La climatisation d’une voiture est un élément de confort essentiel dans tous vos déplacements. Dès que le mercure grimpe, ce dispositif manuel, à température contrôlée ou automatisée, maintient une température agréable dans l’habitacle.
Fonctionnement de la Climatisation Automobile
Le mécanisme de production de fraîcheur de la climatisation de voiture repose sur le même principe que la climatisation domestique. Les climatiseurs ne refroidissent pas en produisant du froid, mais en extrayant de la chaleur de l’environnement. Nous connaissons cet effet par exemple par l’effet de refroidissement de l’alcool sur la peau ou lorsqu’un corps mouillé de sueur est exposé au vent. Lorsque le liquide s’évapore, la chaleur est extraite du corps, ce qui permet finalement à l’homme de maintenir sa température corporelle constante en été ou lors d’un effort physique.
C’est la circulation en circuit fermé et le changement d’état du gaz de climatisation automobile qui assurent la production du froid mais aussi le désembuage des vitres de l’habitacle. Pour comprendre ce mécanisme, il est utile de revenir sur la composition d’une climatisation de voiture :
- Compresseur : Le compresseur actionné par le moteur sur une courroie aspire réfrigérant gazeux (évaporé) provenant de l’évaporateur et comprimé à environ 15 bars. Les compresseurs utilisés dans les systèmes de climatisation automobile sont exclusivement des compresseurs volumétriques lubrifiés à l’huile. Le compresseur aspire le gaz réfrigérant de l’évaporateur (le liquide ne peut pas être comprimé). Ici, le réfrigérant à basse pression est comprimé à haute pression et transmis au condenseur. La puissance du compresseur est conçue de manière à obtenir une puissance frigorifique suffisante au ralenti. L’accouplement magnétique est bridé sur le compresseur. Il est entraîné par une courroie à nervures trapézoïdales entraînée par le moteur et met le compresseur en marche ou à l’arrêt.
- Condenseur/condensateur : Le gaz chauffé qui entre dans le condenseur est refroidi par l’air qui circule autour des ailettes de refroidissement. Lorsque le gaz atteint est refroidi à environ 20°C, il commence à se liquéfier. Il est alors à l’état liquide. Le condenseur est, au sens figuré, le radiateur de la climatisation. Il est installé avant le radiateur du moteur, ce qui doit garantir un refroidissement suffisant. La structure du condenseur est comparable à celle du radiateur du moteur (tubes avec ailettes de refroidissement, lamelles). Ici, le liquide de refroidissement gazeux est refroidi et donc liquéfié.
- Collecteur : Le liquide de refroidissement s’écroule dans le collecteur, où la partie gazeuse est séparé du liquide du réfrigérant. Le collecteur, ou réservoir de liquide, sert de réservoir et de récipient d’équilibre pour le liquide de refroidissement. Il se compose d’un tamis pour l’élimination des corps étrangers et d’un sécheur pour l’absorption de l’humidité du liquide de refroidissement.
- Détendeur : Le détendeur régule le débit de réfrigérant vers l’évaporateur en fonction de la température de la vapeur. de la température de la vapeur de réfrigérant. Seule la quantité de réfrigérant dans l’évaporateur que celle qui peut s’y évaporer en fonction de la situation.
- Évaporateur : Le réfrigérant liquide est injecté dans l’évaporateur à partir du détendeur et s’y évapore. Un ventilateur de véhicule placé devant l’évaporateur aspire de l’air frais ou de l’air recyclé et le pousse à travers l’évaporateur. L’air refroidi est soufflé dans l’habitacle du véhicule. L’humidité de l’air se dépose sous forme de condensation dans l’évaporateur et est évacuée vers l’extérieur.
Le gaz de climatisation traverse tous ces éléments pour, en fin de course, produire l’air frais diffusé à travers l’évaporateur. Pour résumer, au début du cycle frigorifique, le liquide frigorigène est à basse température et à basse pression, puis il pénètre dans le compresseur qui le comprime et le transforme en gaz. Le gaz de climatisation est ensuite acheminé vers le condensateur qui le refroidit. Cette étape a aussi pour effet de liquéfier le gaz de climatisation.
Les Fluides Frigorigènes : Un Élément Essentiel
Même si tous les composants de la climatisation automobile ont leur importance, le gaz de climatisation, encore appelé fluide frigorigène ou réfrigérant, est un élément essentiel du dispositif. Ses propriétés physiques de transfert d’énergie lui permettent d’absorber les calories de l’air ambiant et d’assurer la production d’air froid.
