Fluides frigorigènes dans les véhicules
Les fluides frigorigènes sont des éléments essentiels des systèmes de climatisation automobiles modernes. Dans la climatisation, ils permettent d’évacuer la chaleur de l’habitacle grâce à de l’air frais refroidi. La puissance frigorifique et la pression dans le système de climatisation déterminent la capacité de réfrigération. Cependant, un remplissage incorrect ou l’ajout de substances non adaptées peuvent entraîner des risques pour la sécurité et augmenter le potentiel de réchauffement global.
Certains fluides frigorigènes étant considérés comme des gaz à effet de serre nocifs pour le climat, les directives européennes et les prescriptions des constructeurs de véhicules réglementent leur utilisation dans les véhicules neufs, leur entretien par les garages automobiles ainsi que l’utilisation des appareils et installations de maintenance des systèmes de climatisation. Lors de la sélection et de la manipulation des fluides frigorigènes, les aspects environnementaux tels que les équivalents en gaz carbonique, l’origine du carburant et la compatibilité avec les composants jouent un rôle tout aussi important que la fonctionnalité et la longévité de la climatisation.
Potentiel de réchauffement global (PRG)
Les fluides frigorigènes sont un élément essentiel, par exemple, des réfrigérateurs ou des climatisations. Outre leurs propriétés de transfert thermique, d’autres facteurs sont déterminants dans le choix du fluide frigorigène. Le potentiel de réchauffement global (PRG) est particulièrement important. Cette valeur indique la contribution à l’effet de serre sur une période donnée, généralement de 100 ans (PRG100), par rapport au CO2 an. Le CO2 a un PRG de 1.
Exemple de calcul :
le fluide frigorigène R-134a a un PRG de 1 430 sur 100 ans, une climatisation contient 800 g de fluide frigorigène.
Équivalent CO2 = RPG × quantité de remplissage R-134a
Équivalent CO2 = 1 430 × 800 g
Équivalent CO2 = 1,144 t
L’utilisation de 800 g de fluide frigorigène correspond donc à des émission de CO2 de 1,144 t en 100 ans, si ce fluide frigorigène est rejeté dans l’environnement.
Plus le PRG est faible, mieux c’est. Cela s’applique surtout aux fluides frigorigènes naturels, tandis que les fluides frigorigènes synthétiques présentent généralement un PRG élevé.
Types de fluides frigorigènes
Les fluides frigorigènes peuvent être classés, de manière simplifiée, en fluides frigorigènes naturels et fluides frigorigènes synthétiques. Les fluides frigorigènes naturels constituent également le type le plus ancien de fluides frigorigènes et connaissent actuellement un regain d’intérêt, il s’agit notamment de l’ammoniac (R-717), du dioxyde de carbone (R-744), de l’eau (R-718) ou d’autres hydrocarbures tels que le butane (R-600) ou le propane (R-290).
Mais pourquoi ces fluides frigorigènes, qui datent des débuts de la réfrigération, sont-ils à nouveau utilisés ?
Il convient ici d’évoquer les hydrocarbures halogénés et partiellement halogénés : CFC (chlorofluorocarbures), HFC (hydrofluorocarbures), HCFC (hydrochlorofluorocarbones) et HFC (hydrofluorocarbures).
Outre leurs nombreux avantages, ces hydrocarbures halogénés et partiellement halogénés présentent deux inconvénients majeurs :
- un effet de serre considérable, qui accentue le réchauffement climatique
- et l’endommagement de la couche d’ozone.
C’est pourquoi la production et l’utilisation des CFC ont été interdites en vertu du Protocole de Montréal de 1987, et l’utilisation d’autres fluides frigorigènes a été restreinte.
Fluide frigorigène R-1234yf
R-1234yf, ou 2,3,3,3-tétrafluoropropène, est un fluide frigorigène aujourd’hui utilisé dans de nombreuses climatisations automobiles modernes. Le fluide frigorigène s’est imposé après l’interdiction du R-134a pour les voitures particulières neuves immatriculées dans l’Union européenne à partir de 2017.
L’atout majeur du R-1234yf est son PRG (potentiel de réchauffement global) inférieur à 1. Le CO2 servant de référence à un PRG de 1. Certains fluides frigorigènes présentent un PRG supérieur à 10 000.
Le R-1234yf est donc particulièrement respectueux de l’environnement et n’attaque pas la couche d’ozone.
R-1234yf ne fait pas l’unanimité. Il est inflammable et se décompose notamment en fluorure d’hydrogène, qui réagit avec l’eau pour former de l’acide fluorhydrique, une substance extrêmement toxique et corrosive. Même de faibles quantités sont dangereuses. Sous sa forme liquide, le R-1234yf peut provoquer de graves gelures en cas de contact avec la peau.
Il convient de souligner tout particulièrement que le R-1234yf fait partie des PFAS (substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées). Un produit chimique éternel qui, une fois rejeté dans l’environnement, y reste pour toujours et ne se désagrège pas.
Dans l’atmosphère, le R-1234yf se décompose principalement en acide trifluoroacétique, qui est lui aussi un produit chimique éternel (PFAS). L’acide trifluoroacétique est extrêmement soluble dans l’eau et se retrouve dans l’eau en raison des précipitations. C’est ainsi que, ces dernières années, des concentrations de plus en plus élevées dans l’eau ont été constatées.
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