Surchauffe et sous-refroidissement : comprendre simplement

Pour l’évaluation du certificat A1 de l’UE relatif aux gaz à effet de serre fluorés — comme pour la recherche de pannes au quotidien — vous pouvez résumer la surchauffe et le sous-refroidissement en une phrase chacun. Cette présentation d’AC Service Tech explique les deux notions. Apprenez ces définitions avant de passer votre examen du certificat A1.

Commencez par parcourir le cycle

Pour comprendre ces deux termes, vous devez d’abord savoir suivre le fluide frigorigène dans le circuit et indiquer son état en chaque point. La vidéo résume le parcours d’une traite :

« Une vapeur à basse pression et basse température entre dans le compresseur, puis en ressort à haute pression et haute température, au point où elle est la plus chaude. »

La suite du parcours :

1. Refoulement du compresseur — la vapeur est à haute pression et haute température, au point le plus chaud de toute l’installation.
2. Condenseur — la vapeur cède de la chaleur jusqu’à atteindre un état saturé où vapeur et liquide coexistent. Elle continue à céder de la chaleur jusqu’à devenir entièrement liquide, puis sa température continue à baisser à l’état liquide. Cette dernière baisse de température correspond au sous-refroidissement.
3. Conduite liquide et filtre déshydrateur — le déshydrateur absorbe l’humidité résiduelle dans l’installation, protégeant l’organe de détente contre la formation d’acides et les obstructions dues à la glace.
4. Organe de détente — une forte chute de pression transforme le liquide à haute pression et haute température en fluide frigorigène à basse pression et basse température, composé d’environ 80 % de liquide et 20 % de gaz instantané.
5. Évaporateur — le mélange absorbe de la chaleur, traverse la zone saturée au milieu du serpentin et devient entièrement vapeur. Toute augmentation de température au-delà de ce point correspond à la surchauffe.
6. Conduite d’aspiration — la vapeur à basse pression et basse température retourne au compresseur, et le cycle recommence.

Cette succession d’étapes est au cœur du thème Thermodynamique de l’édition UE. Elle contribue aussi aux connaissances et aux compétences pratiques nécessaires au contrôle d’étanchéité et à la charge lors de l’évaluation du certificat A1.

La surchauffe en une phrase

« La surchauffe est l’augmentation de température à l’état de vapeur dans le serpentin de l’évaporateur. »

Voilà toute la définition. Elle est facile à retenir parce qu’il n’existe qu’un seul endroit dans l’évaporateur où le fluide est uniquement à l’état de vapeur : après la zone saturée, près de la sortie. Ainsi, parler de vapeur dans l’évaporateur revient à parler de surchauffe.

Pour la mesurer, vous avez besoin de deux relevés :

• La pression d’aspiration, convertie en température de saturation à l’aide d’un tableau pression–température ou d’une application pour le fluide frigorigène concerné.
• La température de la conduite au même point, mesurée avec une sonde bien serrée et isolée.

Surchauffe = température mesurée de la conduite − température de saturation.

En pratique, comme le souligne la vidéo, une prise de pression est rarement disponible juste à la sortie de l’évaporateur. Les relevés se font donc à la vanne de service d’aspiration, près du compresseur. On obtient ainsi la surchauffe totale — la surchauffe de l’évaporateur à laquelle s’ajoute l’échauffement dû à la chaleur absorbée par la conduite d’aspiration sur le trajet de retour. C’est cette valeur qui sert de référence à la plupart des abaques de charge des fabricants.

Le sous-refroidissement en une phrase

« Le sous-refroidissement est la diminution de température à l’état liquide dans le serpentin du condenseur. »

Le raisonnement est le même, en sens inverse. Il n’existe qu’un seul endroit dans le condenseur où le fluide est uniquement liquide — après la zone saturée — donc parler de liquide dans le condenseur revient à parler de sous-refroidissement. Mesurez-le à la vanne de service de la conduite liquide, car vous pouvez y relever précisément la pression et obtenir une mesure fiable de la température.

Sous-refroidissement = température de saturation (déduite de la pression de la conduite liquide) − température mesurée de la conduite liquide.

