant pour l'implémentation dans de tels transports.

R-444a (AC-5) et R-445a (AC-6)

Un SAE CRP (Cooperative Research Group) a travaillé tout un temps sur deux mélanges de réfrigérant à base de HFO 1234ze (e). Le GWP des R-444a et R-445a atteint respectivement 92 et 130. Le risque d'incendie par rapport au R-1234yf est nettement plus faible et les mélanges servent aussi de réfrigérant pour les pompes à chaleur.