Comment la réglementation européenne sur les gaz fluorés redéfinit le secteur de la déshumidification

Si vous concevez, vendez ou installez des déshumidificateurs à condensation, vous êtes sans doute déjà au courant de l'importante évolution réglementaire actuellement en cours dans toute l'Europe. La nouvelle réglementation de l'Union européenne sur les gaz à effet de serre fluorés – Règlement (UE) 2024/573 – accélère l'élimination progressive de nombreux réfrigérants synthétiques, dont le R407C, utilisé comme réfrigérant dans les déshumidificateurs à condensation depuis le milieu des années 90. Pour le groupe Dantherm, cela signifie principalement une transition vers le gaz fluoré R454C, dont le potentiel de réchauffement global est bien inférieur, puis, dans un deuxième temps, une transition complète vers les réfrigérants naturels, déjà utilisés dans certains produits.

Cet article explique les exigences de la réglementation, ce qu'elles impliquent concrètement pour des fabricants tels que Dantherm Group, et comment le secteur s'adapte à la transition vers une nouvelle génération de fluides frigorigènes à faible impact environnemental.                        

Ce qu'exige le règlement européen sur les gaz fluorés

Le règlement (UE) n° 2024/573, entré en vigueur en mars 2024, remplace l'ancien règlement (UE) n° 517/2014 sur les gaz fluorés et renforce considérablement les restrictions applicables aux gaz à effet de serre fluorés, communément appelés « gaz fluorés ». Le règlement s'applique par le biais de deux mécanismes principaux : 1) une réduction progressive du sous-groupe des gaz fluorés, les HFC, et 2) des interdictions de mise sur le marché spécifiques à certains secteurs pour les équipements utilisant des fluides frigorigènes à fort potentiel de réchauffement global (PRG).

Les étapes clés pour les fabricants de déshumidificateurs et de systèmes de refroidissement sont les suivantes :

• 2025 : Les restrictions concernant les nouveaux équipements utilisant des fluides frigorigènes dont le PRG est supérieur à 750 s'appliquent à un éventail de plus en plus large de catégories de produits.
• 2027–2030 : durcissement progressif des quotas de HFC sur l'ensemble du marché de l'UE, entraînant une réduction du volume total de réfrigérants à fort PRG disponibles à la vente.
• 2032–2050 : Des restrictions de plus en plus strictes entraîneront, dans la pratique, la disparition de la plupart des fluides frigorigènes synthétiques à fort potentiel de réchauffement global (PRG) des nouveaux équipements dans pratiquement tous les secteurs.
• Après 2050 : on utilisera des réfrigérants naturels à très faible potentiel de réchauffement global (PRG) ou à PRG nul.

L'objectif principal de ce règlement est de réduire les émissions de gaz fluorés d'environ 98 % par rapport aux niveaux de 2015 d'ici 2050, mettant ainsi définitivement fin à l'ère des fluides frigorigènes synthétiques à fort potentiel de réchauffement global sur les marchés européens.

D'ici 2032, le groupe Dantherm aura adopté des réfrigérants naturels dans 95 % de ses produits.

Pour les distributeurs, cela revêt une importance particulière, car l'entretien des équipements utilisant des fluides frigorigènes non conformes deviendra de plus en plus difficile et coûteux à mesure que l'approvisionnement en fluides frigorigènes sera restreint. Pour les ingénieurs en bâtiment, il est essentiel de prescrire dès aujourd'hui des équipements conformes afin de garantir que les installations de CVC et de déshumidification d'un bâtiment restent opérationnelles tout au long de leur durée de vie prévue.

Comment fonctionnent les déshumidificateurs à condensation et les refroidisseurs

Un déshumidificateur à condensation fonctionne selon le même cycle thermodynamique qu'un réfrigérateur ou un climatiseur. L'air chaud et humide est aspiré à travers un serpentin d'évaporateur, qui est maintenu à basse température par l'expansion d'un fluide frigorigène liquide. Lorsque l'air se refroidit en dessous de son point de rosée, l'humidité se condense sur le serpentin et s'écoule. L'air désormais sec et légèrement réchauffé est renvoyé dans la pièce. Le réfrigérant absorbe la chaleur de l'air, est comprimé, libère cette chaleur via un serpentin condenseur, et le cycle se répète.

