Gaz réfrigérants

Refroidissement à base de réfrigérants naturels

En 1834, Perkins crée un compresseur frigorifique utilisant de l'éther éthylique et en 1854 le premier réfrigérateur eau-ammoniac est créé par Twining, Harrison et Carré. En 1866, le dioxyde de carbone a été expérimenté et, à la fin du XIXe siècle, diverses solutions techniques de réfrigération ont été utilisées, notamment la compression de la vapeur, l'absorption, l'expansion de l'air comprimé et l'évaporation de l'eau à très basse pression. 
Jusqu'à cette époque, les réfrigérants utilisés étaient tous naturels et comprenaient l'eau, l'ammoniac, le dioxyde de soufre, le chlorure de méthyle, l'éther éthylique et l'éther méthylique. 
Au début des années 1900, la technologie de la compression de vapeur prédominait et les éthers ont été abandonnés en raison de leur inflammabilité et le dioxyde de carbone en raison des pressions de travail élevées. 
En 1920, le premier réfrigérateur à éthane et propane voit le jour, mais les risques associés à l’utilisation de ces fluides conduisent en 1930 à l'apparition du fréon 11, du fréon 12, du R22 et du R502, les fluides dits chlorés. Par la suite, ils ont été remplacés par des fluides chimiques aux propriétés thermodynamiques, non toxiques et ininflammables, à savoir les CFC et les HCFC.

Les gaz réfrigérants et l'environnement

Le trou d'ozone et l'effet de serre conduisent à la suppression des CFC en raison de leur composition en chlore et en fluor. En 1984, la convention de Vienne et en 1987 le protocole de Montréal ont abouti à un accord international visant à réduire l'utilisation des CFC de 50 % de la production et de la consommation en 1999. Il était donc nécessaire de réduire le nombre d'atomes de chlore dans la composition des réfrigérants. Ainsi des fluides contenant des atomes d'hydrogène ont été utilisés, et pour que la molécule se décompose plus rapidement - moins d’impact sur l'effet de serre - des molécules avec des liaisons chimiques plus faibles entre les atomes caractérisant le fluide lui-même ont été créées. C'est précisément la principale innovation apportée par les réfrigérants HFO.

Le cycle de réfrigération

Le cycle de réfrigération désigne le processus de refroidissement au moyen d'un fluide intermédiaire qui s'évapore et se condense. Comme nous l'avons vu, parmi les premiers fluides intermédiaires figurait l'ammoniac, qui était classé comme corrosif et toxique pour l'homme. 
Aujourd'hui, en fonction de la présence ou de l'absence de chlore, les gaz réfrigérants sont classés en CFC, HCFC et HFC. 

• Les CFC sont des gaz hydrocarbonés qui ne sont plus utilisés en raison de leur nocivité pour l'environnement. Ce sont des gaz incolores, inodores, ininflammables, chimiquement stables et faiblement toxiques. 
• Les HCFC contiennent de l'hydrogène comme atome et donc moins d'atomes de chlore, donc moins d’impact pour l'environnement. 
• Les HFC ne contiennent pas de chlore et ne posent pas de problème pour la couche d'ozone, mais ils contribuent à l’effet de serre.

Les applications des HFC 

Les HFC sont des gaz réfrigérants actuellement utilisés par les professionnels dans diverses applications commerciales. Ils constituent une solution plus durable que les CFC, dont l'utilisation est interdite depuis 1996 (Protocole de Montréal). 
Ce sont des gaz contenant des atomes de fluor et d'hydrogène, couramment utilisés dans des équipements de réfrigération :

• les climatiseurs, 
• les extincteurs, 
• et les pompes à chaleur.

Le gaz réfrigérant est l'élément essentiel des systèmes de climatisation. Les nouvelles réglementations qui s'y rapportent sont conçues pour garantir un engagement croissant en faveur de la durabilité environnementale. C'est pourquoi l'UE a adopté une série de réglementations visant à contenir l'effet de serre, en essayant d'endiguer la hausse des températures (PRP) et de réduire les émissions.