Les systèmes de climatisation des véhicules automobiles font l’objet d’un débat houleux ces dernières années: le débat, surnommé la «guerre fraîche» du développement durable, est axé sur les frigorigènes de nouvelle génération.
L’alliance CO2 Solutions et ses partisans, ainsi qu’une partie de la communauté scientifique, des ONG et des leaders mondiaux, préconisent de remplacer les composés chimiques qui contribuent au réchauffement planétaire (tel que le R134a) par du dioxyde de carbone, un réfrigérant naturel (CO2, R744/R-744).
Selon eux, ce changement pourrait permettre de réduire de 10 % les émissions polluantes des véhicules, et ainsi réduire de 1 % les émissions de gaz à effet de serre dans le monde. Si les technologies CO2 Solutions sont appliquées dans d’autres secteurs, tels que la climatisation commerciale et industrielle ou les pompes à chaleur pour le chauffage de l’eau, elles pourraient même permettre de réduire de 3 % les gaz à effet de serre dans le monde.
Cependant, la juxtaposition de l’opposition est également intéressante: les réfrigérants tels que l’isobutane (issu de la technologie «Greenfreeze» développée par Greenpeace, à base de mélanges purifiés de butane/propane) sont entièrement «naturels». Leur efficacité accrue, par rapport aux réfrigérants tels que le R134a, permet de réduire le volume des fluides frigorigènes nécessaires.
L’utilisation de frigorigènes à base d’hydrocarbures purs (qui sont rétro-compatibles avec les anciens systèmes de climatisation au Fréon – R-12) permettrait en outre une conversion facile des systèmes, augmentant ainsi leur efficacité et empêchant toute libération ultérieure de particules R-134a et R-12 dans l’atmosphère.
Contrairement aux climatiseurs à base d’isobutane ou d’hydrocarbures, les climatisations qui fonctionnent au R744 nécessitent une refonte complète du système pour faire face aux pressions supérieures à 100 bars. Les composants existants du système, tels que les joints, les flexibles, les vannes et même les compresseurs, ne sont pas étudiés pour fonctionner dans ces conditions. Et pour aggraver les choses, l’UE a signé un décret en janvier 2017 pour mettre fin à l’usage du R134a.
Heureusement, il existe une autre alternative: DuPont et Honeywell ont développé l’hydrofluoro-oléfine HFO-1234yf (ou R-1234yf) en réponse à la directive de 2006 de l’UE exigeant que tous les nouveaux véhicules vendus dans l’UE soient équipés de réfrigérants à faible potentiel de réchauffement global (PRG). Le R-1234yf répond parfaitement à la limite PRG de 150 fixée par le directive Européenne, et il se décompose dans l’atmosphère en environ onze jours. Enfin, le calcul de l’indice de performance climatique sur le cycle de vie (LCCP), un modèle certifié par l’Agence américaine de protection de l’environnement, confirme qu’il s’agit de «l’un des réfrigérants les plus durables pour une utilisation globale».
Cependant, l’inflammabilité du R-1234yf suscite des préoccupations croissantes, incitant même Mercedes-Benz à installer un «système de refroidissement» dédié afin de dissiper les points chauds du moteur en cas d’accident susceptible d’entraîner la purge du système de climatisation.
À l’exception des classes E et S, tous les nouveaux véhicules Mercedes-Benz ont été convertis au réfrigérant R-1234yz à partir de janvier 2017: les classes E et S ont été les premiers véhicules de série équipés de systèmes de climatisation au CO2.
En raison des coûts et des temps de développement nécessaires pour repenser tous les systèmes et les tester efficacement, les climatiseurs chargés de CO2 ont été intégrés en priorité dans les modèles haut de gamme.
Les pressions extrêmement élevées et l’optimisation des composants ont nécessité une adaptation poussée du système. Le condenseur, l’évaporateur, les durites, les flexibles et les joints d’étanchéité ont été repensés pour résister à des pressions de fonctionnement nettement plus élevées.
Au cours du développement de ces systèmes, des capteurs de pression ultra précis étaient nécessaires pour garantir l’intégrité du système : une chute de pression peut indiquer une défaillance précoce d’un composant nécessitant de repenser la conception. Il était également important de mesurer avec précision les chutes de pression au niveau de l’évaporateur, afin de vérifier les paramètres de conception et l’efficacité du composant.
Étant donné que la plupart des éléments du système ont été « rétrécis », l’intégration d’un capteur de pression n’était pas chose facile. Néanmoins, le problème a été rapidement résolu en utilisant des capteurs de pression piézorésistifs de haute qualité, et le projet a pu être achevé à temps pour le lancement de janvier 2017.