Le rendement et la plage de fonctionnement de ce cycle sont déterminés presque exclusivement par les propriétés thermodynamiques du fluide frigorigène : son point d'ébullition, sa chaleur latente de vaporisation et son comportement sous pression. Le choix du fluide frigorigène approprié constitue donc une décision technique fondamentale.

Pourquoi les gaz F sont devenus la norme dans l'industrie, et pourquoi ils doivent disparaître

Les réfrigérants synthétiques – les chlorofluorocarbures (CFC), les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et les hydrofluorocarbures (HFC) – ont été mis au point à partir des années 1920 et sont rapidement devenus la solution privilégiée pour la réfrigération et la climatisation à l'échelle mondiale. Les raisons étaient convaincantes : ils sont ininflammables, non toxiques, chimiquement stables et présentent d'excellentes propriétés thermodynamiques. Ils ont permis une réfrigération fiable, efficace et sûre à l'échelle commerciale.

Cependant, ces avantages ont un coût environnemental considérable, mesuré à l'aide de deux indicateurs clés :

Le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone (ODP) mesure la capacité d'une substance à détruire l'ozone stratosphérique par rapport au composé de référence CFC-11 (ODP = 1). Les CFC et les HCFC présentent des valeurs d'ODP élevées, raison pour laquelle leur utilisation a été progressivement supprimée en vertu du Protocole de Montréal de 1987. Les HFC – la génération qui les a remplacés, y compris le R407C – ont un ODP égal à zéro, ce qui signifie qu'ils n'endommagent pas la couche d'ozone.

Le potentiel de réchauffement global (PRG) mesure la quantité de chaleur qu'un gaz retient dans l'atmosphère sur une période de 100 ans, par rapport au CO₂ (PRG = 1). C'est là que les HFC, y compris le R407C, posent un grave problème. Le R407C a un PRG de 1 774, ce qui signifie qu'un kilogramme de R407C rejeté dans l'atmosphère a le même impact climatique que 1 774 kilogrammes de CO₂. Même de petites fuites lors de l'entretien, de l'installation ou de la fin de vie des équipements peuvent représenter un événement significatif en termes d'émissions de gaz à effet de serre. Le protocole de Kyoto, adopté en 1997 et entré en vigueur en 2005, ainsi que le règlement (UE) 2024/573 régissent désormais le PRG des gaz fluorés.

En résumé : les réfrigérants synthétiques ont résolu un problème environnemental (l'appauvrissement de la couche d'ozone) tout en en créant un autre (le changement climatique). La vague actuelle de réglementations vise à gérer ce compromis.

Les alternatives : les réfrigérants naturels et leurs limites

La question qui s'impose est la suivante : pourquoi ne pas simplement revenir aux fluides frigorigènes naturels ? Des substances telles que le propane (R290), l'ammoniac (R717) et le dioxyde de carbone (R744) ont un PRG très faible, voire nul, et sont utilisées dans le domaine de la réfrigération depuis bien plus d'un siècle.

La réponse est que chacune présente des inconvénients majeurs qui compliquent leur adoption généralisée :

Le propane (R290) présente d'excellentes propriétés thermodynamiques et un PRG de seulement 3, mais il est hautement inflammable. Son utilisation nécessite des mesures de sécurité strictes concernant les limites de charge, les environnements d'installation et les procédures d'entretien. La réglementation limite la charge de réfrigérant à de faibles quantités dans de nombreuses applications, ce qui restreint la capacité de refroidissement des systèmes fonctionnant au propane.

