Nouveaux réfrigérants industriels, une longueur d’avance pour le CO2

De 3000 à 4000 fois moins nocifs pour l’environnement, les réfrigérants naturels (dont le dioxyde de carbone ou CO2) représentent une solution de rechange de premier choix dans le remplacement des réfrigérants de synthèse, jugés trop toxiques pour la couche d’ozone. En plus de récupérer de l’énergie, ces technologies, adaptées au goût du jour, exigent des équipements réduits et moins d’entretien des systèmes.

Les systèmes actuels de réfrigération, comme ceux des supermarchés par exemple, utilisent entre 1000 et 2000 kg d’hydrofluorocarbures (HCFC ou HFC) par établissement.

En Amérique du Nord, 30 % des réfrigérants de synthèse fuient dans l’atmosphère et 99 % des gaz réfrigérants finissent également leur cycle de vie dans l’atmosphère. 1000 livres de réfrigérants dans l’atmosphère équivalent à la pollution de 400 voitures sur la route pendant un an.

Enfin, une fuite de réfrigérant de synthèse équivaut à quelque 1200 voitures sur la route pour la même période. Les scientifiques évaluent que d’ici 2050, si les conditions actuelles persistent, la couche d’ozone sera refermée à 50 % de ce qu’elle est aujourd’hui et qu’en 2070, elle aura complètement disparu.

Le mal-aimé des changements climatiques

Des fluides frigorigènes à faible potentiel de réchauffement global (PRG) pourraient occuper une part plus importante du marché nord-américain de la réfrigération et de la climatisation. CO₂, ammoniac et propane notamment, des réfrigérants dits naturels, sont perçus comme pouvant remplacer les réfrigérants de synthèse dans plusieurs applications.

«De plus, la technologie au CO₂ entraîne des réductions des coûts énergétiques de l’ordre de 50% en raison du retour de la chaleur dégagée par les équipements vers d’autres pièces d’un bâtiment» – Gaston Roberge développement des affaires chez Carnot Réfrigération

Selon Jean Larivière, directeur de comptes chez Honeywell Canada, « un gaz n’est pas nécessairement mieux qu’un autre. Il faut considérer l’ensemble du système. De plus, on doit laisser le marché digérer les HFC qui sont relativement récents. »

Fait inusité, le CO2 (R -744), pointé du doigt dans la problématique du réchauffement planétaire, est maintenant utilisé pour générer du froid avec des impacts écologiques mineurs. Le dioxyde de carbone n’est pas un nouveau venu en réfrigération. Le premier brevet date en effet de 1850. Il a joui d’ailleurs d’une très grande popularité entre les années « 20 et 40 ».

En mode hybride

Par ailleurs, la réfrigération en mode hybride (système en cascades), ammoniac (NH₃, un réfrigérant naturel et abondant), dans une faible proportion combinée au CO₂, constitue le choix le plus efficace pour certaines applications comme des entrepôts de fruits et légumes.

Selon Gaston Roberge, au développement des affaires chez Carnot Réfrigération, « la réduction du niveau d’ammoniac utilisé et l’emploi du CO2 permettent d’augmenter la sécurité de la bâtisse pour ses travailleurs et le voisinage, tout en minimisant les répercussions négatives des réfrigérants traditionnels sur l’environnement. » En prime, les systèmes aux NH₃/CO₂ entraînent généralement une réduction des coûts d’assurances.

Par ailleurs, « le modèle au CO₂, en particulier, permet de recycler l’énergie en transformant la chaleur, normalement éliminée en tant que déchet toxique, en ressource réutilisable », ajoute M. Roberge. De plus, il est possible d’adapter ou de modifier la machinerie existante en un système apte à récupérer l’énergie plutôt que de la drainer.

En plus de récupérer de l’énergie, la nouvelle technologie au CO₂ demande moins d’entretien des systèmes frigorifiques que les réfrigérants conventionnels. « De plus, la technologie entraîne des réductions des coûts énergétiques de l’ordre de 50 % en raison du retour de la chaleur dégagée par les équipements vers d’autres pièces d’un bâtiment (bureau, salle d’attente, réception des marchandises, etc.), » poursuit M. Roberge.

Pour sa part, Vincent Harrisson, ingénieur chez Cimco Réfrigération, croit que « le Québec se positionne comme le chef de file nord-américain avec l’approche au gaz CO₂ en réfrigération. »

Récupérer l’énergie perdue

Cette technologie avant-gardiste comporte un faible potentiel de réchauffement global (Global Warming Potentiel). À titre de comparaison, un système conventionnel peut émettre quelque 4000 kg de gaz à effet de serre (GES ), par kg de fluide réfrigérant (l’équivalent de plus de 800 voitures sur les routes) alors qu’un équipement au CO₂ en rejette seulement un kg par kg d’agents réfrigérant. Qui plus est, « le Québec serait le chef de file nord-américain dans les technologies de réfrigération au CO₂, » mentionne Vincent Harrisson, ingénieur chez Cimco Réfrigération.

Au plan politique

« L’Europe est en avance sur nous, croit Jean Larivière, directeur de comptes chez Honeywell Canada. Plusieurs pays possèdent leur propre réglementation touchant la couche d’ozone et les réfrigérants. » De son côté, Environnement Canada propose d’interdire à compter de 2015 de se procurer des systèmes fonctionnant au R-22 sous toutes ses formes.

De plus, le ministère fédéral demande l’interdiction d’importer et de fabriquer des systèmes de réfrigération utilisant des HFC (R407F, R404, R507 et R422) ou un mélange de HFC ayant un pouvoir de réchauffement global (GWP) de plus de 1500.

Ainsi, l’indice de réchauffement planétaire potentiel de ces substituts se situe entre 3 et 675, comparativement aux produits de synthèse, dont le potentiel varie entre 1400 et 4000. Par exemple, R-404A a un potentiel de réchauffement global (GWP) de 3922, comparativement à un PRP de 1 pour le dioxyde de carbone. « Quoiqu’il en soit, conclut M. Laivière, qu’on soit clients, distributeurs, utilisateurs, il faut avancer ensemble! »

Saviez-vous que?

• En plus des utilisations habituelles (aliments et boissons, entrepôts frigorifiques, arénas, hypermarchés, etc.) la demande en réfrigération couvre maintenant les besoins en climatisation dans le secteur informatique ou encore dans le domaine médical?