Gaz de climatisation : quel gaz et quel prix pour une recharge ?

publié le 30/07/2021 | mis à jour le 31/08/2023 | par Julien Reynaud

Le gaz de climatisation : qu’est-ce que c’est ?

Le gaz de climatisation est un composant indispensable à la production de froid. Ce terme générique désigne l’ensemble des fluides frigorigènes ou réfrigérants utilisés pour leurs propriétés physiques indispensables au fonctionnement d’un cycle frigorifique.

CFC, NCFC, HFC, HFO : ils existent de nombreuses catégories (ou familles) de fluides frigorigènes utilisés comme gaz de climatisation. Utilisés purs ou mélangés à d’autres molécules, ces gaz réfrigérants possèdent des propriétés de transfert d’énergie différentes, soit :

• d’absorption de la chaleur ambiante (calories) dans les systèmes de production de froid ;
• de restitution de la chaleur pour les systèmes de production de chaud.

Dans un cycle de production frigorifique, le fluide frigorigène occupe un circuit fermé à l’intérieur de l’appareil de climatisation. Dans un premier temps, il est condensé pour absorber les calories de l’air ambiant qui sont ensuite expulsées à l’extérieur du logement. La pression du fluide est ensuite abaissée grâce à un détendeur, ce qui a pour conséquence de le faire redescendre en température. Il peut ensuite rafraîchir l’air ambiant.

Tout au long de ce processus, le fluide frigorigène passe de l’état gazeux à l’état liquide puis retourne à l’été gazeux et ainsi de suite.

Les fluides frigorigènes sont utilisés dans de très nombreux secteurs d’activité. Chez les particuliers, ils sont indispensables au fonctionnement de tous les appareils permettant de produire du froid, à savoir :

• réfrigérateur ;
• congélateur ;
• climatiseur monobloc ;
• climatiseur split ;
• climatiseur réversible ;
• pompes chaleur ;
• climatiseur de voiture.

Le gaz de climatisation ou fluide frigorigène : comment ça marche ?

Le cycle frigorifique fonctionne sur le principe illustré sur le schéma suivant :

1. Le gaz de climatisation est aspiré à basse pression et basse température par un compresseur.
2. Le compresseur crée une élévation de la pression et de la température du fluide via une énergie mécanique. Cette différence de pression va permettre la circulation du gaz réfrigérant dans le circuit frigorifique.
3. Le gaz de climatisation à haute température arrive au condensateur, où il va de changer d’état (gaz vers liquide) via une phase de condensation.
4. Le fluide est abaissé en température, puis en pression lors de son passage par un détendeur.
5. Le fluide frigorigène en basse pression va passer par un évaporateur et monter en ébullition via l’absorption de la chaleur d’un fluide extérieur (air, eau, etc.). Le fluide passe de l’état liquide au gazeux.
6. À la sortie de l’évaporateur, le gaz de climatisation (à l’état gazeux) recommence le cycle frigorifique en entrant dans le compresseur.

Pendant toutes ces étapes, la gaz de climatisation évolue dans un circuit fermé. À aucun moment il n’est mis en contact direct avec l’air ambiant. Si tel était le cas, il s’évaporerait immédiatement.

Quelles sont les différentes familles de gaz de climatisation ?

Il existe différentes familles de fluides frigorigènes dont l’utilisation a jalonné le marché de la climatisation et de la réfrigération durant tout le 20^ème siècle.

Les hydrocarbures

Les hydrocarbures (gaz propane, gaz butane, gaz isobutane, etc. ) sont reconnus pour leur fort pouvoir énergétique et calorifique. En revanche, en raison de leur haute inflammabilité, ils ne sont pas employés à grande échelle dans les secteurs de la réfrigération ou de la climatisation. On peut toutefois les retrouver dans certaines installations frigorifiques dans l’industrie ou dans de petits réfrigérateurs à usage domestique.

