Propane (R290) vs R32 : Le Duel des Fluides Frigorigènes pour des Pompes à Chaleur Plus Vertes.

Au dernier salon ISH 2023 de Frankfurt, la totalité des fabricants de pompes à chaleur ont présenté leur dernier modèle qui fonctionnait au R290, un nouveau fluide frigorigène plus écologique qu’on connaît mieux sous le nom de propane.

Après le remplacement du R410A par le R32, c’est maintenant au tour du R32 de voir monter son nouveau « rival » le R290. Dans cet article nous allons considérer les différences entre ces deux fluides frigorigènes, dans le but de vous aider dans votre choix d’un nouveau modèle de pompe à chaleur.

Le R290 est un hydrocarbure naturel

Il s’agit d’une molécule simple composée de carbone d’hydrogène (C3H8) : c’est donc un hydrocarbure naturel. Contrairement aux HFC il n’a pas d’impact sur la couche d’ozone et son PRG (potentiel de réchauffement global) est très bas.

Le R32 quant à lui de formule CH2F2 ne contient pas de chlore. Son impact sur la couche d’ozone est aussi très bas mais plus important que le R290.

Le R290 possède un PRG quasi nul

Le propane (R290) possède un potentiel de réchauffement global de 3 extrêmement bas, ce qui en fait un gaz quasi neutre en termes d’effet de serre. Il est donc naturellement privilégié par les fabricants de pompe à chaleur.

Le R32 quant à lui possède un PRG de 675. Ce qui en fait un meilleur choix par rapport à des fluides plus anciens comme le R410A ou le R407C.

Lire aussi : différences entre le R410A et le R32

Le R290 a une meilleure efficacité énergétique que le R32

Si le R32 est excellent et permet aux pompes à chaleur l’atteinte de COP de l’ordre de 3 à 5, le R290 est un cran au dessus et permet des COP entre 4 et 6 si les conditions sont réunies.

En effet, le R290 possède de très bonnes propriétés thermodynamiques, et notamment une meilleure conductivité thermique (0.152 W/m·K) que le R32 (0.084 W/m·K) et une capacité calorifique environ deux fois plus élevée (1.64 kJ/kg·K.) lui permettant de transporter la chaleur plus efficacement que le R32 (0.85 kJ/kg·K).

En outre, les performances à basse température des deux gaz se valent à peu près. Le R32 a un point d’ébullition vers les -52°C tandis que le R290 a un point d’ébullition vers les -42°C. Si théoriquement le R32 a un avantage car il peut continuer à s’évaporer au delà des -42°C et jusque -52°C, on parle de température si basse qu’elles ne sont pas pertinentes : nous n’habitons pas en Iakoutie quand même. Globalement à basses températures le R290 reste avantagé grâce à ses meilleures propriétés thermodynamiques qui lui permettent un transport plus efficace de chaleur.

Le R290 est hautement inflammable, beaucoup plus que le R32

Le R32 est classé A2L pour l’inflammabilité, ce qui en fait un fluide légèrement inflammable. Avec une énergie d’inflammation minimale de 100mJ, il faut une sacrée quantité d’énergie pour l’enflammer.

De plus il faut au moins 14.4% de R32 dans l’air en concentration pour qu’il y ait une combustion, et la vitesse de propagation de la flamme en cas d’inflammation est bien plus faible que pour les gaz hautement inflammable comme le R290

Le R290 est classé A3 ce qui est hautement inflammable. Pour faire la comparaison avec le R32, son énergie d’inflammation minimale est de 0.25mJ soit 400 fois plus petite que celle du R32.

De plus Il faut à peine 2.1% de gaz R290 pour initier une combustion dans l’air, et la vitesse de propagation du R290 est plus élevée que celle du R32.

On ne pourra donc utiliser le R290 que dans les cas où le circuit frigorifique est à l’extérieur de l’habitation, ce qui limite les cas d’utilisation à des PAC Air Eau extérieures.

Problèmes de compatibilités des équipements

Les deux gaz ayant des propriétés différentes, un système au R32 pourrait ne pas être compatible avec un système au R290 et vice versa. Ce qui empêche tout intervention de remplacement de gaz.

Par exemple, les compresseurs doivent être dimensionnés spécifiquement pour chacun des gaz car il y a des différences de propriétés thermodynamiques et de densité des vapeurs. Un compresseur R32 peut ne pas être idéal pour du R290.

Les échangeurs de chaleur doivent être dimensionnées pour maximiser le transfert de chaleur, or les deux fluides ont des conductivités thermiques et capacités calorifiques différentes. Un échangeur pour le R32 pourra être peu efficace pour du R290 et vice versa.

Enfin une PAC au R290 nécessite des équipements de sécurité additionnels en raison de la haute inflammabilité du gaz. Autant de systèmes qui ne seraient pas nécessaire sur une PAC au R32.

Si on voulait remplacer du R32 par du R290 il ne s’agirait pas d’un simple remplacement de fluide, mais il faudrait également revoir nombre d’organes internes pour que tout fonctionne bien, et surtout mettre en place la sécurité nécessaire en raison de l’inflammabilité élevée du propane. Ce qui en fait une opération peu pertinente d’un point de vue économique.

L’ancien gaz R22 se laissait plus volontiers remplacer par des fluides plus récents comme le R407 ou R410A, avec quelques ajustements mineurs. On parle de retrofit quand on remplace un gaz par un autre et qu’on fait des ajustements pour que ça fonctionne. Un retrofit R290 est impossible pour ainsi dire, en raison de la sécurité.

Le R290 est moins cher que le R32

Si le gaz R290 (89€ pour 5kg)est moins cher que le R32 (139€ pour 5kg) à l’achat en bouteille, ce n’est pas forcément le cas d’une PAC au R290 en comparaison d’une autre au R32. En cause les mesures de sécurité nécessaires pour le R290. Il faut une ventilation améliorée, des détecteurs de fuite et des protocoles d’installation et de maintenance spécialisés. Ce qui augmente le coût global de la machine installée.

Finalement que choisir entre le R32 et le R290 pour votre PAC Air Eau extérieure ?

Si le R32 est remplaçable par le R290 plutôt avantageusement, le R32 reste utilisable selon la réglementation sur les fluides frigorigènes jusqu’en 2030. Ce qui en fait un candidat durable.

Si le R290 donnent naissance à des machines plus performantes et s’avère plus écologique que le R32, il reste un gaz hautement inflammable qui à pour conséquence une augmentation du coût de la PAC et de son installation.

Bien que moins cher à l’achat, le coût global d’une pompe à chaleur au R290 peut être élevé en raison des mesures de sécurité nécessaires. Le choix entre R290 et R32 dépendra donc des priorités en matière d’écologie, d’efficacité, et de sécurité. Ce qui est sûr c’est que les fabricants ont pris le virage du R290 pour une grande majorité, et que d’ici quelques années il n’y aura plus que ça. Certains autres fabricants comme Stiebel Eltron se sont plutôt tournés vers le R454C dont le PRG très bas de 148 se combine à une inflammabilité moins élevée que le R290.