Fluides frigorigènes des PAC de serre : R290, CO2, HFO et réglementation

Le fluide frigorigène d'une pompe à chaleur de serre (fluides frigorigènes PAC serre) détermine sa performance à haute température, ses contraintes d'implantation et ses obligations réglementaires. Sur une machine de plusieurs centaines de kilowatts, la charge se compte en dizaines voire en centaines de kilos. Le choix du fluide engage donc l'exploitation pour toute la durée de vie de l'installation.

La fiche CEE ne fixe aucune exigence de fluide : elle impose une puissance et une performance. Le cadre vient du règlement européen (UE) 2024/573 sur les gaz fluorés et de la réglementation des installations classées, consultable sur AIDA, le site de l'Ineris.

Pourquoi le fluide compte autant

Chaque fluide a ses propres propriétés thermodynamiques. Certains excellent pour produire une eau tiède avec un très bon COP. D'autres permettent d'atteindre 70 ou 80 °C sans s'effondrer. Le régime d'eau du réseau de la serre oriente donc le choix.

Le fluide conditionne aussi la sécurité : inflammabilité, toxicité, pression de service. Il fixe enfin l'impact climatique en cas de fuite, mesuré par le potentiel de réchauffement planétaire, ou PRP. Ces trois critères se combinent rarement de façon idéale, d'où des compromis.

Les fluides utilisés en forte puissance

Les PAC de serre, d'au moins 300 kW pour être éligibles à la fiche révisée, utilisent principalement cinq familles de fluides. Le tableau résume leurs caractéristiques.

Propane (R290)

Le propane est un hydrocarbure au PRP presque nul et aux excellentes propriétés thermodynamiques. Il permet de bons COP sur une large plage de températures, y compris pour des eaux assez chaudes. C'est aujourd'hui l'un des fluides les plus utilisés dans les PAC de forte puissance récentes.

Son inflammabilité impose des précautions : implantation extérieure ou local ventilé, limitation de la charge, zonage électrique et détection. Les unités extérieures se placent à distance des bâtiments et des sources d'inflammation. Ces contraintes se traitent dès la conception.

CO2 (R744)

Le CO2 est ininflammable et non toxique aux concentrations usuelles, avec un PRP de 1. Il fonctionne à très haute pression, en cycle transcritique. Il produit très efficacement de l'eau chaude à haute température, à une condition : que l'eau revienne froide.

En serre, le retour du réseau est souvent tiède, ce qui pénalise le CO2. Il convient donc surtout aux réseaux à grand écart de température, ou associé à un stockage bien stratifié. Notre page PAC haute température compare les solutions pour les réseaux chauds.

Ammoniac (R717)

L'ammoniac est un fluide naturel historique de la réfrigération industrielle, au PRP nul et au rendement remarquable. Il équipe des PAC de très forte puissance, souvent au-delà du mégawatt. Sa toxicité impose une salle des machines dédiée, une détection et des procédures strictes.

Pour une serre, il se réserve aux très grands sites, ou aux projets portés par un exploitant habitué aux installations frigorifiques industrielles. Le recours à un frigoriste spécialisé est indispensable.

HFO et mélanges à faible PRP

Les HFO, comme le R1234ze, sont des fluides synthétiques à très faible PRP, faiblement inflammables. Leur mise en œuvre reste proche de celle des fluides classiques, ce qui simplifie l'installation. Leur capacité volumique plus faible demande des compresseurs plus gros à puissance égale.

Des mélanges de HFC et de HFO, au PRP réduit, sont aussi utilisés. Ils restent concernés par la réduction progressive des HFC. Leur disponibilité et leur prix sur la durée de vie de la machine sont à examiner avant achat.

Le règlement F-gaz 2024/573

Le règlement (UE) 2024/573 remplace depuis 2024 le précédent règlement sur les gaz à effet de serre fluorés. Il organise la réduction progressive des quantités de HFC mises sur le marché européen, jusqu'à leur sortie à l'horizon 2050. Il prévoit aussi des interdictions de mise sur le marché par catégorie d'équipement.

Pour une PAC de serre conçue pour durer plus de quinze ans, ce calendrier compte. Un fluide fluoré à PRP élevé risque de devenir rare et cher pour les recharges. Les fluides naturels et les HFO réduisent ce risque réglementaire, au prix d'autres contraintes de sécurité.

Installations classées et sécurité

Au-delà d'une certaine charge, une installation frigorifique relève de la réglementation des installations classées pour la protection de l'environnement, ou ICPE. La sécurité des systèmes est par ailleurs encadrée par une norme européenne dédiée.