L'ammoniac (R717) est sans doute le fluide frigorigène le plus efficace sur le plan thermodynamique qui soit et présente un PRG nul, mais il est toxique à des concentrations supérieures à quelques centaines de parties par million. Son utilisation se limite principalement à la réfrigération industrielle, où du personnel qualifié est présent et où des systèmes de sécurité spécifiques peuvent être mis en place. Son utilisation n'est pas recommandée dans des bâtiments occupés sans la mise en place de mesures techniques de contrôle adéquates.

Le dioxyde de carbone (R744) présente un PRG de 1 ; il est non toxique et ininflammable, mais il doit fonctionner à des pressions très élevées – pouvant atteindre 150 bars – contre les 15 à 25 bars habituels des systèmes au HFC. Cela nécessite des composants nettement plus robustes et coûteux, ce qui augmente les coûts et la complexité, en particulier pour les petites applications commerciales.

Le passage aux fluides frigorigènes naturels constitue l'objectif ultime, et certains produits utilisent déjà le propane. Toutefois, afin d'assurer une transition en douceur tant pour la production de déshumidificateurs que pour les installateurs, le groupe Dantherm utilisera dans un premier temps le fluide synthétique R454C pour ses déshumidificateurs et refroidisseurs à usage commercial.

Remarque concernant les déshumidificateurs à dessiccant

Les déshumidificateurs à condensation ne sont pas la seule technologie disponible pour contrôler l'humidité. Les déshumidificateurs à dessiccant utilisent des matériaux hygroscopiques, généralement du gel de silice, pour absorber l'humidité de l'air, qui est ensuite éliminée par un flux d'air de régénération chauffé. Comme ils ne contiennent pas de fluide frigorigène, ils contournent totalement la question des gaz fluorés.

Cependant, les déshumidificateurs à dessiccant ne constituent pas une solution de remplacement évidente dans la plupart des applications. Ils consomment nettement plus d'énergie électrique que les appareils à condensation, en particulier dans des conditions de température et d'humidité modérées où la technologie à condensation est très efficace. Ils nécessitent également une installation, une mise en service et une maintenance plus complexes, ainsi qu'une conception minutieuse du système pour gérer le flux d'air. Pour les piscines couvertes, les applications résidentielles et de nombreux bâtiments commerciaux, la consommation d'énergie et les exigences techniques des systèmes à déshydratant les rendent peu adaptés en tant que remplacement à l'identique.

Le passage au R454C : ce que cela implique pour le groupe Dantherm et ses produits

Compte tenu des limites des fluides frigorigènes naturels et de la nécessité réglementaire de s'éloigner des HFC à fort PRG, le secteur s'est tourné vers une nouvelle génération de mélanges de fluides frigorigènes conçus pour conserver de bonnes performances thermodynamiques tout en réduisant considérablement le PRG.

Le groupe Dantherm procède actuellement à la transition de ses gammes de déshumidificateurs à condensation, passant du R407C au R454C. Cette mesure concerne la quasi-totalité des déshumidificateurs.

Le R454C présente un PRG de seulement 148, contre 1 774 pour le R407C, et son potentiel de destruction de la couche d'ozone est nul. 

Cela lui permet d'être conforme au règlement (UE) 2024/573 et d'être paré pour l'avenir, au moins dans un avenir prévisible.

En contrepartie, on observe une légère baisse du rendement thermodynamique à des températures de fonctionnement élevées. Le R454C est légèrement moins efficace que le R407C dans des conditions de haute température, ce qui peut nécessiter des ajustements mineurs du dimensionnement du système dans certaines applications. Cependant, pour la grande majorité des cas d'utilisation en déshumidification, notamment les piscines, les sous-sols, les entrepôts et les intérieurs commerciaux, le R454C offre des performances tout à fait adéquates, avec une empreinte environnementale considérablement réduite.

Pour les distributeurs, cette transition est simple : les produits du groupe Dantherm équipés de R454C sont conçus pour remplacer directement leurs prédécesseurs fonctionnant au R407C. Les techniciens de maintenance devront tenir compte de ce changement de fluide frigorigène lorsqu'ils commanderont des pièces de rechange et du fluide frigorigène, mais les procédures d'exploitation et de maintenance restent pour l'essentiel inchangées.

