Frigorigènes : la récréation est terminée!

Par Daniel Robert, ing., LEED PA. Président du Chapter Technology Transfer Committee (CTTC) de l'ASHRAE Society 2022-2023, Vice-président principal, Projets spéciaux, Kolostat-Krome Inc.

Crédit photo : JBC Média par Foulques Delbar

Au cours des dernières décennies, plusieurs changements législatifs importants ont restreint l'utilisation de certains types de frigorigènes dans l'industrie du CVAC. En 1986, la signature par le Canada du Protocole de Montréal a marqué l'abandon des frigorigènes R-11 et R-12. Cela a été suivi en 2010 par l'élimination du R-22, ce qui a changé la conception de toutes les applications CVAC de climatisation de confort, autant pour les systèmes résidentiels que commerciaux, petits comme grands.

Aujourd'hui, la plupart des systèmes de climatisation fonctionnent au R-410A (résidentiel et commercial de petite et moyenne capacité), tandis que le marché des grands refroidisseurs utilise le R-134a. Malheureusement, tout cela va changer, et plus vite qu'on le pense!

Une nouvelle réglementation

Avec la signature de l'amendement de Kigali (2015), ratifié par un grand nombre de pays, dont le Canada en 2020 et les États-Unis en 2022, la porte est montrée aux R-410A et R-134a. Avec un potentiel de réchauffement planétaire (PRP) de 2088 pour le R-410A et de 1430 pour le R-134a, aucun de ces frigorigènes ne respecte la limite de 750 imposée par la nouvelle réglementation. À la suite de cet accord, Environnement Canada et le ministère de l'Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs du Québec interdiront, à compter du 1er janvier 2025, la fabrication, la distribution ou l'installation de refroidisseurs utilisant des frigorigènes dont le PRP est supérieur à 750.

Solutions de remplacement

Les frigorigènes de la nouvelle génération sont, pour la plupart, moins performants que ceux qu'ils remplaceront et peuvent être quelque peu dangereux puisque certains sont légèrement inflammables. L'ASHRAE a développé la norme 34, qui classe plusieurs frigorigènes disponibles en tenant compte de leur potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone (ODP), de leur PRP, de leur toxicité et de leur inflammabilité. Les frigorigènes peu ou non toxiques appartiennent à la classe A, tandis que ceux qui se révèlent toxiques font partie de la classe B. Pour classer l'inflammabilité des frigorigènes, l'ASHRAE les divise en catégories 1, 2L, 2 ou 3; ceux de la catégorie 1 étant ininflammables et ceux de la catégorie 3 étant hautement inflammables. Par exemple, le propane (oui, c'est un frigorigène, et il porte le numéro R-290) est classé A3, alors que l'ammoniac (R-717) est classé B2L.

Malheureusement, les nouveaux frigorigènes ne sont pas parfaits, et l'industrie a dû faire des compromis sur les solutions de remplacement pour atteindre les objectifs de réduction du réchauffement planétaire et remplacer les R-410A et R-134a, tous deux de catégorie A1.

Différents manufacturiers considèrent les R-454B (PRP = 466), R-32 (PRP = 677) et R-452B (PRP = 676) comme remplaçants du R-410A sortant (PRP = 2088). Ces trois candidats appartiennent à la catégorie A2L : ils sont peu toxiques mais présentent une certaine inflammabilité. Vous comprendrez donc que les règles de sécurité entourant leur usage diffèrent de ce à quoi nous étions habitués en raison de leur inflammabilité possible.

Quant au R-134a (PRP = 1430), principalement utilisé dans les refroidisseurs à vis ou centrifuges de grande capacité, les frigorigènes de remplacement sont le R-513A (PRP = 573) et le R-515B (PRP = 299), tous deux des frigorigènes A1. Ces frigorigènes sont compatibles avec des technologies de compression similaires à celles actuellement utilisées dans les refroidisseurs à pression positive. D'autres frigorigènes fonctionnant à basse pression (un peu comme le faisaient le R-11 et le R-123) pourraient être utilisés dans les refroidisseurs de grande capacité : soit le R-1233zd (PRP = 1), un frigorigène A1, soit le R-514A (PRP = 2), un frigorigène classé B1 (toxique). Ces deux candidats exigent des refroidisseurs de nouvelle génération complètement différents de ceux que l'on trouve actuellement sur le marché.

