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Evolution des usages et émissions des gaz fluorés, en particulier ceux de type hydro-fluorocarbures (H-FC)

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Contexte - La compréhension de la situation globale des gaz fluorés en tant que gaz destructeurs de la couche d’ozone mais aussi en tant que puissants gaz à effet de serre (GES) est essentielle, d’une part pour bien mesurer les enjeux liés à leurs usages essentiels comme la réfrigération et l’air conditionné et, d’autre part, pour définir pourquoi et comment gérer leur impact sur le climat.

Ceci est une synthèse et un résumé de plusieurs rapports scientifiques de consensus. Pour une liste complète des sources, vous pouvez vous référer à la section références.

Dernière mise à jour: 30 septembre 2019

1. En quoi les gaz fluorés sont-ils impliqués dans la destruction de la couche d’ozone et les changements climatiques ?

Les CFC (chloro-fluorocarbures) sont un groupe de gaz qui étaient largement utilisés dans les systèmes de réfrigération et les aérosols, entre autre à cause de leur grande stabilité et du fait qu’ils sont peu réactifs (et donc peu toxiques) au point de vue chimique.

Par contre, on s’est rendu compte dans les années 80 que ces gaz étaient dommageables pour la couche d’ozone, principalement par le biais du chlore qu’ils contenaient et qui était libéré dans la haute atmosphère quand les molécules de CFC étaient décomposées par les rayons à haute énergie du soleil. Ils ont été progressivement bannis suite au Protocole de Montréal de 1987 et remplacés par d’autres gaz fluorés contenant, moins de chlore et qui de ce fait sont nettement moins (90%) dommageables pour la couche d’ozone parce qu’ils se décomposent avant d’atteindre la couche d’ozone et donc sans y libérer des atomes de chlore (les H-CFC), ou des gaz fluorés ne contenant pas de chlore du tout (les hydrofluorocarbures ou H-FC). Ils avaient aussi la propriété d’être utilisables sans devoir changer aussi les installations de réfrigération ou de conditionnement d’air existantes.

Ces gaz sont par ailleurs aussi des gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement climatique et dont on a depuis également réglementé l’utilisation.

Les principaux domaines d'application des hydro-fluorocarbures (H-FC) (PNUE, 2011)
  • Réfrigérants dans les systèmes de réfrigération stationnaires et mobiles (~ 55% de l'utilisation totale de H-FC en 2010, exprimée en équivalent CO2)
  • Réfrigérants pour la climatisation (automobile (~ 24%); 
  • Agents gonflants dans les mousses plastiques d’isolation (~ 11%) ; 
  • Gaz propulseur pour les aérosols (~ 5%); 
  • Agents extincteurs (~ 4%); 
  • Solvants (~ 1%); 
  • Gaz de gravure dans la production de semi-conducteurs (~ <1%) 

2. Comment le bannissement progressif des H-FC a-t-il été planifié ?

Si le bannissement des CFC et H-CFC a été réglementé et programmé au niveau mondial par le Protocole de Montréal, la réglementation relative aux HFC a été établie dans le cadre du Protocole de Kyoto de 1994 sur les gaz à effet de serre.

Il importe dans ce contexte de souligner que les CFC représentaient 12 à 15% du total des émissions de gaz à effet de serre (GES) et que les H-FC qui les ont remplacé n’en représentent aujourd’hui qu’environ 2%. Cette diminution est la réalisation concrète la plus importante jusqu’à aujourd’hui en terme de diminution d’émissions de gaz à effet de serre. Pourtant elle n’est que rarement mentionnée dans les débats sur le sujet car elle n’est pas le fait du Protocole de Kyoto et de l’Accord de Paris sur les autres émissions de gaz à effet de serre.


3. Quelles sont les contraintes réglementaires mondiales et européennes en matière de H-FC ?

Les actions de gestion des gaz à effet de serre fluorés sont très encadrées.

Du fait du Protocole de Montréal et de ses amendements les H-CFC sont interdits de commercialisation au niveau mondial depuis 2015.

