Conservation : de nouvelles règles à attendre pour les fluides frigorigènes! La pression environnementale. leurs caractéristiques

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1 Conservation : de nouvelles règles à attendre pour les fluides frigorigènes! Voici maintenant 2 ans que les fluides frigorigènes subissent la pression environnementale avec une réglementation régulièrement renforcée concernant leur utilisation. L accord informel conclu le 16 décembre 213 entre les instances européennes sur la révision du Règlement F-Gaz laisse présager l application de nouvelles règles dès janvier 215. Le fluide frigorigène : un élément essentiel dans la production du froid artificiel Le stockage en caisses réfrigéré qui ne concernait pratiquement qu une partie de la conservation des plants il y a 25 ans constitue aujourd hui un outil essentiel à la préservation de la qualité de la quasi-totalité des tubercules de semences, hormis les variétés primeurs à l exportation, mais aussi de plus de 8% des pommes de terre de consommation destinées au marché du frais. Le secteur de la transformation alimentaire recourt également régulièrement à une réfrigération artificielle d appoint pour les conservations de très longue durée C est dire l importance des réglementations touchant à ce type d installations pour lesquelles le fluide frigorigène constitue l élément déterminant. C est lui qui assure la «production» du froid, tant en dispositif de détente directe (le fluide se vaporise dans l évaporateur situé dans le bâtiment) qu en détente indirecte (l évaporateur est immergé dans une réserve d eau glycolée qui «transporte» le froid dans le bâtiment (= fluide frigo-porteur)). La chaleur est rejetée dans le milieu extérieur via le condenseur. La pression environnementale sur les fluides frigorigènes est liée à leurs caractéristiques Les fluides frigorigènes sont nombreux (Tableau 13). En dehors de certains gaz naturels comme l ammoniac (NH3), les fluides frigorigènes utilisés depuis une trentaine d années sont essentiellement des composés plus ou moins complexes fluorés et/ou non chlorés regroupés dans les catégories suivantes chlorofluorocarbures (CFC), hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et hydrofluorocarbures (HFC). Ils sont utilisés purs mais aussi en mélange et sont codés avec la lettre initiale «R» comme réfrigérant. Chacun d eux possède des caractéristiques physiques particulières le rendant plus ou moins intéressant pour la production de froid pour la climatisation des bâtiments de stockage. En détente directe, le compromis est recherché notamment entre un fluide permettant une température d évaporation proche de C et ne nécessitant pas de travailler à des pressions trop élevées pour limiter l énergie dépensée au compresseur ainsi que le risque de fuites sur l installation. Du fait de ces risques de fuite dans l atmosphère, ces fluides doivent également être inoffensifs pour l'homme (et tout être vivant) mais aussi être respectueux de l'environnement. Les exigences sur ce point sont croissantes et liées aux enjeux et préoccupations planétaires : l appauvrissement de la couche d ozone à la fin des années 8, le réchauffement climatique plus récemment. En phase finale de l application du protocole de Montréal Dans un premier temps, la signature en 1987 du protocole de Montréal vise à réduire puis éliminer les produits détruisant l ozone stratosphérique (Tableau 13). Si l interdiction de l utilisation des CFC a été d application immédiate, celle des HCFC a été progressive et s achèvera le 31 décembre 214 comme date ultime de recharge possible des installations avec des fluides recyclés (Figure 3). Dès le 1 er janvier 215, toute panne d une installation fonctionnant avec un HCFC comme par exemple le R22 devra ainsi se traduire au mieux par le changement du fluide utilisé (rétrofit) mais le plus souvent par la nécessité de remplacement complet de l équipement. En effet le rétrofit, en plus d être compliqué à réaliser sur les installations complexes, peut poser dans certains cas des problèmes de compatibilité selon le lubrifiant employé. Selon les caractéristiques des installations le changement de fluide modifie également les performances thermodynamiques et conduit à une baisse de la puissance frigorifique déployée. Le R44a dans la ligne de mire de la révision de la F-Gaz! Après celui de Montréal, le protocole de Kyoto, au travers d une signature de principe en décembre 1997, a ouvert la voie pour une réduction des gaz à effet de serre (GES) pour lutter contre le réchauffement climatique. L adoption de textes de loi se heurte cependant depuis à des difficultés d accord de concrétisation au niveau international. La Commission européenne a cependant rendu publique en novembre 212 sa propo- 58 CHOISIR Pomme de Terre Février 214