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Le fluide frigorigène est une substance spéciale qui circule dans le système de climatisation. Il est mis sous haute pression et comprimé dans le compresseur, ce qui le rend gazeux et chaud. Sous haute pression, le réfrigérant dégage de la chaleur. Il passe ensuite dans le condenseur, où il se refroidit, cède de la chaleur à l’extérieur et redevient liquide. Il passe ensuite dans le détendeur, où il se détend et devient froid. Dans l’évaporateur, le réfrigérant redevient gazeux en absorbant la chaleur de l’intérieur - et le cycle recommence.
L’usage de ce gaz de climatisation répond à des impératifs de sécurité (inflammabilité et toxicité) et de lutte contre le réchauffement climatique, à travers notamment la prise en compte du potentiel de réchauffement global (PRG).
Types de Fluides Frigorigènes
Il existe une grande variété de gaz de climatisation. Le développement de différents types de fluides frigorigènes est étroitement lié à la question de la protection de l’environnement. Le fluide utilisé dans le cycle de production frigorifique de la climatisation d’une voiture est employé en raison de sa faible température d’évaporation. Il s’agit d’un gaz fluoré, mais sa composition a évolué afin de protéger la couche d’ozone : les HFC (hydrofluorocarbures) se sont ainsi substitués aux CFC (chlorofluorocarbures) en remplaçant le chlore par l’hydrogène, moins nocif pour l’environnement et offrant un meilleur rendement énergétique.
Voici les principaux types de fluides frigorigènes utilisés dans les systèmes de climatisation automobile :
- R-12 (Fréon) : Les premiers systèmes de climatisation des voitures utilisaient le fréon ou R-12, qui était particulièrement nocif pour l’environnement en raison de sa forte teneur en CFC.
- Gaz R134a : Gaz fluoré HFC d’origine synthétique, le gaz R134a est employé dans la climatisation des véhicules les plus anciens en circulation en remplacement du gaz R12. Plus tard, le R-12 a été remplacé par le R134a, moins nocif pour le climat. Bien qu’étant stable chimiquement, il possède un Potentiel de Réchauffement Global (PRG) très élevé, estimé à 1430. La réglementation a en effet évolué concernant son utilisation ; son potentiel de réchauffement global (GWP pour « Global Warming Potential ») n’est plus en phase avec les dernières normes environnementales. Le R134a a été interdit en raison de son impact significatif sur le réchauffement climatique.
- Gaz R1234yf : Le R-1234yf est un gaz fluoré de la famille des hydrofluoro-olefines (HFO) à très faible PRG. Depuis le 1er janvier 2017, la législation européenne impose aux constructeurs d’équiper la quasi-totalité des voitures neuves d’une climatisation utilisant le gaz réfrigérant 1234yf. La conversion à ce fluide moins polluant a néanmoins débuté dès 2013, cinq ans après son approbation par l’UE. Son pouvoir de réchauffement global est en effet très nettement inférieur à celui du gaz R134a : moins de 150 contre 1450 ! La raison : sa dissolution bien plus rapide dans l’atmosphère. Mais le R134a a également un impact sur l’environnement, c’est pourquoi il a été progressivement remplacé par le R1234yf, plus respectueux de l’environnement.
- Gaz R744 (CO2) : Certains constructeurs allemands (Mercedes, Audi, Volkswagen, BMW) préfèrent le CO2 aux gaz fluorés pour leurs systèmes de climatisation. Le gaz R744 emploie en effet le dioxyde de carbone, ce qui lui assure le pouvoir de réchauffement global le moins élevé - 1 seulement ! - car déjà présent dans l’air à l’état naturel. Ce type de gaz de climatisation est toutefois majoritairement utilisé par des poids lourds et des autobus. Il est par ailleurs le plus sécurisant (non inflammable, non explosif). Avec le dioxyde de carbone (R744), la prochaine génération de fluides frigorigènes est déjà prête et pourrait être davantage utilisée dans les années à venir.