L’Amendement de Kigali au Protocole de Montréal de 2016 stipule qu’à partir de 2019, les pays industrialisés s’engagent à réduire l'usage des H-FC de 45 % d'ici à 2024 et de 85 % d'ici à 2036, par rapport aux niveaux de 2011-2013. Les pays en développement commenceront à plafonner et à réduire leur consommation de H-FC à partir de 2024.

Les Règlements de l’Union européenne2 ont planifié et réalisé l’élimination progressive des mises sur le marché de gaz fluorés de type CFC et H-CFC entre 1995 et 2015 du fait de leur effet sur la couche d’ozone (voir tableau). En 2014 ces restrictions ont été étendues aux gaz H-FC du fait de leur fort potentiel de réchauffement climatique avec des exigences au niveau européen sont plus sévères que celles de l’Amendement de Kigali, imposant une diminution de 69 % de leurs usages pour 2024 (plutôt que 45%).

L’interdiction d’usage des H-FC ne s’appliquera cependant pas aux équipements pour lesquels, des gains d’efficacité énergétique auront été obtenus pendant leur fonctionnement (via notamment les exigences en matière d’écoconception de la Directive U.E. 2009/125/CE). En effet 70 à 80 % des émissions indirectes de CO2 des systèmes de réfrigération, par exemple, sont liées à leur consommation électrique.


Source : Ademe (France) Observatoire des gaz fluorés - Rapport annuel 20173

2 Règlement de l’UE 1005/2009 
3  www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/observatoire-gaz-fluores-donnees2016-201709-rapport.pdf

4. Quelle est l’évolution de la mise sur le marché des gaz fluorés en Europe et quelles sont les alternatives ?

Du fait de l’interdiction de la mise sur le marché des H-CFC depuis 2015, les volumes de fluides réfrigérants fluorés fabriqués en Europe ont diminué, passant de 60.000 tonnes environ en 2007 à moins de 40.000 tonnes en 2015.

En terme de recyclage, il reste beaucoup de chemin à faire car en Europe seulement 1% des gaz fluorés sont collectés en fin de vie (environ 1 200 tonnes en 2015) alors que des unités de recyclage existent.

Comme alternatives aux gaz fluorés, il existe des réfrigérants dits « naturels » (CO2, ammoniac, propane, zéolite, …). Utilisés au niveau industriel, ils présentent cependant des limites à leur utilisation systématique du fait de propriétés souvent dangereuses : inflammabilité, explosivité ou toxicité.

Par ailleurs, une nouvelle classe de fluorocarbures, les fluides de la catégorie des hydro-fluoro-oléfines (HFO) constitue une alternative intéressante avec une durée de vie atmosphérique plus courte que celle des H-FC et un très faible pouvoir de réchauffement climatique. Il y a toutefois des limites à leur adoption rapide : ils sont classés comme « inflammables de catégorie 2L » et, étant sous brevet, cela représente un coût supplémentaire.

A noter qu’à mesure que la disponibilité légale de réfrigérants réglementés diminue et que leur prix augmente, il y a de plus en plus de ventes illégales de frigorigènes en Europe, notamment via des sites Internet, et qu’il semble n’y avoir que peu de volonté politique de les arrêter.

5. Quelles sont les initiatives prises par des acteurs non étatiques pour réduire les utilisations et les émissions de H-FC ?

La demande énergétique mondiale des climatiseurs devrait tripler d'ici 2050, en particulier en raison de l’augmentation des périodes de grandes chaleurs, représentant une capacité électrique qui sera équivalente à la capacité actuelle totale des États-Unis, de l'UE et du Japon réunis4. Par ailleurs, l'efficacité énergétique moyenne des climatiseurs sur le marché reste faible (3 fois inférieure à ceux offrant aujourd’hui la meilleure efficacité), et elle est encore moindre dans les pays ayant des normes de performance énergétique minimales ou inexistantes en la matière.