Rubrique ICPE 4802

Pour les fluides fluorés, la rubrique 4802 de la nomenclature vise l'emploi de ces gaz dans des équipements frigorifiques ou climatiques, pompes à chaleur comprises. Les installations dont la quantité cumulée de fluide atteint 300 kg relèvent de la déclaration avec contrôle périodique. Les prescriptions applicables figurent dans l'arrêté du 4 août 2014.

Les fluides inflammables comme le propane, ou toxiques comme l'ammoniac, relèvent d'autres rubriques de la nomenclature, selon les quantités présentes. Une exploitation qui cumule plusieurs PAC de forte puissance peut atteindre ces seuils. Le régime exact se détermine dans l'étude préalable, avant le choix du modèle.

Norme EN 378 et fluides inflammables

La norme EN 378 fixe les exigences de sécurité des systèmes de réfrigération et des pompes à chaleur. Elle détermine notamment la charge admissible selon la classe du fluide, l'emplacement et la ventilation du local. Pour un fluide inflammable, elle encadre aussi la détection et les équipements électriques à proximité.

En serre, les unités extérieures facilitent le respect de ces règles. Les machines installées en local technique demandent plus de précautions, surtout avec du propane ou de l'ammoniac. Le guide PAC de forte puissance aborde l'implantation des machines.

Maintenance et obligations de l'exploitant

L'exploitant reste responsable de son installation, même lorsqu'il en confie l'entretien. Plusieurs obligations s'appliquent selon le fluide et la charge.

Un contrat de maintenance avec un frigoriste qualifié couvre la plupart de ces points. Il doit inclure les contrôles d'étanchéité, le suivi des quantités de fluide et la tenue du registre. Une fuite non détectée dégrade aussi le COP, donc la facture d'électricité.

Quatre critères pour trancher en serre

Il n'existe pas de fluide idéal pour toutes les serres. Quatre critères permettent de trancher, dans cet ordre.

• Le régime d'eau. Un réseau basse température favorise le propane ou les HFO. Un réseau chaud avec retour froid peut justifier le CO2.
• La puissance totale. Au-delà du mégawatt, l'ammoniac et les grandes machines au propane deviennent pertinents.
• L'implantation. Des unités extérieures éloignées des bâtiments simplifient l'usage d'un fluide inflammable.
• La pérennité. Un fluide à faible PRP limite le risque de pénurie ou de hausse de prix des recharges.

Le fluide influe aussi sur la classe de performance de la machine, donc sur le forfait de certificats. Une PAC qui atteint un Etas ou un COP plus élevé grâce à son fluide peut basculer dans la classe supérieure de la fiche. Le simulateur de prime CEE montre l'effet de cette classe sur le montant.

Questions fréquentes sur les fluides des PAC de serre

Quel fluide frigorigène choisir pour une PAC de serre ?

Le propane (R290) offre un très bon rendement mais impose des règles d'implantation liées à son inflammabilité. Le CO2 (R744) convient aux eaux très chaudes si le retour du réseau reste froid. Les HFO sont plus simples à mettre en œuvre. Le choix dépend du régime d'eau et du site.

Le règlement F-gaz interdit-il les PAC aux HFC ?

Le règlement (UE) 2024/573 organise une réduction progressive des HFC mis sur le marché, jusqu'à leur sortie à l'horizon 2050, et des interdictions par catégorie d'équipement. Une PAC achetée aujourd'hui doit donc tenir compte de la disponibilité future de son fluide pendant toute sa durée de vie.

Une PAC de serre est-elle une installation classée ?

Elle peut l'être. Pour les fluides fluorés, la rubrique ICPE 4802 vise les équipements frigorifiques et pompes à chaleur dont la charge cumulée atteint 300 kg, sous le régime de la déclaration avec contrôle périodique. Le régime se vérifie dès l'étude, selon le fluide et la charge totale du site.

Le fluide frigorigène influence-t-il la prime CEE ?

Pas directement. La fiche AGRI-TH-108 révisée fixe des exigences de puissance et de performance (Etas ou COP), pas de fluide. Le fluide agit indirectement, par le rendement qu'il permet d'atteindre à la température d'eau recherchée.

Qui peut intervenir sur le circuit frigorifique ?

Pour les fluides fluorés, seule une entreprise titulaire d'une attestation de capacité peut manipuler le fluide. Les fluides naturels comme le propane ou l'ammoniac exigent aussi des compétences spécifiques, en raison de leur inflammabilité ou de leur toxicité.

Choisir le fluide de votre PAC

Le bon fluide dépend du régime d'eau, de l'emplacement des machines, de la charge totale et de la stratégie de maintenance. Ces critères s'examinent ensemble, avec le choix de la machine. Une PAC de serre peut être financée jusqu'à 100 % par les CEE, selon la surface et le coût d'installation, quel que soit son fluide.

Échanger sur le choix du fluide de votre PAC, ou revenir au guide de la pompe à chaleur serre.