BAT-TH-145 : la basse pression flottante vaut 3 600 kWh cumac par kW en réfrigération

Un compresseur frigorifique aspire le fluide à basse pression, côté évaporateur, et le refoule à haute pression, côté condenseur. Son travail dépend de l’écart entre ces deux pressions. La basse pression est dictée par la température à laquelle l’évaporateur doit produire son froid : plus l’évaporation est froide, plus le taux de compression monte, et plus chaque kilowatt de froid coûte de kilowatts électriques.

Sur une installation classique, la consigne de basse pression est fixe, calée à la mise en service sur le cas le plus défavorable : la chambre froide qui vient d’être chargée de marchandise tiède, l’après-midi d’août, le poste le plus éloigné de la centrale. Ce cas ne se produit que rarement dans l’année. Le reste du temps, la nuit, l’hiver, portes fermées, l’évaporateur pourrait travailler plusieurs degrés plus chaud sans que la température des produits ne bouge. La consigne fixe l’en empêche, et le compresseur paie cet écart en permanence.

La basse pression flottante inverse la logique. Le régulateur observe le besoin réel de froid, par la température des chambres, le temps d’ouverture des détendeurs ou l’écart entre consigne et mesure, et remonte la consigne d’aspiration jusqu’au point où le poste le plus exigeant est juste satisfait. Dès que le besoin repart, la consigne redescend. Le gain par kelvin gagné à l’évaporation se compte en quelques pour cent de consommation du compresseur, et un évaporateur plus chaud givre moins, déshydrate moins les denrées et appelle moins de dégivrages.

Cette physique explique le barème. Une centrale de réfrigération tourne toute l’année, 24 heures sur 24, et évapore très bas : la consigne a beaucoup de marge pour remonter, et souvent. D’où 3 600 kWh cumac par kW. Un groupe de climatisation de confort fonctionne quelques mois par an et produit déjà une eau glacée relativement chaude : la marge est courte et la saison aussi. D’où 310.

La fiche s’adresse aux propriétaires et exploitants de bâtiments tertiaires situés en France métropolitaine qui disposent d’un groupe de production de froid, mono-compresseur ou multi-compresseurs. Elle distingue deux applications, et le dossier doit en retenir une seule pour un groupe donné.

La première ligne, réfrigération ou conditionnement d’ambiance hors confort, couvre la centrale frigorifique d’un supermarché, les chambres froides d’une cuisine centrale, l’entrepôt frigorifique d’un logisticien, la chambre de conservation d’une pharmacie hospitalière, la patinoire, toute salle où l’on tient une ambiance pour un produit ou un procédé et non pour des personnes. La seconde ligne, climatisation de confort d’un local, vise le groupe d’eau glacée ou le système à détente directe qui rafraîchit des bureaux, un hôtel, une clinique, une surface de vente.

Les exclusions sont peu nombreuses mais nettes. Le centre de données est hors du secteur d’application : aucune ligne, aucune dérogation. L’outre-mer est hors champ. Pour la seule climatisation de confort, les bâtiments neufs relevant de la catégorie CE1, au sens de la réglementation thermique des bâtiments neufs citée par la fiche, n’ouvrent pas droit aux certificats ; cette exclusion ne touche pas la réfrigération. Enfin, la mise en place doit être réalisée par un professionnel, et comme pour toute opération CEE, le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement, en pratique avant la signature du devis.

• Éligible : groupe froid d’un bâtiment tertiaire de France métropolitaine, en réfrigération, en conditionnement d’ambiance hors confort ou en climatisation de confort.
• Exclu : tout centre de données informatiques, et l’outre-mer, par le secteur d’application lui-même.
• Exclu : climatisation de confort d’un bâtiment neuf de catégorie CE1. La réfrigération d’un bâtiment neuf n’est pas visée.

Le montant en kWh cumac est le produit d’une valeur du barème par P, la puissance électrique nominale totale du groupe de production de froid en kW. La valeur ne dépend que de l’application du groupe : 3 600 en réfrigération ou conditionnement d’ambiance hors confort, 310 en climatisation de confort d’un local. Pas de zone climatique, pas de distinction selon le type de condensation, pas de tranche de puissance.

P se lit sur la plaque signalétique du groupe, mono-compresseur ou multi-compresseurs. À défaut, on retient la puissance indiquée sur un document du fabricant du groupe. Deux pièges. D’abord, c’est la puissance électrique et non la puissance frigorifique : la puissance frigorifique d’un groupe est nettement plus élevée que sa puissance électrique, et la retenir à la place gonfle le montant sans aucune base dans la fiche. Ensuite, la fiche exclut explicitement la puissance du ou des compresseurs de secours : une centrale à quatre compresseurs dont un en redondance se compte sur trois.

Un point que la fiche ne tranche pas : ce que recouvre la puissance « totale du groupe » quand la plaque détaille les compresseurs d’un côté et les auxiliaires, ventilateurs ou pompes, de l’autre. Le texte dit seulement de retenir la valeur de la plaque du groupe, ou à défaut celle du document du fabricant. La lecture prudente : retenir la puissance que le fabricant déclare pour le groupe en tant que tel, ne rien y ajouter qui ne figure pas sur sa plaque, et reprendre cette valeur à l’identique dans l’étude préalable.

