Le CO2 ou R 744 quand il est utilisé dans les domaines du froid suscite un intérêt croissant. D'où vient-il ? Quelle qualité choisir ? Réponse avec Westfalen, l'un des spécialistes en France.
D'où vient le CO2 et comment est-il contrôlé ?
Le dioxyde de carbone CO2 qu?utilise les frigoristes est issu principalement de deux sources: il est récupéré soit dans des unités de production d'ammoniac, soit sur des unités de production pétrochimiques. Le produit est récupéré, puis filtré plusieurs fois pour être purifié selon les applications (alimentaire ou réfrigération), et enfin liquéfié. Il est ensuite stocké dans des cuves avant d'être transporté par citernes cryogéniques vers des centres de conditionnement, où il sera mis en bouteille.
Sur le site de Torcy de Westfalen (lire encadré), un laboratoire contrôle plusieurs fois le produit : quand il arrive sur le site avant d'être mis en cuve et lorsque les bouteilles sont remplies. « Le CO2 est analysé pour vérifier qu'il ne contient pas d'humidité. Cela peut entraîner des problèmes dans l'installation à cause de la formation d'acide carbonique qui attaque les tuyauteries », précise Marc Peytoureau, chef du site. Par ailleurs, toutes les bouteilles sont étiquetées afin d'assurer une traçabilité optimale. Le produit est ensuite prêt à être livré sur différentes plates-formes. De plus en plus de grosses installations se font livrer soit en vrac (CO2 liquide et gazeux) de 2 à 20 tonnes, soit en cadres de 450 kg. C'est d'ailleurs ce qui est le plus courant dans les grosses installations comme les entrepôts frigorifiques car cela permet de tirer en une fois les 12 bouteilles. À Torcy : 10 000 bouteilles par mois sont remplies tous gaz confondus, dont 4000 à 5000 de fluides frigorigènes et 1000 de CO2. À l'avenir, le chef du site souhaite optimiser la procédure de service pour augmenter la cadence de remplissage. Par ailleurs, un nouveau site du même type va ouvrir cette année en France mais le groupe reste discret pour le moment sur le lieu.
Quel type de CO2 pour la réfrigération ?
« Il faut distinguer deux types de CO2. Celui utilisé en réfrigération est appelé R 744, il est désigné par le numéro 4.5 et il est à 99,995 % de pureté. Pour les autres applications (alimentaire, médical...), il s'agit du CO2 3.0 à 99,9 % de pureté », précise Raymond Brilli, responsable technique fluides frigorigènes chez Westfalen. Les pressions peuvent dépasser 100 bar dans les installations transcritiques, c'est pourquoi les bouteilles utilisées sont plus épaisses que pour les autres fluides frigorigènes. Elles mesurent plusieurs centimètres d'épaisseur. Les matériaux utilisés doivent aussi pouvoir résister à cette contrainte. « Lors de la phase de remplissage, après un tirage au vide important, l'installation devra être remplie en phase gazeuse entre 5 et 7 bar afin d'éviter la formation de bouchon de neige carbonique avant de finir le remplissage de l'installation en phase liquide », explique Raymond Brilli.
En conformité avec la DESP des soupapes de décharge doivent être installées sur le circuit. Les soupapes de sécurité installées sur les parties liquides devront être reliées au réservoir CO2, les soupapes de sécurité sur la ligne gazeuse pourront être en évacuation à l'air libre.
Dans les installations subcritiques (cascade NH3/CO2, par exemple), à l'arrêt des installations, un groupe de maintien en froid peut fonctionner en direct ou avec un échangeur intermédiaire alimenté par un groupe électrogène ou par une alimentation sécurisée afin d'éviter des pertes importantes de CO2. S'il y a un arrêt technique de l'usine à cause d'une coupure de courant, il peut y avoir une mise à l'air du CO2 qui peut nécessiter un remplissage ensuite. En revanche, il n'y a pas de souci en cas de fuites car le CO2 ne pollue pas.
Quelles spécificités pour la mise en oeuvre ?
Au niveau de la mise en oeuvre des installations, c'est la méthode de travail et les manipulations qui changent des HFC. Avant le remplissage, l'installation doit être tirée au vide le plus parfaitement possible pour qu'il n'y ait pas d'humidité. « Le matériel utilisé est également spécifique. Par exemple, les tubes sont en Inox, les flexibles disposent d'un anti-fouet, les manomètres et le compresseur doivent supporter des pressions élevées. Tout le matériel nécessaire à la mise en oeuvre de ce fluide est également proposé dans notre gamme », précise Jean-Christophe Boisson, directeur commercial France chez Westfalen France. Les tuyauteries sont aussi dimensionnées différemment. Pour une perte de charge équivalente, en comparaison avec le R 134a, le diamètre de la sortie liquide est largement inférieur, le diamètre côté aspiration est trois fois moins gros, celui du retour au séparateur, trois fois moins important et 3 mètres de hauteur sont préconisés pour alimenter les pompes de CO2.
Quel est son coût et les précautions d'utilisation ?
Si le coût de l'installation est 20 à 30 % plus cher que pour des HFC, le CO2 est 6 à 8 fois moins cher que les autres fluides frigorigènes et il est pérenne dans le temps. La quantité utilisée par rapport aux autres fluides à puissance égale est réduite de 50 %. La maintenance ne coûte pas plus cher et les compresseurs utilisés sont plus solides.
Concernant les dangers du CO2 en cas de fuite, les techniciens et les personnels sur les sites avec ce type d'installation doivent être formés. Des détecteurs d'ambiance autonome doivent être installés pour mesurer le manque d'oxygène.
Comment bien appréhender le CO2 ?
Le CO2 ou R 744 intéresse les GMS qui l'intègrent de plus en plus dans leur cahier des charges. Cette demande s'accentuant, il est nécessaire d'informer et de mettre en place des formations pour les installateurs. Westfalen a déjà organisé une réunion technique sur les domaines d'application et la mise en oeuvre du CO2 chez son partenaire Disco France, à Saint-Laurent-de-Mure, près de Lyon. Une soixantaine de personnes, dont une majorité d'installateurs y ont participé. La réunion était animée par Henri Lezin, consultant en froid industriel, commercial et climatisation. Au programme notamment : les HFC et la problématique de l'environnement, conditionnement et principaux fournisseurs, compatibilité avec les matériaux et inconvénients du CO2, la charge en CO2, l'analyse des fuites, température... L'opération sera renouvelée prochainement dans plusieurs grandes villes.