Récemment, ces gaz de climatisation dits « naturels », auquel on peut aussi ajouter le CO2, bénéficient néanmoins d’un regain d’intérêt. Leur empreinte carbone est en effet bien plus faible que celle des gaz de climatisation encore majoritairement utilisés aujourd’hui (comme le R32) et plus faible aussi que les gaz de climatisation de dernière génération de type HFO.

Les hydrocarbures halogénés ou halocarbures

Très rares dans la nature, ces composés organiques qui comportent du fluor, du chlore, du brome ou de l’iode sont essentiellement synthétiques. Ils se séparent en 3 grandes familles, à savoir :

• les CFC ;
• les HCFC ;
• les HFC.

Les CFC ou chlorofluorocarbures

Principalement constitués d’atomes de chlore et de fluor, ces composés organiques ont été mis au point au début du 20^ème siècle. Dotés de nombreuses qualités (inertie, non inflammables, non toxiques), les CFC furent les gaz de climatisation les plus utilisés par le secteur industriel (industrie du froid, mousses isolantes, propulseurs, nettoyants industriels, etc.) pendant des décennies.

Le Protocole de Montréal de 1987 vint toutefois acter la fin de leur utilisation à grande échelle. En cause principalement, leur impact très important sur la dégradation de la couche d’ozone.

Les HCFC ou hydrochlorofluorocarbures

Principalement composés d’atomes de chlore, de carbone, de fluor et d’hydrogène, les HCFC sont considérés comme la deuxième génération des gaz de climatisation. Ils ont pris la suite des CFC et ont été utilisés depuis le début des années 90 en tant que gaz réfrigérant dans les systèmes de refroidissement, mais également pour leur propriété d’agent propulseur dans les aérosols.

Les HCFC sont toutefois considérés comme de puissants gaz à effet de serre. Le Protocole de Copenhague de 1996 a ainsi décidé de les déprogrammer peu à peu et d’interdire totalement leur utilisation d’ici 2030.

HFC ou hydrofluorocarbures

Encore très majoritairement utilisés aujourd’hui, les HFC sont des hydrocarbures hydrogénés composés d’atomes d’hydrogène, de carbone et de fluor. Prenant la suite des CFC et des HCFC, ils sont considérés comme la troisième génération de gaz de climatisation. Moins nocifs pour l’environnement que les CFC et les HCFC, les HFC possèdent également un meilleur rendement énergétique. En revanche, leur trop important effet de serre les condamne à disparaître à leur tour.

Les hydrofluoroléfines

Les hydrofluoroléfines, ou HFO, sont considérés comme la quatrième génération des gaz de climatisation. Ces gaz frigorigènes sont des fluides de synthèse affichant un potentiel effet de serre bien inférieur à celui des hydrocarbures halogénés de type HFC pour des performances équivalentes. En revanche, en raison de leur inflammabilité, les HFO sont à manipuler avec précaution, notamment en raison des risques d’émission d’acide fluorhydrique en cas d’incendie.

Quels sont les gaz de climatisation les plus fréquemment utilisés ?

Depuis l’interdiction des CFC en 1990, puis des HCFC (comme le R22) en 2015, les gaz de climatisation les plus couramment utilisés en France sont de la famille des HFC, comme le R134a, le R410A ou le R407C. Peu nocifs pour la couche d’ozone et chimiquement stables, ces gaz ont toutefois un puissant effet de serre et commencent progressivement à être interdits à leur tour.

Dans certains cas, ils sont remplacés par le R32 notamment, un autre gaz de la famille des HFC qui affiche une empreinte environnementale moindre. Toutefois, à partir de 2030, l’ensemble des gaz HFC seront retirés du marché. Ils seront a priori substitués par des gaz fluorés de 4ème génération, comme ceux appartenant à la famille des HFO, ou par des gaz dit « naturels ».