Même si depuis l’an 2000, la consommation énergétique et le coût des systèmes de réfrigération ont presque été divisés par 2, l’inefficacité globale des systèmes de réfrigération et de climatisation provoque chaque année la perte de deux millions de vies, notamment en raison des vaccins détériorés ou d’un risque élevé de stress thermique pour environ 500 millions de personnes ou encore, du fait de défaillances dans la chaîne de froid, le gaspillage de 400 millions de tonnes de nourriture.

Afin d’arriver à une utilisation optimale des systèmes de refroidissement, des initiatives non étatiques doivent accompagner les actions qui sont mises en œuvre par les états pour se conformer au calendrier réglementaire européen et mondial.


Parmi les initiatives concrètes de mises en œuvre de la réduction des usages et émissions de H-FC qui peuvent être appliquées il est possible :

  1. de sensibiliser plus les principaux acteurs : décideurs, industriels, utilisateurs finaux et investisseurs ; 
  2. d’établir et renforcer le cadre politique, institutionnel et réglementaire de réduction progressive des H-FC, notamment par un régime national de licences d'importation et d'exportation et un code de construction écologique ; 
  3. de lancer des projets d'investissement et de démonstration pour la conversion d'utilisations  
  4. de créer des formations destinées à tous les groupes de parties prenantes des ingénieurs de conception aux techniciens de maintenance ; 
  5. de renforcer le contrôle des fuites et les efforts visant à réduire les quantités nécessaires et améliorer la récupération, le recyclage et la réutilisation des H-FC. 

D’une manière générale, un rapport souligne qu’un facteur de réussite essentiel pour la mise en œuvre efficace de tous les types de solutions est, dans ce domaine comme dans bien d’autres, la collaboration entre les services et/ou entre les entreprises concernées.

Pour la protection contre les incendies, les sociétés et organisations qui continuent à devoir utiliser des systèmes avec des gaz fluorés ont mis en place des programmes visant à identifier leurs besoins les plus critiques. Les gaz fluorés pourront être retirés d'installations non critiques ou obsolètes pour être réutilisés dans des applications plus cruciales.

Le secteur de la réfrigération au sens large est un domaine particulièrement concerné par une réduction intelligente de l‘impact climatique des gaz fluorés et la plus grande partie (85%) en provient des systèmes de réfrigération des supermarchés5,6. La majorité des systèmes utilisent encore des H-FC et malgré leurs avantages démontrés, les solutions à faibles émissions de carbone n’y sont cependant pas encore largement appliquées car les réfrigérants à faible potentiel d’effet de serre autre que le CO2 ne semblent pas être encore disponibles pour de telles installations5. Dans l'UE, la réfrigération commerciale représente environ 40% des émissions de gaz à effet de serre, directes (pertes liées aux fluides frigorigènes) et indirectes (liée à la consommation énergétique). De meilleures pratiques pourraient à la fois améliorer l’efficacité énergétique et réduire d’au moins 60 % les émissions de réfrigérants7.

Pour ce qui est de la fin de vie, il y a des initiatives pour la mise à niveau et la rénovation d'anciens systèmes d’extinction d'incendies utilisant des H-CFC et des H-FC, pour déconditionner les extincteurs aux gaz fluorés et en recycler ou éliminer les gaz en toute sécurité.

4 http://ccacoalition.org/en/initiatives/H-FC 
5 Selon l'évaluation réalisée en 2014 par le Comité consultatif du Protocole de Montréal, le Comité des options techniques du Groupe de l'évaluation technique et économique (TEAP),
7  Rapport spécial du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) / TEAP-1

 

Synthèse établie par GreenFacts sur base notamment des rapports suivants  :
- Règlement de l’UE 1005/2009 
- Le Règlement de l’UE 517/2014 du 16 avril 2014 relatif aux gaz à effet de serre fluorés 
-  Observatoire des gaz fluorés – Ademe (France) , Rapport annuel 2017
-  Report from the Commission of 4.8.2017 assessing the 2022 requirement to avoid highly global warming Hydrofluorocarbons in some commercial refrigeration systems.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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