La pompe à chaleur de demain fonctionne avec l'air que nous respirons (et rejetons)

« La nouvelle génération de pompes à chaleur fonctionnera au CO₂ », explique Thijs Van den Brande, Environmental Research Specialist chez Daikin. Mais auparavant, il reste encore quelques obstacles à franchir. Nous avons pu visiter le tout nouveau centre de R&D du fabricant de pompes à chaleur, qui travaille d'arrache-pied sur la pompe à chaleur du futur.

Réglementation stricte pour les réfrigérants des pompes à chaleur

Actuellement, la plupart des pompes à chaleur fonctionnent au R410A, au R32 et au R290, des fluides frigorigènes qui transportent la chaleur. Sans fluide frigorigène, une pompe à chaleur ne peut pas fonctionner. Cependant, la réglementation sur les gaz fluorés impose certaines restrictions. Avec cette réglementation, l'UE souhaite réduire les émissions de gaz à effet de serre fluorés afin de lutter contre le réchauffement climatique. C'est pourquoi tous les réfrigérants ne pourront plus être utilisés à l'avenir.

Le propane ne convient pas à toutes les pompes à chaleur

Ainsi, en raison de ses émissions élevées, le réfrigérant R410A ne pourra plus être utilisé dans les nouvelles pompes à chaleur à partir de 2025. À partir de 2027, le R32 ne sera plus autorisé pour les nouvelles pompes à chaleur air-eau. Et le plus récent, le R290 (propane), ne peut être utilisé que pour les pompes à chaleur monobloc. Il s'agit donc de pompes à chaleur dont tous les composants sont intégrés dans une unité extérieure.

Thijs Van den Brande : « L’impact climatique du CO₂ est très faible »

Le CO₂, c'est l'avenir

Mais qu'en est-il des pompes à chaleur split, qui se composent d'une unité extérieure et d'une unité intérieure, et des pompes à chaleur air-air ? C'est pourquoi le secteur continue à rechercher un réfrigérant polyvalent. Tous les regards sont désormais tournés vers le CO₂, en particulier pour les pompes à chaleur air-air de grande taille destinées aux commerces de détail et aux supermarchés. C'est également le cas au centre de R&D du fabricant de pompes à chaleur Daikin à Gand. 

Thijs Van den Brande : « Nous savons que le R744 (CO2) est une solution d'avenir. L'impact climatique du CO₂ est très faible, car son potentiel de réchauffement global (PRG) est de 1. Ce PRG est d'ailleurs utilisé pour comparer tous les autres gaz. Le R32, par exemple, a un PRG de 675. Cela signifie que ce gaz contribue 675 fois plus au réchauffement climatique que le CO₂. C'est pourquoi une bonne installation est essentielle pour éviter les fuites. »

Un réfrigérant sans danger

La classe de sécurité du CO₂ est un autre aspect qui en fait un réfrigérant intéressant pour les pompes à chaleur. Le R32, par exemple, est légèrement inflammable, tandis que le propane est très inflammable. « Cette particularité explique également les nombreuses consignes de sécurité nécessaires lors de l'installation d'une pompe à chaleur au propane. Contrairement au R32 et au propane, le CO₂ n'est pas inflammable et il est donc plus sûr. »

Les pompes à chaleur au CO₂ sont encore trop volumineuses 

Cependant, si l'on considère l'efficacité du CO₂, il reste encore du travail à faire. Le CO₂ fonctionne sous très haute pression et les échangeurs thermiques actuels n’y sont pas encore adaptés. De plus, une pompe à chaleur au CO₂ doit fournir plus d’efforts pour produire la même quantité de chaleur. Si l'on souhaite augmenter cette efficacité, il faut construire des pompes à chaleur plus grandes. C'est pourquoi les premiers modèles actuellement disponibles sont destinés au chauffage et au refroidissement des magasins et des supermarchés.

« Nous étudions donc de nouvelles techniques pour rendre la pompe à chaleur au CO₂ plus compacte. Nous examinons notamment les échangeurs thermiques. Bien sûr, d'autres adaptations sont nécessaires pour maximiser l'efficacité de la pompe à chaleur au CO₂. Des recherches que nous menons ici en Belgique, à l'EDC à Gand », explique Van den Brande.