Pendant des décennies,
l’industrie chimique a produit des fluides frigorigènes de type « F-gas » (CFC, HCFC et HFC) présentant des PRG très élevés – des centaines, voire des milliers de fois supérieurs à celui du CO₂ (R744), dont le PRG est égal à un – contribuant ainsi à la crise du réchauffement climatique qui a entraîné des vagues de chaleur à travers l’Europe et d’autres régions cet été.
Cela a conduit à l’adoption de réfrigérants naturels, dont le PRG est proche de zéro, dans de nombreuses applications, notamment les systèmes de réfrigération au CO₂ transcritique dans les supermarchés. En Europe, 108 000 magasins de distribution alimentaire utilisent soit des groupes frigorifiques au CO₂ transcritique, soit des unités de condensation, ce qui représente une pénétration du marché de 34 %, selon le rapport de marché 2025 d’ATMOsphere.
Or, ironie du sort, ces systèmes au CO₂ font aujourd’hui l’objet d’un examen minutieux de la part d’un grand producteur de F-gas, qui s’intéresse à leurs performances dans les supermarchés lors des vagues de chaleur particulièrement intenses qui ont frappé l’Europe cet été, causées en partie par l’utilisation prolongée de réfrigérants à base de F-gas.
« Lorsque les températures extérieures dépassent les hypothèses de conception historiques, les systèmes au CO₂ peuvent devenir particulièrement vulnérables : la chaleur extrême fait grimper les pressions du système, réduit son rendement et augmente le risque de dérives de température, de contraintes mécaniques ou d’arrêts d’urgence », a écrit Chemours dans un article sponsorisé publié en juillet dans le magazine European Supermarket Magazine (ESM).
Il est vrai que de nombreux exploitants de supermarchés européens, en France et dans d’autres pays, ont signalé des problèmes de réfrigération (généralement sans préciser le fluide frigorigène) cet été, alors que les températures ambiantes dépassaient les 40 °C (104 °F). Il est également vrai que les systèmes de surpression au CO₂ transcritique génèrent du CO₂ supercritique à des températures ambiantes élevées qui dépassent le point critique de la molécule, ce qui peut réduire le rendement.
Cependant, les dernières générations de systèmes au CO₂ transcritique sont équipées de technologies améliorant le rendement, telles qu’une pression nominale de 130 bars, des compresseurs en parallèle, des éjecteurs, des refroidisseurs de gaz adiabatiques, le sous-refroidissement et d’autres innovations techniques qui ont permis un fonctionnement efficace par temps chaud et contribué à favoriser l’adoption des systèmes au CO₂ en Espagne, en Italie et dans d’autres pays soumis à des températures estivales élevées.
Bien que les informations sur les performances des systèmes au CO₂ en Europe cet été ne soient généralement pas disponibles, des entretiens menés avec un important fournisseur de systèmes de réfrigération au CO₂, Advansor, et une grande chaîne de supermarchés italienne, Coop, révèlent que leurs systèmes au CO₂ ont bien fonctionné malgré des températures très élevées.
Une technologie respectueuse du climat
Selon le rapport ESG 2025 d’Advansor, cet équipementier danois, qui fait partie de la société américaine Dover Food Retail, a fabriqué plus de 20 000 systèmes au CO₂ transcritiques, installés chez 18 des 20 plus grands distributeurs européens.
Bon nombre de ces détaillants opèrent dans des pays qui ont connu des vagues de chaleur en 2026, notamment l’Italie, la France, le Royaume-Uni, l’Allemagne et la Grèce. Pourtant, les systèmes au CO₂ transcritique d’Advansor « n’ont connu aucun problème ni aucune panne » en raison des vagues de chaleur estivales, a déclaré Anders Mønsted, responsable du développement commercial, Réfrigération industrielle. « Nous pensons que cela tient à la conception et à la construction du système. Advansor conçoit ses systèmes en fonction des conditions climatiques dans lesquelles ils seront exploités et utilise la technologie adaptée à ces conditions. »
Parmi leurs principales caractéristiques de conception, a-t-il précisé, les systèmes Advansor utilisent une pression maximale de 130 bars en standard ; des refroidisseurs de gaz adaptés aux températures ambiantes élevées, afin que le CO₂ soit refroidi à une température aussi proche que possible de la température ambiante ; ainsi que des compresseurs en parallèle, des éjecteurs et des équipements à surchauffe ultra-faible.
Ces caractéristiques font une différence mesurable. Selon Advansor, la conception à 130 bars augmente la capacité du système de 13 % et le COP de 7 % par rapport à une pression de 120 bars pour des températures allant jusqu’à 45 °C (113 °F). Une étude de Danfoss menée auprès de supermarchés français a déterminé que les éjecteurs réduisent la consommation d’énergie d’un système de surpression au CO₂ de base de 35 %.
« Advansor conçoit ses systèmes en fonction des conditions climatiques dans lesquelles ils seront exploités et utilise la technologie adaptée à ces conditions climatiques. »
Anders Mønsted, Advansor
La réduction de la surchauffe dans l’évaporateur, a expliqué M. Mønsted, augmente la partie de l’évaporateur dédiée à l’évaporation, ce qui élève la température de l’évaporateur et « vous rapproche de la température souhaitée dans votre vitrine ». Pour empêcher tout liquide de pénétrer dans le compresseur, Advansor ajoute un séparateur de liquide et un échangeur de chaleur supplémentaire destiné à la surchauffe.