Le marché de la climatisation et de la réfrigération évolue au gré des réglementations techniques, mais également des réglementations environnementales. La restriction ou l’interdiction d’un fluide réfrigérant peut autant obéir à des questions de sécurité (inflammabilité, toxicité) que pour lutter contre le réchauffement climatique. Néanmoins, la question environnementale est désormais centrale dans la majorité des décisions prise dans le sens d’une suppression des gaz de climatisation affichant un puissant effet de serre.

En Europe, la réglementation F-Gaz (Règlement Européen n°517/2014) entrée en vigueur le 1er janvier 2015 a pour objectif de réduire l’impact des gaz à effet de serre et de fait, vise à une déprogrammation progressive des gaz de climatisation HFC dont le potentiel de réchauffement global (PRG) est supérieur à certains quotas (2 500, 1 500 et 150).

Retrouvez ci-dessous les principaux gaz de climatisation actuellement utilisés en France et dont l’interdiction est déjà partielle ou programmée :

Pendant des décennies, le R410A fut l’un des fluides réfrigérants les plus couramment utilisés en France. Depuis 2015 et les premières restrictions le concernant, les professionnels de la climatisation emploient de plus en plus le R32 en remplacement du R410A, conformément à la réglementation F-Gaz. Doté d’un impact environnemental moindre (PRP de 675 contre 2 088 pour le R410A), le gaz de climatisation R32 est très utilisé pour les climatiseurs domestiques mono et multisplit. Toutefois, la réglementation F-Gaz vise sa déprogrammation pour 2030. Après cette date, Seuls les gaz de climatisation avec un PRG inférieur à 150 seront conservés.

Quels sont les alternatives aux gaz de climatisation les plus couramment utilisés aujourd’hui ?

Bientôt interdits, les gaz de climatisation de type HFC laissent peu à peu la place à de nouveaux fluides réfrigérants de la famille des HFO affichant un PRG bien inférieur, comme :

• le HFO1234ze avec un PRG de 6 ;
• le HFO1234zd avec un PRG de 7.

On peut également avoir recours à des alternatives plus « naturelles » en utilisant notamment des gaz déjà présents dans l’atmosphère ou des hydrocarbures, à savoir :

• le R290, essentiellement composé de propane, avec un PRG de 3 ;
• le CO2 avec un PRG de 1 ;
• le R717, essentiellement composé d’ammoniac, avec un PRG de 0.

L’utilisation de ces gaz était peu à peu tombée en désuétude avec le développement des fluides réfrigérants synthétiques plus efficaces, moins coûteux et moins dangereux. Néanmoins, le faible potentiel réchauffant de ces gaz dits « naturels » leur a permis de retrouver une nouvelle jeunesse. Pour le moment, ils ne sont pas encore utilisés pour les climatiseurs domestiques : le propane à cause de son inflammabilité, le CO2 à cause de son instabilité et l’ammoniac à cause de sa toxicité. Ils trouvent cependant de nombreuses applications industrielles.

Aujourd’hui, les gaz de type HFO tiennent la corde pour remplacer les gaz HFC. Ils affichent des performances comparables à ces derniers tout en ayant un PRG très satisfaisant. Néanmoins, les fluides naturels, comme le propane, le CO2 et l’ammoniac dont l’impact sur le climat est plus faible encore, devraient également être davantage utilisés à l’avenir pour certaines applications.

• Le propane notamment, pourraient être utilisé en faible quantité (et donc en réduisant les risques liés à son inflammabilité) dans de petits climatiseurs.

• Le CO2, qui présente le handicap de devenir trop instable à des températures tempérées, est quant à lui déjà utilisé pour la réfrigération commerciale dans les pays nordiques par exemple. Son recours pourraient se développer ailleurs, y compris pour des applications domestiques.

• Enfin, des systèmes hybrides utilisant des mélanges de gaz HFO et de CO2 sont également à l’étude pour réduire encore l’empreinte carbone des appareils réfrigérants.

