Climatisation - Définition

Introduction

Module externe d'un climatiseur à air

Module de climatiseur sur un toit

La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de poussières, etc.) d’un local pour des raisons de confort (bureaux, maisons individuelles) ou pour des raisons techniques (laboratoires médicaux, locaux de fabrication de composants électroniques, blocs opératoires, salles informatiques).

Les principales caractéristiques modifiées, contrôlées ou régulées sont :

• le degré de pollution de l'air ambiant (local à traiter) : renouvellement, soit par extraction forcée de l’air hors du local, soit par introduction forcée d'air neuf (air extérieur) dans le local, soit par renouvellement partiel de l'air ambiant pollué (adjonction d'un caisson de mélange).
• la température de l'air : modification en fonction des saisons (chauffer ou réfrigération),
• le degré d'hygrométrie de l’air traité : humidification ou déshumidification,
• la teneur en poussières de l’air : traitement par filtration de l'air soufflé ou repris,
• le maintien permanent des conditions intérieures (la régulation).

Alors que le chauffage et l'élévation du degré d'humidité relèvent de techniques élémentaires, réfrigérer et déshumidifier l'air nécessitent des techniques élaborées. En pratique, on parle surtout de climatisation pour ces deux derniers objectifs.

La climatisation relève essentiellement de la technique des pompes à chaleur et se trouve de plus en plus associé dans un même appareil, un "climatiseur réversible" (réfrigération l'été, chauffage l'hiver).

Histoire

La climatisation moderne a été inventée par Willis H. Carrier en 1902, encore que l'on ait pu rencontrer bien avant cette date dès le 16^e siècle des systèmes naturels de rafraîchissement, obtenus par ruissellement d'eau, provoquant ainsi par évaporation une diminution de la température d'air. Ensuite dès la fin du 18^e siècle, nous retrouvons des réseaux de climatisation avec des blocs de glace intégrés à même les réseaux avec ventilation forcée.

La notion de confort d'été est encore bien ancienne avec des conceptions architecturales privilégiant des courants d'air et protégeant de la chaleur les zones en ensoleillement directe.

Inconvénients et polémiques

La climatisation assistée présente des avantages et des inconvénients sanitaires, mais aussi des risques pour la santé et l'environnement.

Pour la santé

Les systèmes de climatisation sont accusés de provoquer les risques de santé suivants :

• Certains climatiseurs ou systèmes extérieurs de réfrigération produisent des eaux où peuvent proliférer des organismes pathogènes s'ils sont mal entretenus. L'exemple le plus cité est celui de la Légionellose.
  L'injection de désinfectants dans ces systèmes (produits chlorés en général) peut aussi poser des problèmes de santé, et d'apparition de pathogènes chlororésistants.
• Presque tous les systèmes de climatisation comportent des filtres, qui doivent être soit nettoyés, soit changés périodiquement, ce qui n'est pas toujours le cas.
• Une climatisation n'a de sens que dans un espace relativement « fermé », où divers polluants et contaminants biologiques (microbes) peuvent se concentrer, même s'ils se développent moins grâce à une moindre chaleur (dans le cas où la climatisation réfrigère l'air).
• Une climatisation excessive expose à un choc thermique lorsqu'on retourne dans l'espace non climatisé. D'après l'agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe) il est recommandé de ne pas descendre en dessous de 26 °C et de garder une différence de température compris entre 5 °C à 7 °C. De plus la consommation d'énergie augmente aussi avec ce différentiel.
• La transmission des virus entre différents locaux par les systèmes de climatisation a fait l'objet d'études qui ne permettaient pas, en 2009, d'apporter de conclusion définitive alors que se développait l'épidémie de grippe A (H1N1) de 2009. L'Agence française de sécurité sanitaire de l'environnement et du travail (Afsset) conseillait en 2009 : « Dans le cas des bâtiments collectifs équipés d’une centrale de traitement de l’air (climatisation centralisée), maintenir l’apport d’air extérieur et arrêter, si possible sans autre inconvénient, le recyclage. ». L'agence française estime en effet que « Dans les bâtiments équipés d’une ventilation avec recyclage de l’air (climatisations dans les immeubles de bureaux ou les bâtiments accueillant du public comme les supermarchés) le risque ne peut être exclu mais il reste difficile à évaluer car il dépend de nombreux facteurs non connus (virulence de la souche de virus, cheminement de l’air dans les pièces et les systèmes de ventilation, etc.) ».

Pour l'environnement

La climatisation est critiquée pour les raisons suivantes :

• Elle dépense de l'énergie, augmente la consommation énergétique des bâtiments ou véhicules qui en sont équipés. L'Ademe estime à 5 % le surcoût annuel de la climatisation des automobiles (1 litre/100 km lorsqu'elle est en fonctionnement).
• La consommation énergétique est telle que par exemple la consommation électrique en été atteint et dépasse en France la consommation électrique faite en hiver, notamment depuis la canicule de 2003 qui a entraîné l'équipement d'un nombre élevé de foyers en climatiseurs. Alors que, dans un même temps, le parc énergétique Français (Notamment Nucléaire) ne peut fournir toute l'énergie car devant fonctionner à régime réduit à cause des difficultés de réfrigération rencontrées.
• Elle fait souvent appel à des dispositifs frigorigènes utilisant des gaz à effet de serre (HFC dont le pouvoir en termes d'effet de serre est 2 000 fois plus fort que celui du CO), et dont une partie s'échappe inévitablement dans l'atmosphère (accidents, fuites, mauvaise gestion de la fin de vie du matériel). Toujours selon l'Ademe, cet effet équivaut à une augmentation de 10 % de l'impact d'un véhicule sur l'effet de serre.
• Trop de climatiseurs fuient. Les ruptures de circuit de climatisation de maisons, hôtels et lieux publics sont fréquentes dans les pays très chauds en raison des chocs thermiques.
  50 % des fluides frigorigènes vendus le sont pour compenser des fuites. Les fuites sont fréquentes sur les véhicules (deux bouchons sont destinés à compenser les pertes du circuit), et on trouve dans les garages des publicités pour des recharges de gaz fréon ou mélange gaz-lubrifiant).
• Le circuit de la récupération/recyclage des gaz dans les appareils et véhicules en fin de vie reste opaque.
• Enfin, la climatisation par un gaz pourrait souvent être remplacée par une climatisation mécanique, des bâtiments ou véhicules mieux conçus (isolation, pare-soleil), et des dispositifs plus "naturels" utilisés par exemple par l'architecture bioclimatique (murs épais à inertie thermique élevée, puits provençal, etc.).

Pour la santé et pour l'environnement

Certains produits tels que le bromure de lithium (LiBr) sont à la fois dangereux pour la santé et pour l'environnement. Utilisé dans les machines à absorption (climatisation utilisant de l'eau, de l'ammoniac et le gaz naturel comme source d'énergie, dans une machine à absorption produisant de l'eau chaude et glacée utilisable simultanément) à raison de centaines de litres (plus de 1000 litres souvent dans les climatiseurs industriels), il peut fuir et doit être vidangé par des professionnels qualifiés en fin de vie de la machine. Après les faillites ou cessations d'activité, il est parfois difficile de savoir ce que sont devenus ces produits.