Certains systèmes doivent être plus robustes, en fonction de leur emplacement. Par exemple, un système en Espagne, conçu pour une température maximale de 42 °C (108 °F) avec davantage de compresseurs et des refroidisseurs de gaz plus grands, peut coûter 15 à 20 % plus cher qu’un système du nord de l’Allemagne, conçu pour une température maximale de 36 °C (97 °F), a fait remarquer M. Mønsted. Le retour sur investissement du surcoût lié à un système au CO₂ bien renforcé est de un à deux ans, sur la base d’économies d’électricité pouvant atteindre 100 000 € (116 300 $) par an pour un grand magasin, a-t-il précisé.
Bien qu’Advansor intègre un refroidisseur de gaz adiabatique dans sa conception si cela est spécifié, ses systèmes au CO₂ n’en utilisent généralement pas, car celui-ci recourt à l’eau pour réduire la température des refroidisseurs de gaz lorsque la température ambiante est élevée. « Le manque de ressources en eau est un problème majeur dans les pays touchés par des vagues de chaleur, et les systèmes équipés de refroidisseurs de gaz à sec permettent d’économiser l’eau », a déclaré M. Mønsted.
M. Mønsted a reconnu que les systèmes au CO₂ de base, qui ne sont pas conçus pour des températures ambiantes extrêmement élevées, peuvent rencontrer des difficultés de fonctionnement. « Lors de la conception de systèmes au CO₂, on peut faire de nombreuses économies ; par exemple, on peut réduire considérablement les coûts liés au refroidisseur de gaz en utilisant des tuyauteries en cuivre, ce qui augmente la perte de charge et les deltas T », a-t-il expliqué. « Mais alors, par une journée très chaude, on ne peut pas fournir les performances attendues. »
Il existe également des facteurs qui affectent tous les systèmes de réfrigération par temps chaud, comme un refroidisseur de gaz ou un condenseur encrassé, a-t-il noté.
Plus de 200 magasins équipés de systèmes au CO₂
Coop, une chaîne d’environ 1 000 supermarchés en Italie, utilise des systèmes au CO₂ transcritiques d’Advansor (distribués par De Rigo) ainsi que d’Arneg, Carrier et Epta. Le distributeur a commencé à utiliser le CO₂ transcritique en 2013, en a fait la norme en 2017 et, en décembre 2025, l’utilisait dans 207 magasins, a déclaré Ruggero Alamanni, spécialiste des systèmes de réfrigération alimentaire chez INRES Coop, le groupe d’ingénierie et de planification de Coop basé à Florence, en Italie.
Les systèmes au CO₂ de Coop « ont très bien fonctionné » malgré les températures élevées, qui ont atteint 40 °C dans le nord de l’Italie, a déclaré M. Alamanni. « Au cours de cette vague de chaleur, nous n’avons rencontré aucun problème lié à la technologie. »
« Nous avons rencontré quelques difficultés au cours des premières années », a-t-il ajouté, « mais au cours des cinq dernières années, nous n’avons eu aucun problème », à condition que l’entretien de base, comme le nettoyage du refroidisseur de gaz, soit effectué.
Coop a choisi le CO₂ comme fluide frigorigène car « l’environnement est une question très importante pour nous », a déclaré M. Alamanni. De plus, les alternatives telles que les gaz A2L constituent un pari incertain. « Nous ne savons pas si, en optant pour ce type de gaz aujourd’hui, tout ira bien dans dix ans. Qui peut le dire ? Si nous choisissons le CO₂, c’est un choix naturel ; nous savons que l’avenir est assuré. »
La clé de la gestion de la réfrigération au CO₂ en période de canicule réside dans une conception adéquate, en particulier celle du refroidisseur de gaz, a souligné M. Alamanni, ajoutant que ceux de Coop sont conçus pour une pression maximale de 130 bars, ce qui garantit une pression optimale. Un autre facteur clé est la compression en parallèle, utilisée dans de nombreux magasins Coop depuis 2016. De plus, ses systèmes au CO₂ Epta intègrent la fonction ETE (efficacité en températures extrêmes), tandis que certains points de vente équipés de systèmes au CO₂ Carrier ont commencé à utiliser des éjecteurs. Coop préfère ne pas recourir aux refroidisseurs de gaz adiabatiques en tant que systèmes d’optimisation énergétique.
Les systèmes au CO₂ consomment davantage d’énergie lorsque les températures ambiantes sont très élevées, mais la consommation d’énergie des systèmes F-gas augmente également en été, a déclaré M. Alamanni. Et en hiver, les systèmes au CO₂ consomment moins d’énergie, de sorte que, globalement, par rapport aux systèmes traditionnels F-gas, « nous estimons que nos coûts énergétiques sont plus ou moins identiques ». En ce qui concerne le coût du fluide frigorigène, les F-gas sont nettement plus onéreux que le CO₂, a-t-il noté.
M. Alamanni a refusé de comparer les différents types de systèmes au CO₂ et les technologies d’efficacité énergétique. « Il est très difficile de comparer différents magasins situés à des endroits différents et soumis à des températures différentes », a-t-il déclaré.
« Au cours de cette vague de chaleur, nous n’avons rencontré aucun problème lié à la technologie. »
Ruggero Alamanni, INRES Coop