Voici un tableau comparatif des fluides frigorigènes les plus courants :
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| Fluide Frigorigène | Composition | Potentiel de Réchauffement Global (PRG) | Utilisation |
|---|---|---|---|
| R-12 (Fréon) | CFC | Très élevé | Anciens systèmes (interdit) |
| R134a | HFC | 1430 | Véhicules anciens |
| R1234yf | HFO | Moins de 150 | Véhicules récents |
| R744 (CO2) | Dioxyde de Carbone | 1 | Poids lourds, autobus, certains véhicules allemands |
Identifier le Type de Gaz de Climatisation
Le manuel d’utilisation ou le carnet d’entretien du véhicule indiquent généralement le type de gaz de climatisation utilisé. Néanmoins, il est possible de trouver l’information simplement en soulevant le capot moteur de la voiture ! L’information est indiquée sur une étiquette près du bloc-moteur. Vous trouverez l’information sur le type de gaz de climatisation de votre voiture dans le guide qui accompagne votre véhicule, mais également sur le capot moteur.
Votre chef d’atelier vous dira avec précision le type de gaz de climatisation nécessaire pour le rechargement de votre système de climatisation automobile.
Notez que le choix du gaz de climatisation ne peut pas être modifié après la conception du véhicule. Chaque système de climatisation est conçu pour un type spécifique de fluide réfrigérant.
Entretien des Fluides Frigorigènes
Comme nous l’avons déjà mentionné, le fluide frigorigène joue un rôle clé dans le circuit de climatisation d’un véhicule. Il est donc important de contrôler régulièrement son niveau et son état.
Pourquoi Contrôler Régulièrement le Niveau et l’État du Fluide Frigorigène ?
Selon le modèle de voiture, le système de climatisation peut perdre un peu de réfrigérant au fil du temps. Une certaine perte est normale, mais si elle est trop importante et trop rapide, il faut absolument vérifier que le système ne présente pas de fuites. Si le niveau de réfrigérant est trop bas, le système de climatisation ne fonctionne plus correctement et il peut être nécessaire de faire l’appoint de réfrigérant.
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Recharge du Fluide Frigorigène
A priori la recharge de gaz de climatisation pour voiture se fait tous les deux ans. Cependant, seule une recharge annuelle assure vraiment la performance du système et votre sécurité (émanation gazeuse, bactéries). La recharge régulière du fluide de climatisation automobile est un élément clé pour maintenir le système de climatisation en bon état de fonctionnement. Il est généralement conseillé de faire une recharge tous les 2 à 3 ans ou tous les 15 000 kilomètres.
Le réfrigérant actuellement utilisé, le R1234yf, est hautement inflammable et doit donc être manipulé exclusivement par des spécialistes dans un atelier. Cela vaut aussi bien pour le stockage, la recharge que l’élimination. En règle générale, la recharge est effectuée dans le cadre d’un entretien régulier du système de climatisation.
Coût d’un Nouveau Fluide Frigorigène
Un entretien de climatisation, y compris la recharge de réfrigérant, coûte généralement entre 80 et 200 euros. Si des fuites ou d’autres problèmes sont découverts lors du contrôle, le coût peut augmenter en conséquence.
Vérification du Niveau de Gaz
Pour vérifier le niveau de gaz dans la climatisation de votre voiture, la méthode la plus précise est l’utilisation d’un manomètre. Cet outil permet de mesurer la pression du gaz dans le circuit. Avant d’utiliser le manomètre, assurez-vous que votre climatisation est éteinte. Une lecture de la pression vous donnera une indication précise de la quantité de gaz dans votre système.
Conseils pour l'Entretien de la Climatisation
Pour assurer un maximum de confort et de sérénité, il est important de confier la révision de votre système de climatisation à des professionnels. Vous serez rapidement pris en charge avec ou sans rendez-vous. Votre système sera diagnostiqué, et les éventuels dysfonctionnements et fuites identifiés. Notre technicien vous expliquera l’état de votre climatisation ainsi que l’intervention à réaliser si nécessaire, comme la recharge de gaz de climatisation.
Notre technicien réalisera un diagnostic de votre système de climatisation et un contrôle de la température en sortie de bouche d’aération de l’habitacle. Cette procédure semble simple, mais si elle n’est pas réalisée par un professionnel qui aura pris soin de diagnostiquer votre système de climatisation pour automobile, elle risque d’être incomplète. Seul un professionnel expérimenté peut déceler les éventuels problèmes, procéder à la réparation et au changement des pièces, et ensuite à la recharge en gaz de climatisation pour voiture. Notre technicien vous conseillera aussi pour optimiser le fonctionnement de votre clim auto.
Pour maintenir une température agréable dans votre voiture, ne passez pas à côté de l'entretien de votre climatisation.
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