Une autre raison qui plaide pour le recours plus important au CO2 et au propane est leur absence de toxicité, ce qui n’est pas le cas des gaz HFO. La dangerosité de ces derniers pour la santé de l’homme est en effet de plus en plus dénoncée par de nombreuses études scientifiques. Une fois relâchés dans l’atmosphère, les HFO se décomposent en effet en acides perfluorocarboxyliques (PFCAS) qui ne se dégradent pas ou mal dans l’environnement. Or, ces derniers pourraient jouer un rôle néfaste dans l’apparition de certains cancers et dans la baisse de la fertilité.

Quand et comment recharger le gaz de climatisation des ses différents appareils ?

L’installation et le remplacement du gaz de climatisation d’un appareil frigorifique ou d’un climatiseur sont des démarches réglementées. En raison de leur toxicité et de leur impact sur le réchauffement climatique, les fluides frigorigènes doivent être collectés et suivre une filière de traitement spécifique pour ne pas se retrouver libérés dans l’atmosphère.

Il est conseillé de vérifier et de mettre à niveau régulièrement les gaz réfrigérants des appareils suivants :

• réfrigérateurs et congélateurs : ils sont censés fonctionner plusieurs années sans recharge mais une fuite accidentelle du gaz réfrigérant peut réduire leur performance ;
• climatiseur et pompe à chaleur : contrôle lors de la visite d’entretien ;
• climatiseur de voiture : contrôle lors de l’entretien de la voiture.

Comment savoir si le gaz de climatisation est à changer ?

Le gaz de climatisation est un élément indispensable au bon fonctionnement d’un système de climatisation ou de réfrigération. En cas de perte de puissance ou de dysfonctionnement, une climatisation peut souffler moins d’air froid ou au contraire, dans le cas d’une climatisation réversible, moins d’air chaud. Un perte de puissance ou d’efficacité est d’ailleurs le premier signe qui doit vous alerter quant à l’opportunité de remplacer le fluide frigorigène de votre climatiseur.

Avec le temps, le fluide réfrigérant a naturellement tendance à s’évaporer. En effet, et ce quelle que soit l’installation concernée (climatiseur, PAC, climatiseur de voiture, réfrigérateur, etc.), l’étanchéité du circuit qui contient le fluide frigorigène n’est jamais garantie à 100 %. Cette évaporation « naturelle » du gaz de climatisation peut être accélérée par une fuite qui peut faire baisser rapidement le niveau du fluide frigorigène et impacter le rendement de l’appareil.

Même sans signe avant coureur, il est recommandé de procéder régulièrement à la recharge du fluide frigorigène afin que votre appareil conserve un rendement optimal, à savoir :

• tous les 10 à 15 ans pour une recharge de gaz de climatisation maison ;
• tous les 3 à 5 ans pour une recharge de gaz de climatisation automobile.

Attention, si votre appareil présente une perte de rendement, il est impératif de le faire contrôler par un professionnel afin d’exclure toute panne avant de remplacer le liquide frigorifique.

Réglementation d’installation de la recharge de gaz de climatisation

Tout fluide frigorigène est à manipuler avec précaution. Si le R410A est un gaz frigorigène classé ininflammable, le R32, devenu le gaz de climatisation de référence, est quant à lui classé A2L. Cette classification signifie que ce gaz présente une faible toxicité (A) et légère inflammabilité (2L), ce qui impose le respect d’une réglementation stricte sur l’installation et le remplacement du gaz de climatisation dans les différents équipements produisant du froid.

Cette réglementation est précisée par la norme NF EN 378 qui détermine les niveaux de charge maximale de gaz réfrigérant autorisé dans un logement en fonction de la configuration des pièces et de l’inflammabilité du gaz de climatisation en question. Ainsi, même s’il n’est que « légèrement inflammable », le R32, par exemple, peut participer au développement d’un incendie. Il ne doit être donc réservé qu’aux appareils installés dans une pièce d’au moins 10 m2.