Quelques complications

Comme indiqué ci-dessus, les unités de toit, les systèmes splits à détente directe, les unités VRF, les unités résidentielles ainsi que les refroidisseurs de petite et moyenne capacité utiliseront (presque) tous dans le futur des frigorigènes de classe A2L (donc non toxiques ou peu toxiques, mais légèrement inflammables), un changement majeur par rapport aux frigorigènes A1 actuellement utilisés. L'ASHRAE a publié la norme 15 en 2022, qui établit les meilleures pratiques pour l'installation et la manipulation des frigorigènes A2L. Cette norme a déjà été adoptée par plusieurs États américains (comme la Californie et New York, pour n'en nommer que deux). Au Canada, le code CSA B52, revu pour la dernière fois en 2018, encadre l'utilisation sécuritaire des frigorigènes. Élaboré à partir de la majorité des libellés et protocoles de la norme ASHRAE 15-2013, l'(ancien) B52-2018 restreint significativement l'utilisation des frigorigènes A2L dans les systèmes à haut risque de fuites, dont les unités de toit, les splits et les VRF. Cela mène à une impasse. L'adoption d'une nouvelle version du B52 est donc cruciale.

Je vous rappelle que certains États et pays, dont nos voisins du Sud, sont plus avancés dans le processus de remplacement des frigorigènes, et que les grands manufacturiers sont déjà en train d'implanter leur transition. Ici, Environnement Canada et le ministère de l'Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs du Québec exigeront à partir de 2025 l'utilisation de frigorigènes ayant un PRP inférieur à 750 dans les refroidisseurs, mais les autres systèmes de climatisation changeront eux aussi nécessairement de frigorigène, puisque les manufacturiers cesseront de produire les unités existantes utilisant le R-410A ou le R-134a afin de répondre aux exigences des marchés les plus contraignants et/ou à fort volume.

La nécessité d'agir rapidement et de s'adapter

Il reste un espoir, puisque le nouveau code B52-2023 est actuellement en révision finale. Selon les informations dont je dispose, le code devrait être ratifié au Canada dans les prochains mois, possiblement en janvier 2024, et devrait définir, entre autres, les règles d'une méthode d'installation sécuritaire pour les systèmes fonctionnant avec des frigorigènes de classe A2L. Au Québec, le B52-2023 deviendra loi six mois après sa publication, probablement quelques mois avant que plusieurs systèmes fonctionnant au R-410A et au R-134a soient contraints de disparaître du marché. Espérons que la version finale du B52-2023 ne nous réservera pas de surprises de dernière minute! Il est bon de savoir que la RBQ a l'intention d'adopter le B52-2023 sans modifications supplémentaires, ce qui permettra son application dès qu'il sera ratifié par le gouvernement canadien.

Compte tenu des longs délais de livraison des refroidisseurs, il faut comprendre qu'il reste très peu de temps aux gestionnaires d'immeubles pour commander des équipements de réfrigération de génération actuelle et éviter ainsi l'achat d'unités de nouvelle génération fonctionnant avec des frigorigènes A2L ou B1, qui exigeront probablement des modifications importantes et coûteuses des locaux mécaniques. Je suggère fortement aux gestionnaires d'immeubles de communiquer rapidement avec leur consultant, leur entrepreneur en mécanique qualifié ou leur fournisseur de refroidisseurs afin de bien planifier cette transition de frigorigène, surtout si leur centrale de refroidissement actuelle est en fin de vie utile.

Mais attendez, ça ne s'arrête pas là! L'amendement de Kigali, auquel, rappelons-le, le Canada a souscrit, impose qu'en 2029, nous devrons réduire nos émissions de gaz à effet de serre d'un autre cran (réduction de 30 %). Il y a fort à parier que la législation entourant l'utilisation des halocarbures sera rapidement revue. Regardez le PRP des nouveaux frigorigènes et vous comprendrez que très peu resteront en usage si les cibles sont à nouveau réduites. C'est pourquoi tous les experts qualifient les frigorigènes de la prochaine génération de « frigorigènes de transition ». Seul le temps nous dira quels frigorigènes pourront être utilisés. Attendez-vous à entendre parler d'un nouveau groupe de frigorigènes : les HFO (hydrofluoroléfines), dont le PRP est proche de 1. Peut-être que le CO₂ (PRP = 1) deviendra le frigorigène de choix, voire le propane / R-290 (PRP = 3), mais pour que cela se produise, la législation devra être proactive et faire une place au propane (frigorigène A3) dans le code du bâtiment et permettre aux gestionnaires d'immeubles de préparer leur local mécanique à cette éventualité.

Le Canada revoit actuellement sa législation, mais le temps presse. Il est essentiel que les gestionnaires d'immeubles et les professionnels de l'industrie se préparent à ces changements majeurs qui auront un impact sur les équipements de climatisation et de réfrigération. La récréation est bel et bien terminée. L'avenir de la climatisation et de la réfrigération est en train d'être redéfini. Il est grand temps de se préparer à cette nouvelle réalité.