Climatisation

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La climatisation, au sens le plus général, consiste en la maîtrise de façon volontaire, des caractéristiques physico-chimiques de l'atmosphère qui règnent dans un local, afin de rendre celle-ci plus agréable aux occupants ou plus adaptée aux travaux qui y sont effectués.

Ainsi la climatisation peut consister à réchauffer ou à refroidir l'air, à en gérer le taux d'hygrométrie, à le dépoussiérer…

On réserve très souvent le terme de climatisation au refroidissement des locaux, ce qui nécessite des techniques moins élémentaires que le chauffage. Ces deux actions directes sur la température de l'air ont d'ailleurs toujours un impact sur son hygrométrie relative.

La climatisation a été inventée par Willis H. Carrier en 1911.

[modifier] Génération de froid

Le froid artificiel est une façon d'abaisser la température d'un local, qu'il s'agisse d'un réfrigérateur ménager, d'un congélateur industriel, de la climatisation d'une maison, d'un immeuble ou d'une voiture, le système reste sensiblement le même. Seule la taille de l'installation et les températures de fonctionnement sont différentes aussi bien dans les locaux, que dans les circuits frigorifiques.

L'engouement récent pour les climatiseurs n'est pas seulement un accroissement des préoccupations en matière de confort, il est aussi indicateur d'une architecture tendant à négliger, en partie, les phénomènes climatiques, pour se concentrer sur d'autres domaines <ref>La canicule de 2003 et la hausse des températures probablement dues au phénomène du Réchauffement climatique ont également favorisé une large augmentation des ventes de climatiseurs individuels.</ref>. Ceci ayant pour conséquence la production de logements et bureaux nécessitant une correction artificielle de la température, fait qu'un bâtiment idéalement bien conçu n'en réclamerait pas <ref>Les bâtiments construits dans l'esprit de la démarche HQE, par exemple, ne nécessitent pas de tels équipements.</ref>. Un cas emblématique est la prolifération des façades en verre de certains immeubles, qui bien qu'agréables d'un point de vue esthétique, se sont révélées à l'usage assez peu agréables à vivre et, nécessitent des corrections importantes de température car ce sont de véritables pièges à chaleur l'été, comme les serres et, de vrais "frigo" l'hiver. La production du froid de climatisation présente certains problèmes sanitaires et environnementaux :

Sanitaire : en cas de défaut de maintenance : développement de germes pathogènes (exemple de la légionellose mais aussi problèmes respiratoires comme des angines).
Environnementaux : la climatisation est très gourmande en énergie et participe donc activement au réchauffement de la planète. Exemple : la climatisation d'une automobile entraîne ainsi une surconsommation du véhicule d'environ 1 litre à l'heure soit une augmentation de 15 à 35%).

Il faut tout de même relativiser ces méfaits surtout mis en avant par les adversaires de la "clim". Il n'y a pas davantage de malades à Washington DC où la climatisation des immeubles est plus généralisée qu'à Paris ou à Bruxelles où seuls sont climatisés les hôtels à partir d'une certaine catégorie de confort, voire de luxe. La centrale de production d'eau glacée et d'eau chaude Enertherm de la Défense est la plus importante d'Europe. Aucun cas de maladie liée (légionellose, etc.) n'a été observée depuis son implantation.

[modifier] Fonctionnement

Image:Heatpump.svg

[modifier] Théorie

Le « froid » est une sensation. La chaleur n'est qu'une certaine quantité de calories dans l'air. Ainsi quand nous ressentons le « froid », nous ressentons en fait les effets d'un déficit en calorie. Climatiser, c'est donc transférer des calories d'un endroit à un autre, à l'aide d'une pompe à chaleur.

[modifier] Principe

On utilise un système thermodynamique à changement de phase. On prend un fluide dont on va modifier sa température et sa pression, le faire passer par différents états (liquide et gazeux), tout cela au cours d'un cycle qui se renouvelle.

[modifier] Pratique

Le cycle frigorifique s'effectue en plusieurs étapes :

Le fluide est à l'état gazeux, il va être comprimé grâce à un compresseur (4 du schéma). Sa température ainsi que sa pression vont alors augmenter, à partir de là on est dans la partie du circuit dit HP (ou haute pression).
Le fluide toujours à l'état gazeux est en haute pression, et passe par un condenseur (1 du schéma), qui va le faire passer de l'état gazeux à l'état liquide. La température va s'abaisser légèrement.
Le fluide est à l'état liquide et en haute pression, arrive au détendeur (2 du schéma), qui va abaisser sa pression et ainsi que sa température. On arrive ici dans la partie du circuit dite BP (ou basse pression)
Le fluide à l'état liquide, basse pression, passe par un évaporateur (3 du chéma) qui le fait passer a l'état gazeux, la température pendant cette étape augmente légèrement.
Le fluide à ce moment retourne au compresseur (4 du schéma), et ainsi de suite, le cycle se répète.

Il est à préciser que le principe de fonctionnement d'une climatisation est le même que celui des réfrigérateurs, congélateurs, chambres froides et autres systèmes de refroidissement en espace clos.

[modifier] Labels et certifications

En France, le label Promotélec répertorie les appareils (et leurs caractéristiques techniques) répondant à certaines exigences selon le protocole Eurovent en fonction des dispositions de la norme NF EN 14511.

[modifier] Types de fluides frigorigènes utilisés

On remarque quatre types de fluide frigorigène :

les CFC pour "chlorofluorocarbone" (ex : le R12), totalement prohibé en raison de nocivité envers la couche d'ozone.
les HCFC pour "hydrochlorofluorocarbone" (ex : R22, R134a), prohibé à l'installation mais encore autorisé à la maintenance des systèmes jusqu'en 2011, date qui devrait marquer son interdiction totale au même titre que les CFC. Ce type de fluide possède une molécule avec un atome de chlore en moins, celui-ci remplacé par un atome d'hydrogène, ce qui le rend moins nocif envers la couche d'ozone.
les HFC pour "hydrofluorocarbone" (ex : R407c, R410a), fluides actuellement le plus utilisés dans toute les nouvelles installations, le chlore n'est plus présent.
les fluides organiques, fluides d'origine naturelle, comme par exemple le butane, l'acétylène, le dioxyde de carbone ou encore l'ammoniac. Le dioxyde de carbone représente l'avenir de la climatisation, l'ammoniac est lui aussi prometteur pour des utilisations en froid industriel; quant au butane il est très rarement utilisé en raison du risque d'explosion trop élevé.
les hydrocarbures comme les gaz Deepcool® sont une alternative écologique en raison d'un très faible impact sur le réchauffement de la planète; ils ne participent pas à la destruction de la couche d’ozone. Ils remplacent les CFC, les HFC et les HCFC; leur taux élevé d’auto-ignition les rendent très sécurisants.