Fluide frigorigène : qu'est-ce que c'est ?

Un fluide frigorigène est un fluide ou un mélange de fluides présentant des particularités physiquesphysiques permettant d'exploiter un cycle de compression/détente pour transférer de la chaleurchaleur. Ils possèdent en particulier une température d'évaporation faible sous pression atmosphériquepression atmosphérique. Les fluides frigorigènes sont utilisés pour refroidir des dispositifs réfrigérants (réfrigérateur, congélateur, climatiseur...). Dans ces appareils, le fluide frigorigène sert également à transporter l'huile du compresseur.

Les fluides frigorigènes peuvent être classés en quatre grandes familles :

• les fluides inorganiques purs : eau, ammoniacammoniac, CO₂... ;
• les hydrocarbureshydrocarbures : butane, isobutane, propanepropane, propylène ;
• les hydrocarbures halogénés : chlorofluorocarbures (CFCCFC), hydrofluorocarbures (HFC) et hydrochlorofluorocarbureshydrochlorofluorocarbures (HCFC) et les perfluorocarbures (PFCPFC) ;
• autres fluides, utilisés de façon assez rare : étherséthers oxydes, alcoolsalcools, composés trihalogénés, fluorés et chromés.

Les CFC, largement utilisés au cours du XX^e siècle, ont été interdits par le protocole de Montréalprotocole de Montréal en 1987 en raison de leur impact destructeur sur la couche d'ozone. Les HCFC ont eux aussi été interdits en 2015. Ces fluides ont été remplacés par les HFC, qui ne contiennent pas de chlorechlore toxique pour la couche d'ozonecouche d'ozone, mais contribuent à l'effet de serreeffet de serre. Ils seront donc eux aussi bannis progressivement grâce à un accord signé en 2016.

Nomenclature des fluides frigorigènes

Les fluides frigorigènes sont soumis à une nomenclature internationale. L'ASHRAE, une des plus utilisées, désigne les fluides frigorigènes par la lettre R (qui signifie réfrigérant) associée à 2, 3 ou 4 chiffres qui représentent le nombre d'atomesatomes de chaque constituant ou de liaisons plus éventuellement une lettre pour identifier les isomèresisomères. Les séries 400 et 500 (R407A, par exemple) sont des mélanges de fluides. Les fluides frigorigènes sont aussi classés dans un groupe de sécurité suivant leur toxicitétoxicité ou inflammabilité (la lettre majuscule correspond à la toxicité et le chiffre à l'inflammabilité).

Les principaux fluides frigorigènes et leurs codes. © C.D, Futura

Comment choisir un fluide frigorigène ?

Le choix d'un fluide frigorigène dépend de son utilisation et s'effectue en fonction de plusieurs critères : sa sécurité d'usage, son impact environnemental (ODP, Ozone Depletion Potential et PRG, Pouvoir réchauffant global) et ses qualités thermodynamiquesthermodynamiques. Aucun n'est parfait ! L'ammoniac est par exemple très irritant et corrosif en cas de fuite, mais n'a pas d'impact sur l'effet de serre et il est économique. Les hydrocarbures ont une puissance frigorifique élevée mais sont hautement inflammables. Le CO₂ possède un PRG 1.000 à 2.000 fois plus faible que les HFC mais il fonctionne à des températures très élevées, ce qui pose un problème de fiabilité de matériel.