Pourquoi est-ce si important ? Parce que l’organe de détente est conçu pour recevoir une colonne de liquide sans vapeur :

« Le sous-refroidissement est nécessaire pour garantir que, lorsque le liquide atteint enfin l’organe de détente, il est entièrement liquide et ne contient aucune vapeur. S’il contient de la vapeur, le fonctionnement ne sera pas très efficace. »

Les bulles de vapeur qui arrivent dans un détendeur ou un tube capillaire réduisent le débit massique et entraînent une alimentation insuffisante de l’évaporateur. L’installation perd de la puissance frigorifique, la pression d’aspiration baisse, et vous pouvez facilement conclure à tort à une charge insuffisante. Le véritable problème peut être un sous-refroidissement insuffisant dû à une restriction dans la conduite liquide ou à un déshydrateur partiellement obstrué. Le sous-refroidissement confirme aussi qu’un volume suffisant de fluide frigorigène est accumulé dans le condenseur pour alimenter régulièrement le détendeur.

Retenez la différence pratique soulignée par la vidéo : les valeurs de sous-refroidissement figurent généralement sur la plaque signalétique de l’unité, contrairement à la surchauffe cible, que vous devez déterminer en fonction des conditions du jour.

La surchauffe protège le compresseur

C’est un point sur lequel les examinateurs reviennent régulièrement. Le fluide frigorigène liquide est pratiquement incompressible. Si du liquide atteint le compresseur, vous risquez des coups de liquide, des dommages à la plaque à clapets, un lessivage de l’huile des paliers et, sur les compresseurs hermétiques, un grillage du moteur nécessitant ensuite une récupération du fluide frigorigène à base de gaz à effet de serre fluorés.

« Avec de la surchauffe, vous savez que c’est de la vapeur qui entre dans le compresseur. Si votre surchauffe est nulle, ou même de un ou deux degrés, du liquide pourrait encore entrer dans le compresseur au moment où le fluide l’atteint. »

Une surchauffe mesurée à zéro ne signifie pas que le fluide est « tout juste sec ». Elle signifie qu’il se trouve encore dans la zone saturée à cet endroit. Du liquide peut donc être mélangé à la vapeur, sans que vous puissiez en connaître la quantité. Une marge de surchauffe suffisante est votre seule garantie.

Installations à détendeur thermostatique et installations à orifice fixe

La méthode de charge dépend entièrement de l’organe de détente installé :

Détendeur thermostatique (TEV/TXV)

• Le détendeur module son ouverture pour maintenir lui-même la surchauffe à sa consigne, à condition que la charge soit correcte.
• Puisque le détendeur maintient la surchauffe constante, celle-ci ne sert pas d’indicateur de charge. Vous devez donc régler la charge selon le sous-refroidissement, en utilisant la valeur figurant sur la plaque signalétique.
• Effectuez la mesure à la vanne de service de la conduite liquide sur l’unité extérieure.

Piston, orifice fixe ou tube capillaire

• Il n’y a pas de modulation : la surchauffe varie donc avec la charge thermique et les conditions ambiantes.
• Vous réglez la charge selon la surchauffe, mesurée à la vanne de service d’aspiration.

« Avec un détendeur thermostatique, c’est le détendeur lui-même qui régule la surchauffe. En revanche, avec un piston, un orifice ou un tube capillaire, vous devez vérifier la charge en fluide frigorigène à partir de la surchauffe. »

La surchauffe cible varie avec la météo

L’erreur de charge la plus fréquente sur les installations à orifice fixe consiste à utiliser une valeur fixe. La surchauffe cible n’est pas constante : elle se lit sur un abaque de charge à partir de la température sèche extérieure et de la température humide intérieure, selon les conditions du jour.

• Temps chaud à l’extérieur et air humide à l’intérieur → charge thermique élevée sur l’évaporateur → surchauffe cible élevée.
• Temps frais à l’extérieur, air frais et sec à l’intérieur → faible charge thermique sur l’évaporateur → surchauffe cible faible.