Pour les distributeurs, cette transition est simple : les produits du groupe Dantherm équipés de R454C peuvent remplacer immédiatement leurs prédécesseurs fonctionnant au R407C. Les techniciens de maintenance devront tenir compte de ce changement de fluide frigorigène lors de la commande de pièces de rechange et de fluide frigorigène. De plus, le R454C étant un fluide frigorigène de classe A2L, caractérisé par une faible inflammabilité, il nécessite une zone ATEX afin de garantir un environnement non explosif. La zone ATEX n'est nécessaire que lors du chargement et de la vidange de l'équipement avec le fluide frigorigène A2L, et non lors de l'utilisation quotidienne.

Pour les ingénieurs en bâtiment, le fait de prescrire des équipements du groupe Dantherm utilisant le R454C garantit désormais que les installations de déshumidification mises en place aujourd'hui seront conformes à la réglementation européenne et ne seront pas soumises à des restrictions d'approvisionnement en fluide frigorigène ni à une hausse des coûts, à mesure que les quotas de R407C sont progressivement réduits.

La stratégie globale du groupe Dantherm en matière de fluides frigorigènes : le propane dans les environnements extrêmes

Une stratégie produit diversifiée donne lieu à différentes solutions. Certains des refroidisseurs pour tentes et conteneurs du groupe Dantherm, tels que les modèles AC-M11 et AC-M18, conçus pour les opérations d'aide humanitaire et les déploiements militaires, fonctionneront au propane (R290)  – un réfrigérant naturel dont le PRG n'est que de 3.

Dans ces applications spécialisées, l'inflammabilité du propane est maîtrisée par des moyens techniques plutôt que d'être évitée. Les refroidisseurs de qualité militaire sont testés contre les chocs mécaniques et les vibrations conformément à la norme MIL-STD-810, ce qui confirme que le circuit de réfrigération est suffisamment robuste pour résister à des environnements opérationnels exigeants sans fuite. Cette approche démontre que les réfrigérants naturels peuvent être utilisés en toute sécurité lorsque l'application l'exige et lorsque la réponse technique à leurs risques spécifiques est correctement conçue.

Une anecdote historique : les origines de la réfrigération et son avenir

La situation réglementaire actuelle n'est pas sans ironie.

XIXe^siècle : L'histoire de la réfrigération mécanique a débuté avec les fluides frigorigènes naturels. L'ammoniac, le CO₂ et le dioxyde de soufre ont alimenté les premiers systèmes de réfrigération commerciaux à la fin du XIXe siècle. 

Dans les années 1920 : des chimistes de General Motors et de DuPont ont synthétisé les premiers CFC (chlorofluorocarbures) dans le but précis de remplacer les substances toxiques et inflammables alors utilisées. Les CFC et leurs successeurs constituaient une prouesse technique extraordinaire : non toxiques, ininflammables, stables et efficaces. Ils ont rendu les réfrigérateurs domestiques sûrs et généralisé la climatisation. Leurs conséquences sur l'environnement, cependant, n'ont pas été comprises pendant des décennies. 

1987 : Le Protocole de Montréal a prévu l'élimination progressive des CFC et des HCFC afin de protéger la couche d'ozone. 

1997 : Le Protocole de Kyoto a ciblé les HFC en raison de leur impact sur le climat. 

2024 : Le règlement (UE) 2024/573 achève le travail engagé par ces accords.

D'ici 2050 : Le secteur de la réfrigération aura bouclé la boucle : des fluides frigorigènes naturels, en passant par un détour d'un siècle vers la chimie synthétique, pour revenir aux fluides frigorigènes naturels – cette fois-ci sous l'impulsion des préoccupations environnementales. Les fluides frigorigènes synthétiques utilisés entre-temps ont permis de résoudre les problèmes de leur époque. Le défi consiste désormais à résoudre les problèmes qu'ils ont engendrés, avec la même ingéniosité.

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