Les fluides frigorigènes sont classés en différentes familles en fonction de leur composition chimique, de leur impact environnemental (GWP et ODP), et de leur comportement thermodynamique. Voici les principales familles de fluides frigorigènes :
1. HCFC (HydroChloroFluoroCarbures)
- Exemples : R-22
- Utilisation : anciens systèmes de climatisation, froid commercial.
- Inconvénients : destructeurs de la couche d'ozone (ODP élevé).
- Statut : progressivement interdits (règlementation F-Gaz et Protocole de Montréal).
2. HFC (HydroFluoroCarbures)
- Exemples : R-134a, R-404A, R-410A
- Utilisation : réfrigération, climatisation résidentielle et automobile.
- Avantages : sans effet sur la couche d’ozone.
- Inconvénients : fort potentiel de réchauffement climatique (GWP élevé).
- Statut : en cours de suppression progressive selon les lois F-Gaz.
3. HFO (HydroFluoro-Oléfines)
- Exemples : R-1234yf, R-1234ze
- Utilisation : clim automobile, nouveaux équipements.
- Avantages : GWP très faible, pas d’impact sur la couche d’ozone.
- Inconvénients : légèrement inflammables (classe A2L).
4. Hydrocarbures (HC)
- Exemples : R-290 (propane), R-600a (isobutane)
- Utilisation : réfrigérateurs domestiques, vitrines réfrigérées.
- Avantages : naturels, très faible GWP.
- Inconvénients : très inflammables (classe A3).
5. Substances naturelles
- Exemples :
- Ammoniac (NH₃ ou R-717) – très efficace, toxique et corrosif.
- CO₂ (R-744) – GWP = 1, pas d’ODP.
- Utilisation : industrie agroalimentaire, entrepôts frigorifiques.
- Avantages : écologiques, très bonnes performances thermiques.
Il en existe 5 sous-catégories : les R-134a (ce sont eux qui sont utilisés pour les climatisations et les pompes à chaleur haute température), les R-125 (utilisés dans les systèmes anti-incendie), les R-32, R-152a et R-143a (inflammables, utilisés mélangés à d'autres composants.)
Les hydrofluorocarbures (HFC) sont des gaz à effet de serre (GES) couramment utilisés par les agences fédérales dans une grande variété d’applications, notamment la réfrigération, la climatisation (AC), l’isolation des bâtiments, les systèmes d’extinction d’incendie et les aérosols.
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La famille des PFC (Perfluorocarbures ou Perfluorocarbones) regroupe des composés chimiques entièrement fluorés, c’est-à-dire composés uniquement de carbone (C) et de fluor (F).
Caractéristiques des PFC :
Propriété Description
Composition CₓFᵧ (sans hydrogène)
Stabilité chimique Très élevée (ne se dégradent presque pas naturellement)
Inflammabilité Non inflammables
Toxicité Très faible (en général)
GWP (effet de serre) Extrêmement élevé (jusqu’à 10 000 à 12 000)
Durée de vie atmosphérique De 2 600 à 50 000 ans
Solubilité Faible dans l’eau, bonne dans certains solvants organiques
Utilisations typiques :
Industrie électronique (gravure plasma, nettoyage de wafers)
Agents d’expansion dans les mousses isolantes
Fluides de test pour les fuites (gaz traceurs)
Refroidissement spécifique (cryogénie, IRM, applications militaires)
Exemple ISOMERE : Le butane et l'isobutane
Formule chimique des deux : C₄H₁₀
Ils ont exactement les mêmes atomes (4 carbones et 10 hydrogènes), mais une structure différente.
Butane (n-butane)
Structure linéaire : CH₃–CH₂–CH₂–CH₃
Isobutane (ou méthylpropane)
Structure ramifiée : CH₃
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CH₃–CH–CH₃
Le "pump down" (ou mise en récupération en français) désigne une procédure de récupération du fluide frigorigène dans l’unité extérieure du système avant une intervention, sans le relâcher dans l’atmosphère.
C’est une opération qui consiste à forcer le fluide frigorigène à se regrouper dans l’unité extérieure (le condenseur), en fermant les vannes du circuit pendant que le compresseur fonctionne.