Recharger le gaz de climatisation soi-même, ou faire appel à un professionnel ?

Tout équipement de refroidissement équipé d’une charge maximale de gaz de climatisation inférieure ou égale à 2 kg, peut être manipulé par des particuliers aguerris au bricolage. Toutefois, au vu de la dangerosité du produit, il est recommandé de faire appel à un professionnel certifié. La réglementation sur la manipulation des gaz de climatisation (décret n°2007-737 du 7 mai 2007), impose d’ailleurs de faire appel à un professionnel frigoriste ou garagiste agréé doté de l’attestation d’aptitude et de l’attestation de capacité à la manipulation des fluides frigorigènes.

Ce professionnel qualifié peut ainsi intervenir dans votre logement et mettre en place une recharge de gaz de climatisation en respectant les normes en vigueur. En règle générale, l’entreprise en charge de la maintenance de votre appareil propose cette prestation dans le contrat d’entretien de votre climatiseur ou de votre pompe à chaleur.

À défaut, vous pouvez vous tourner vers un professionnel certifié RGE (Reconnu garant de l’environnement) qui sera garant du respect des dernières réglementations en vigueur et de la performance énergétique de votre équipement. Pour trouver un professionnel RGE situé près de chez vous, utiliser de préférence l’annuaire FAIRE mis en place par les pouvoirs publics.

Quel est le prix d’une recharge de gaz de climatisation ?

Le coût moyen pour recharger le gaz de climatisation d’un appareil de réfrigération ou de climatisation par un professionnel qualifié varie en fonction de différents paramètres :

• le type de fluide frigorigène en question et sa quantité. À titre d’exemple, le prix d’une unité d’un kilo de fluide varie entre 60 € et 80 €. Sachant qu’une recharge de climatisation maison est d’environ 3 kg, le coût global de la recharge varie entre 180 € et 240 €.

• le coût de l’intervention du professionnel. Sachant que la durée de l’intervention varie entre 2 et 4 h en fonction de la nature des travaux (recherche de pannes éventuelles, remplacement de pièces, mise en place de la recharge de gaz de climatisation, etc.) et que le tarif horaire moyen d’un professionnel se situe entre 40 € et 55 € (selon la zone géographique), le prix d’intervention moyen d’un frigoriste peut être de 80 € et monter jusqu’à 220 €.

En fonction de ces différents éléments, on peut estimer le prix global d’une recharge de clim maison ou d’une pompe à chaleur entre 300 € à 500 €, fourniture du gaz ( type R410a) et main d’œuvre comprises.

Quant au coût d’une recharge de climatisation pour voiture, celui-ci varie en fonction du type de gaz de climatisation, du garagiste et du modèle de voiture. Il faut compter sur un prix moyen de 60 €, main-d’œuvre comprise.

Comment bien entretenir son appareil de climatisation ?

Le meilleur moyen de ne pas à avoir à remplacer le gaz de climatisation de ses appareils est de veiller à leur bon entretien. La première chose à faire est de dépoussiérer régulièrement les filtres à air, voire à les rincer quand c’est possible. Vous pouvez également remplacer une fois par an le charbon actif et bien nettoyer les sorties d’air.

En plus de cet entretien préventif que vous pouvez réaliser par vos propres moyens, les appareils utilisant plus de 2 kg de fluide frigorigène doivent être contrôlés par un professionnel :

• tous les ans pour les pompes à chaleur et les appareils de climatisation ;
• tous les deux ans pour les climatiseurs réversibles.

Le prix annuel d’un contrat d’entretien pour un climatiseur ou une pompe à chaleur oscille entre 100 et 300 euros TTC. Si une fuite de gaz ou une évaporation naturelle importante est constatée lors de la visite du technicien, le prix de la recharge vous sera facturé en sus (se référer à la partie précédente).