Pendant des années, les réfrigérants synthétiques ont été un pilier de l'industrie de la réfrigération commerciale. Dans cet article, nous discuterons de ce que sont les réfrigérants artificiels, pourquoi ils ont été si populaires pour les applications de réfrigération commerciale et quels sont les avantages et les inconvénients de leur utilisation. Ce faisant, nous verrons également comment les réfrigérants naturels ont connu une résurgence de l'utilisation dans les applications de réfrigération modernes et pourquoi de nombreux fabricants se tournent vers les réfrigérants naturels plutôt que les réfrigérants artificiels pour leurs nouvelles gammes de produits.
Les réfrigérants synthétiques les plus populaires utilisés dans le monde moderne sont les chlorofluorocarbures (CFC), les hydrofluorocarbures (HFC) et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC). Lorsque les réfrigérants synthétiques ont commencé à être utilisés, ils fonctionnaient plus efficacement que les autres réfrigérants naturels en raison des limitations technologiques de l'époque. Un autre avantage des réfrigérants synthétiques par rapport à leurs homologues naturels était la stabilité inhérente. Les réfrigérants synthétiques sont ininflammables, ce qui les rend plus sûrs dans les systèmes existants où le feu était un problème.
Malheureusement, les réfrigérants synthétiques présentaient quelques inconvénients importants qui sont toujours traités dans le monde entier. L'utilisation des CFC et des HCFC est fortement réglementée depuis l'introduction du Protocole de Montréal. Le Protocole de Montréal visait à freiner les dommages croissants à la couche d'ozone documentés à la fin des années 1970 et 1980. Adopté en 1989, le Protocole de Montréal ciblait spécifiquement les réfrigérants à fort potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone (ODP), qui comprenaient à la fois les CFC et les HCFC. Comme alternative, les fabricants de réfrigération commerciale se sont tournés vers les HFC, qui n'ont aucun impact sur la couche d'ozone, tout en maintenant les niveaux d'inflammabilité intrinsèquement faibles des réfrigérants synthétiques. Les HFC sont toujours utilisés jusqu'à ce jour, bien que leur utilisation soit en train d'être progressivement supprimée car ils ont un potentiel de réchauffement global (GWP) élevé et il a été démontré qu'ils contribuent au réchauffement climatique.
L'élimination progressive des HFC au cours des deux prochaines décennies a poussé les fabricants de réfrigération commerciale à rechercher de nouveaux réfrigérants qui ont un faible ODP, un faible GWP, tout en permettant une efficacité accrue au sein de leurs unités. Une alternative synthétique aux HFC qui est explorée est celle des hydrofluorooléfines (HFO). Contrairement aux autres réfrigérants synthétiques populaires, les HFO ont un GWP et un ODP très faibles, ce qui réduit considérablement leur contribution au réchauffement climatique et à l'appauvrissement de la couche d'ozone. Cependant, l'utilisation des HFO dans l'industrie de la réfrigération commerciale est controversée. Les partisans des HFO affirment qu'ils représentent un réfrigérant synthétique plus sûr que certaines alternatives naturelles, en raison de leur nature ininflammable, tout en étant également plus respectueux de l'environnement que d'autres alternatives synthétiques. Ceux qui s'opposent aux HFO soutiennent qu'ils produisent un sous-produit toxique dans l'atmosphère appelé acide trifluoroacétique (TFA), qui peut avoir un impact néfaste en particulier sur les bassins versants et les milieux aquatiques. De plus, la production de HFO nécessite la synthèse de HCFC, donc pour que les HFO soient produits à grande échelle, il faudrait que les fabricants produisent également en continu des HCFC. Étant donné que les TFA apparaissent dans l'environnement à partir de sources naturelles et artificielles, la préoccupation est que l'utilisation généralisée des HFO pourrait entraîner des concentrations dangereusement élevées au fil du temps.
L'impact négatif des fluides frigorigènes de synthèse, conjugué aux évolutions réglementaires qui limitent de plus en plus leur utilisation, a permis aux industriels du froid commercial de rechercher des substances naturelles alternatives. Les réfrigérants naturels les plus courants sont les hydrocarbures (HC), l'isobutane, le propane, l'ammoniac et le C02. Bien que certains de ces réfrigérants aient été utilisés dès la fin du 19th et au début 20th siècle, leur utilisation est devenue éclipsée avec la popularité croissante des réfrigérants synthétiques. Au début de leur utilisation, les réfrigérants naturels étaient trop instables pour voir une application généralisée, car leur nature inflammable et les contraintes technologiques de conception et de fabrication entraînaient des applications parfois dangereuses. Cependant, les fabricants de réfrigération commerciale reviennent à ces substances comme solution au changement climatique et à la demande d'unités de réfrigération de plus en plus efficaces. La conception moderne des réfrigérateurs commerciaux a permis aux fabricants d'utiliser des réfrigérants naturels tels que les HC dans des systèmes fermés qui sont tout aussi sûrs que les systèmes utilisant des réfrigérants synthétiques. Les unités de réfrigération commerciales qui utilisent des réfrigérants naturels sont capables de fonctionner plus efficacement, ce qui réduit les coûts énergétiques pour l'utilisateur final et réduit la charge de travail sur l'unité elle-même. Les réfrigérants naturels tels que les HC sont également beaucoup plus respectueux de l'environnement que les alternatives synthétiques, ce qui a permis aux fabricants de réfrigération commerciale de concevoir des refroidisseurs qui sont à l'épreuve du temps contre d'autres changements réglementaires.
