Remplacement des fluides frigorigènes, véritable enjeu pour l’environnement ?
Dans le contexte actuel de protection de l’environnement et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, Alcimed revient sur le problème des gaz fluorés utilisés dans l’industrie du froid ainsi que sur les dilemmes qui entourent leur remplacement. Largement utilisés dans le monde de la réfrigération, les gaz fluorés font l’objet de réglementations de plus en plus sévères liées à leurs effets nocifs sur l’environnement. Après l’interdiction totale des chlorofluorocarbures (CFC) depuis 2001, c’est au tour des chlorofluorocarbures hydrogénés (HCFC) d’être prohibés d’ici 2015. La raison est simple : les CFC et HCFC participent non seulement à la destruction de la couche d’ozone, mais aussi à l’augmentation des gaz à effet de serre....
Alcimed, société de conseil et d’aide à la décision appliquée aux sciences de la vie et à la chimie, traduit les avancées scientifiques et technologiques en positionnements stratégiques, en innovations marketing et en résultats économiques. Spécialisée en 1993 dans les biotechnologies, Alcimed a progressivement étendu son activité d’aide à la décision aux sciences de la vie et à leurs secteurs d’application (santé, agroalimentaire, cosmétique) ainsi qu’à la chimie, à l’énergie et aux matériaux. Elle s’appuie sur une équipe de 125 ingénieurs, biologistes et chimistes de très haut niveau, dotée d’une double compétence scientifique et économique - financière, capable de prendre en charge des missions extrêmement variées (études de marché, analyses stratégiques, Business Plans, Business Development, valorisation…), à la frontière entre la R&D et le business.
Ces gaz fluorés utilisés dans l’industrie du froid sont actuellement remplacés par d’autres gaz fluorés, les hydrofluorocarbures (HFC), qui ne contiennent pas de chlore et ont l’avantage de ne pas être dangereux pour la couche d’ozone. Cependant, ces derniers continuent d’accroître l’effet de serre et font partie des gaz visés par le protocole de Kyoto, dont l’objectif est de stabiliser les émissions de gaz à effet de serre en 2012 puis de les réduire par 2 au niveau mondial et par 4 dans les pays développés d’ici à 2050.
Les acteurs du secteur du froid entrevoient différentes solutions aux problèmes environnementaux posés par les gaz fluorés : tandis que certains travaillent sur l’étanchéité des installations frigorifiques à base de HFC, d’autres cherchent des fluides alternatifs à ces gaz.
L’étanchéité est en effet l’un des principaux problèmes : avec l’obligation de récupérer les fluides lors de réparations ou sur les installations en fin de vie, une part importante des émissions de HFC provient des fuites.
« Une climatisation automobile perd 15% de fluide frigorigène par an, soit 116 g de HFC qui a un pouvoir de réchauffement global 1 300 fois supérieur à celui du CO2», souligne Alcimed.
Des acteurs ont donc mis au point des installations frigorifiques 100% hermétiques, comme l’Aquasnap de Carrier, machine frigorifique industrielle étanche à vie. L’association Alliance Froid Climatisation Environnement a même lancé un « trophée étanchéité » pour récompenser les entreprises qui font des efforts en faveur de l’environnement.
La deuxième solution consiste à trouver des gaz alternatifs aux gaz fluorés. Parmi les prétendants : l’ammoniaque, le CO2 et les hydrocarbures. Ces fluides ne sont pas nouveaux pour les applications frigorifiques, ils étaient utilisés au début du 20ème siècle mais ont été délaissés du fait de leur toxicité ou de leur inflammabilité.
Aujourd’hui l’ammoniaque est déjà réutilisée malgré sa toxicité, principalement en agroalimentaire pour les installations de grande puissance. En France, un laboratoire spécialisé dans les échangeurs thermiques travaille sur le sujet. « Le GRETh essaie d’améliorer la sécurité des installations fonctionnant avec des hydrocarbures en réduisant la quantité de fluide frigorigène utilisée ainsi qu’en travaillant sur la diminution des risques de fuite.
L’optimisation des échangeurs au CO2 est également un sujet de recherche et passe par une meilleure compréhension des phénomènes physiques », constate Alcimed. L’ACEA, association des constructeurs européens d’automobiles, s’est également engagée à supprimer progressivement les HFC d’ici 2014 préférant l’utilisation de CO2, moins inflammable que les hydrocarbures.
Cependant, l’utilisation de ces gaz alternatifs aux gaz fluorés présente un dilemme pour les chercheurs : même si leur contribution à l’effet de serre est moindre que celle des HFC, leur pourvoir réfrigérant reste aussi plus faible.
Par conséquent, leur utilisation nécessiterait une consommation d’énergie supérieure pour atteindre une efficacité similaire à celle des HFC. « Finalement, dans le contexte actuel de protection de l’environnement, une troisième voie pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre serait de réfléchir à une solution de rupture sans fluide frigorigène. Celle-ci pourrait s’appuyer par exemple sur les nouvelles technologies développées actuellement dans le domaine de la thermoacoustique », conclut Alcimed.