Si vous réglez la charge d’une installation sur une surchauffe élevée par un après-midi chaud et humide, puis que cette même installation fonctionne par une matinée fraîche et sèche, la surchauffe peut s’effondrer et du liquide peut retourner au compresseur. La vidéo décrit les conséquences sans détour :

« Vous devez régler la valeur à partir de la température extérieure et de la température humide du jour, à l’aide de l’abaque de surchauffe cible… pour éviter que du liquide entre dans le compresseur lorsqu’il fait plus frais. C’est un point essentiel. »

La deuxième raison concerne l’efficacité. Une surchauffe excessive signifie qu’une partie de l’évaporateur n’accomplit aucun travail utile, que la puissance frigorifique diminue et que le compresseur fonctionne à une température trop élevée.

L’importance pour la conformité à la réglementation sur les gaz à effet de serre fluorés

Les mesures de surchauffe et de sous-refroidissement facilitent la recherche de pannes et la manipulation correcte des fluides frigorigènes. Ces activités concernent les obligations prévues par le règlement (UE) 2024/573 :

• L’art. 4 impose aux exploitants de prendre des précautions pour prévenir les fuites et de réparer les fuites détectées dans les meilleurs délais. Une surchauffe ou un sous-refroidissement anormal peut indiquer une fuite, une restriction ou une erreur de charge à examiner.
• L’art. 5 définit les exigences de contrôle d’étanchéité. Pour les équipements soumis à ces contrôles, les seuils applicables aux gaz de l’annexe I sont de 5 tonnes, 50 tonnes et 500 tonnes équivalent CO₂, avec des intervalles maximaux respectifs de 12, 6 et 3 mois. Les gaz de l’annexe II, section 1, ont des seuils correspondants de 1 kg, 10 kg et 100 kg. Ces intervalles sont doublés lorsqu’un système de détection des fuites opérationnel est installé. Des exemptions s’appliquent à certains équipements hermétiquement scellés et étiquetés.
• L’art. 8 impose la récupération des fluides frigorigènes à base de gaz à effet de serre fluorés présents dans les circuits fixes de réfrigération, de climatisation et de pompes à chaleur par du personnel titulaire du certificat approprié. Ajouter une charge excessive pour corriger une mauvaise valeur de surchauffe augmente la quantité de fluide frigorigène qui devra finalement être récupérée, ainsi que les émissions potentielles en cas de fuite.
• L’art. 10 du règlement (UE) 2024/573, ainsi que les art. 3–4 et l’annexe I du règlement d’exécution (UE) 2024/2215, établissent les exigences de certification et les compétences et connaissances minimales évaluées à l’examen. Le certificat A1 couvre le contrôle d’étanchéité, la récupération, l’installation, la maintenance, l’entretien, la réparation et la mise hors service impliquant des gaz à effet de serre fluorés et des hydrocarbures, sans limite de charge. Identifier l’état du fluide frigorigène et ses conditions avant la charge fait partie de l’évaluation pratique.

Pour l’évaluation du certificat A1 de l’UE relatif aux gaz à effet de serre fluorés, révisez ces notions dans les thèmes Thermodynamique, Contrôles avant mise en service, Détection des fuites et Manipulation des fluides frigorigènes. Sachez énoncer les deux définitions, indiquer le point de mesure de chacune et expliquer quelle mesure permet d’évaluer la charge.

Conseil pour l’examen : Si une question mentionne un détendeur thermostatique, pensez au sous-refroidissement. Si elle mentionne un tube capillaire, un orifice ou un piston, pensez à la surchauffe. Cette simple association permet de résoudre un nombre surprenant de questions à choix multiples.

Résumé pour réviser rapidement

	Surchauffe	Sous-refroidissement
État du fluide frigorigène	Vapeur	Liquide
Composant	Évaporateur	Condenseur
Se produit	Après la zone saturée	Après la zone saturée
Point de mesure	Vanne de service d’aspiration (surchauffe totale)	Vanne de service de la conduite liquide
Protection assurée	Compresseur contre les retours de liquide	Organe de détente contre le gaz instantané
Réglage de la charge selon cette mesure	Orifice fixe, piston, tube capillaire	Détendeur thermostatique
Source de la valeur cible	Abaque de charge (température sèche extérieure + température humide intérieure)	Plaque signalétique de l’unité

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Étudiez le thème Thermodynamique, puis passez un examen blanc chronométré. Relisez les explications correspondant à vos réponses incorrectes. L’application est une aide à la révision indépendante, sans affiliation à un organisme de certification, et ne remplace ni une formation agréée ni un examen.