Avec deux valeurs et une seule variable, le calcul est immédiat, mais l’écart entre les deux lignes mérite d’être posé : 3 600 divisé par 310 donne environ 11,6. À puissance égale, un groupe de réfrigération vaut près de douze fois un groupe de confort. C’est le choix de la ligne, plus que la précision du kilowatt, qui fait le volume du dossier.

Prenons quatre installations courantes, avec une puissance électrique nominale lue sur la plaque. Centrale frigorifique d’un supermarché de 80 kW électriques : 3 600 × 80 = 288 000 kWh cumac. Entrepôt frigorifique d’un logisticien, centrale multi-compresseurs de 250 kW électriques hors secours : 3 600 × 250 = 900 000 kWh cumac. Cuisine centrale, groupe de 40 kW électriques alimentant les chambres froides et la salle de préparation tenue en ambiance fraîche : 3 600 × 40 = 144 000 kWh cumac.

Le quatrième cas montre le poids de la ligne. Immeuble de bureaux, groupe d’eau glacée de 120 kW électriques en climatisation de confort : 310 × 120 = 37 200 kWh cumac. Le même groupe de 120 kW en réfrigération aurait donné 3 600 × 120 = 432 000 kWh cumac. Un hôtel dont le groupe de confort affiche 45 kW électriques obtient 310 × 45 = 13 950 kWh cumac : un volume modeste, que seul le gain d’exploitation justifie, souvent réel sur un groupe à consigne fixe depuis quinze ans.

La pièce maîtresse est l’étude technique préalable. La fiche exige qu’elle soit établie par un professionnel ou un bureau d’études, qu’elle précise les besoins en froid de l’installation et la puissance électrique nominale nécessaire à son fonctionnement, et qu’elle mentionne les caractéristiques du groupe, mono-compresseur ou multi-compresseurs, ainsi que sa puissance électrique nominale totale en kW. C’est elle que la fiche désigne comme document justificatif spécifique. Le mot préalable a un sens : une étude rédigée après la pose pour compléter le dossier ne répond pas au texte.

Le système installé doit faire ce que la fiche décrit : adapter automatiquement la consigne de pression d’évaporation, ou de température en sortie d’évaporateur, en fonction du besoin de froid. Il faut donc une mesure du besoin, sondes d’ambiance ou retour des régulateurs de poste, et un régulateur capable de déplacer la consigne d’aspiration et d’agir sur la centrale, par étagement ou par variation de vitesse des compresseurs. Relever une fois pour toutes le pressostat basse pression n’est pas une régulation flottante, c’est une consigne fixe plus haute.

La preuve de réalisation, en pratique la facture, doit mentionner la mise en place d’un système de régulation sur un groupe de production de froid. À défaut, elle mentionne la marque et la référence de l’équipement posé, et un document du fabricant atteste que cet équipement est un système de régulation sur un groupe de production de froid. Dans les deux cas, la facture doit permettre d’identifier le groupe équipé, puisque c’est sa plaque qui fixe P. Une photo lisible de la plaque, jointe à l’étude, évite toute discussion au contrôle.

L’erreur la plus coûteuse porte sur P. Reprenons une centrale frigorifique à quatre compresseurs de 30 kW électriques dont un de secours. La puissance à retenir est 3 × 30 = 90 kW, et le montant 3 600 × 90 = 324 000 kWh cumac. Compter les quatre compresseurs donne 3 600 × 120 = 432 000 kWh cumac, soit 108 000 kWh cumac de trop, et un dossier qui ne correspond plus à la fiche.

Le second motif tient à la ligne retenue. La fiche oppose le froid produit pour des personnes, le confort, au froid produit pour des produits ou un procédé. Une salle de sport, un open space, une boutique rafraîchie pour la clientèle relèvent du confort, même tenus à 19 °C. Une réserve de produits frais ou une salle de découpe relèvent de la première ligne, même si du personnel y travaille. Quand un même groupe sert les deux, la fiche ne dit pas comment trancher : la lecture prudente est de retenir la ligne du confort, sauf si l’étude préalable démontre que le groupe est dimensionné et exploité pour le besoin hors confort.

Le bon ordre : faire établir l’étude préalable avant de commander, y faire figurer la plaque du groupe, le nombre de compresseurs en service, l’application retenue et sa justification, puis vérifier que le devis décrit un système de régulation à basse pression flottante avec sa mesure du besoin, et que la facture reprend ces termes. Quand ces points sont calés, le calcul tient en une multiplication et le dossier passe.

• Pas d’étude technique préalable, étude postérieure à la pose, ou étude muette sur la puissance électrique nominale totale du groupe : son absence est rédhibitoire.
• P surévaluée : compresseurs de secours comptés, ou puissance frigorifique retenue à la place de la puissance électrique de la plaque.
• Mauvaise ligne : local de confort déclaré en réfrigération pour obtenir 3 600 au lieu de 310, sans justification dans l’étude.
• Groupe d’un centre de données, ou climatisation de confort d’un bâtiment neuf de catégorie CE1 : exclusions explicites.
• Facture qui ne mentionne ni le système de régulation sur un groupe de production de froid, ni, à défaut, la marque et la référence complétées par un document du fabricant.
• Consigne basse pression relevée à la main, sans mesure du besoin ni action automatique : ce n’est pas une régulation flottante.
• Mandataire ou obligé intervenu après la signature du devis : le rôle actif et incitatif doit être établi au plus tard le jour de l’engagement.