2 sition de révision de la directive F- Gaz concernant l utilisation des fluides frigorigènes (règlement 842/26). Un accord informel entre les institutions européennes vient d être trouvé mi-décembre 213 et pourrait rentrer en vigueur dès janvier 215. En voici les principaux éléments : Un gel dès 215 des HFC, puis leur élimination progressive pour atteindre, d ici à 23, 21% des quantités moyennes vendus en (exprimées en tonnes équivalent CO 2, t Eq.CO2) avec une attribution de mises sur le marché selon un système de quotas (figure 31). Une interdiction dès 22 de l entretien des équipements de réfrigération existants utilisant des HFC à GWP supérieur à 2 5 dont la charge est supérieure à 4 tonnes (en équivalent CO 2) 9. Interdiction dès 22 des équipements commerciaux hermétiquement scellés contenant des HFC dont le GWP est supérieur à 15, Interdiction en 222 des systèmes centralisés de froid commercial de puissance supérieure à 4kW utilisant des HFC dont le GWP est supérieur à 15, à l exception des systèmes en cascade pour lesquels le circuit primaire uniquement peut utiliser des frigorigènes dont le GWP est inférieur à 1 5. Mise en place d un dispositif de traçabilité pour mieux surveiller les équipements à gaz fluorés importés dans l UE. 9 Cela correspond à une charge d environ 45 kg de R44a, soit deux fois moins que ce que renferme une installation de détente directe pour un frigo de 1 t. D autres mesures sont encore en attente d évaluation par le Parlement avant décision. C est le cas de la taxe payable par les producteurs de frigorigènes qui semble avoir été différée jusqu en Dès aujourd hui, le R44a, avec un GWP évalué à 3 9 mais largement utilisé depuis quinze ans en remplacement du R22, apparaît peu conseillé pour des installations futures. L eau glycolée de retour sur le devant de la scène Compte tenu des restrictions envisagées dans les années à venir il semble aujourd hui opportun de réfléchir au mieux les futurs investissements. Deux orientations cumulables peuvent être mises en avant : Opter pour des fluides à GWP faible à modéré : 2 5 étant le seuil évoqué pour la maintenance, la première précaution est d investir dès à présent pour un réfrigérant à GWP inférieur. Les HFC comme le R134 a (1 43), le R47c (1 8) ou encore le R41a (2 1) pourraient encore être ainsi «recommandables» en détente directe. Il faut noter qu une nouvelle catégorie de fluide, les HFO, à très faible GWP (inférieur à 15), est aujourd hui en phase d évaluation notamment du fait de leur caractère inflammable. Des mélanges HFC/HFO pourraient ainsi prendre la suite en détente directe. 1 Le Danemark applique depuis 21 une taxe de 2 /t Eq.CO 2 sur les fluides frigorigènes, la Norvège depuis 23 à un niveau de 29 /t Eq.CO 2. Une application similaire est à l étude en Espagne et a été évoqué en France à l été 213 dans les rendus du Comité pour la Taxation Ecologique. Sur les bases danoises, pour un stockage de 1t de pommes de terre utilisant 7 kg de R44a, cela correspondrait à une taxation d au moins 5 6 Conservation D autres fluides de substitution sont à l étude mais bons nombres requièrent des pressions de fonctionnement plus élevées à l origine de coût énergétique supérieur (TEWI = Total Equivalent Warming Impact : impact équivalent sur le réchauffement global) et de risque accru de fuites sur des circuits qu il conviendrait de renforcer par rapport aux équipements actuels. Réduire la quantité de fluide frigorigène mise en œuvre : le recours à la détente indirecte peut à la fois permettre de réduire la quantité de fluide mise en œuvre du fait d un circuit plus court pour le réfrigérant, notamment par rapport à des évaporateurs suspendus dans le bâtiment, mais aussi de disposer d un choix de fluide plus large du fait de la possibilité d évaporer à plus basse température pour refroidir le fluide frigoporteur (eau glycolée). La production de froid étant «délocalisée» à l extérieur du bâtiment il est ainsi possible d envisager un confinement pour travailler avec des fluides à bon profil environnemental vis-à-vis du réchauffement climatique mais à risque supérieur pour les opérateurs (ammoniac, CO 2) ou les structures (HFO). Ces deux aspects pourraient également conduire à limiter la fréquence de contrôle obligatoire des installations. Ne pas oublier le contrôle périodique des installations La réglementation déjà en cours sur les fluides frigorigènes oblige déjà à une surveillance stricte des risques de fuite sur les installations au travers d un contrôle régulier obligatoire par des professionnels disposant d une habilitation suffisante. La fréquence de contrôle varie en fonction de la charge en fluide frigorigène sur le site (voir La Pomme de Terre Française n 566). Pour un stockage de 1 tonnes fonctionnant en détente directe classique avec une charge 7 kg de fluide frigorigène un contrôle réglementaire des fuites est nécessaire deux fois par an. 59 CHOISIR Pomme de Terre Février 214

3 Tableau 13 : Caractéristiques de quelques fluides frigorigènes Référence numérique Référence chimique GWP (1) (en kg Eq.CO 2) Durée de vie (années) ODP (2) Classement sécurité CFC R-12 CCl 3 F HCFC R-22 CHClF ,3,4 HFC R-32 R-134 a CH 2 F 2 CH 2 FCF ,6 14,6 A2 Mélange de HFC R-44 a R-57 Molécules inorganiques R-717 R-744 R-125/143a/134a (44/52/4) R125/R143a (5/5) NH 3 -ammoniac C 2 -Dioxide de carbone 39 4 < / 54 / / 54 - > 5 (1) GWP : Global Warning Potential (ou PRG =Potentiel de réchauffement global de l atmosphère terrestre) (Source AFCE) (2) ODP : Ozone Depleting Potential (Potentiel d appauvrissement de l ozone stratosphérique) Les valeurs sont comprises entre et 1 - par définition celle du R-11 est égal à 1 Photo 5 : Equipement de détente indirecte à eau glycolée fonctionnant au R41a M. Martin-ARVALIS B2 6 CHOISIR Pomme de Terre Février 214

4 Figure 3 : Protocole de Montréal : Phases d interdiction progressive des HCFC à l échelle mondiale Conservation 61 CHOISIR Pomme de Terre Février 214

5 Figure 31 : Protocole de Kyoto : Phase de réduction des HFC («Phase down») proposé au niveau européen (Base 1= Moyenne de la production et des importations en HFC sur la période exprimée en teq.co 2 Moyenne européenne HFC en teq.co CHOISIR Pomme de Terre Février 214