Climatisation et refrigeration

Chapitre 3 : Climatisation et Réfrigération

Ce chapitre situe climatisation et réfrigération dans le travail quotidien du technicien en chauffage-climatisation : cycle frigorifique, compresseur, évaporateur, condenseur, détendeur, réfrigérants et mise en service. L'objectif est de relier les principes aux relevés de terrain, au dimensionnement, à la mise en service et au diagnostic, afin que chaque intervention soit sécuritaire, mesurable et conforme aux exigences québécoises. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Principes fondamentaux de la thermodynamique » et « Le cycle de réfrigération mécanique », puis des sous-thèmes associés.

Objectifs d'apprentissage

À la fin de ce chapitre, vous serez en mesure de :

6.Comprendre les principes fondamentaux de la thermodynamique appliqués à la climatisation et à la réfrigération

7.Identifier les composants principaux d'un système de réfrigération et expliquer leur fonctionnement

8.Distinguer les différents types de systèmes de climatisation résidentiels, commerciaux et industriels

9.Calculer les charges thermiques pour dimensionner correctement un équipement

10.Appliquer les normes et règlements en vigueur au Québec (RBQ, CCQ, CSA, BNQ) pour l'installation et l'entretien

11.Diagnostiquer les problèmes courants et effectuer la maintenance préventive

12.Manipuler les réfrigérants de façon sécuritaire et conforme à la réglementation environnementale

13.Préparer adéquatement l'examen de certification

Section 1 : Principes fondamentaux de la thermodynamique

Cette partie encadre principes fondamentaux de la thermodynamique sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les unités, les écarts de température, les débits et les pertes/gains de chaleur doivent être cohérents avant tout calcul de capacité. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Les bases de la chaleur et de la température » et « Les trois modes de transfert de chaleur », puis des sous-thèmes associés.

1.1 Les bases de la chaleur et de la température

Avant de plonger dans les systèmes de climatisation et de réfrigération, il faut bien comprendre la différence entre chaleur et température. La chaleur est une forme d'énergie qui se transfère d'un corps plus chaud à un corps plus froid. La température, elle, mesure le degré d'agitation des molécules d'une substance.

Point clé à retenir : La chaleur se déplace toujours du chaud vers le froid. C'est le principe de base sur lequel reposent tous les systèmes de réfrigération.

Les unités de mesure utilisées au Québec :

Température : degrés Celsius (°C) – norme SI

Chaleur : joules (J) ou British Thermal Units (BTU) – attention, dans l'industrie, on utilise encore souvent les BTU

Puissance frigorifique : tonnes de réfrigération (1 tonne = 12 000 BTU/h)

1.2 Les trois modes de transfert de chaleur

Cette partie encadre les trois modes de transfert de chaleur sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les unités, les écarts de température, les débits et les pertes/gains de chaleur doivent être cohérents avant tout calcul de capacité. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Conduction » et « Convection », puis des sous-thèmes associés.

Conduction

Transfert de chaleur par contact direct entre deux matériaux. Par exemple, la chaleur qui traverse les parois d'un réfrigérateur. Les matériaux isolants réduisent ce transfert.

Formule à connaître :

Q = k × A × (ΔT) / d

Q = taux de transfert de chaleur (W)

k = conductivité thermique du matériau (W/m·K)

A = surface de contact (m²)

ΔT = différence de température (K ou °C)

d = épaisseur du matériau (m)

Convection

Transfert de chaleur par mouvement d'un fluide (air ou liquide). C'est le principe utilisé dans les évaporateurs et condenseurs.

Exemple concret : Lorsque l'air chaud d'une pièce passe sur les serpentins froids d'un climatiseur, la chaleur est transférée par convection.

Rayonnement

Transfert de chaleur par ondes électromagnétiques. Le soleil qui chauffe un toit en est un bon exemple. Dans nos systèmes, c'est généralement le mode le moins important, mais il faut en tenir compte dans les calculs de charge thermique.

1.3 Les changements de phase

C'est le cœur de la réfrigération. Quand un liquide s'évapore, il absorbe de la chaleur (évaporation = refroidissement). Quand un gaz se condense, il libère de la chaleur (condensation = chauffage).

Les quatre changements de phase importants :

Évaporation : liquide → gaz (absorbe de la chaleur)

Condensation : gaz → liquide (libère de la chaleur)

Fusion : solide → liquide (absorbe de la chaleur)

Solidification : liquide → solide (libère de la chaleur)

Attention à l'examen : On vous demandera souvent d'expliquer pourquoi l'évaporation refroidit. La réponse : parce qu'il faut de l'énergie (chaleur latente) pour briser les liaisons moléculaires du liquide.

1.4 La pression et la température de saturation

Dans un système de réfrigération, le réfrigérant change de phase à des températures et pressions spécifiques. La température de saturation est la température à laquelle un liquide bout à une pression donnée.

Relation pression-température : Plus la pression est élevée, plus la température d'ébullition est haute. C'est pourquoi on peut faire bouillir de l'eau à 120°C dans une chaudière sous pression.

Exemple pratique : Le R-134a bout à environ -26°C à pression atmosphérique. Mais dans un système de climatisation automobile, il est sous pression et bout à environ 5°C dans l'évaporateur.

Section 2 : Le cycle de réfrigération mécanique

Cette partie encadre le cycle de réfrigération mécanique sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Vue d'ensemble du cycle » et « Le compresseur », puis des sous-thèmes associés.

2.1 Vue d'ensemble du cycle

Le cycle de réfrigération mécanique est un processus en quatre étapes qui permet de transférer la chaleur d'un endroit à un autre. On l'appelle souvent le cycle de compression de vapeur.

Les quatre composants essentiels :

57.Compresseur

58.Condenseur

59.Détendeur (ou valve d'expansion)

60.Évaporateur

2.2 Le compresseur

Le compresseur est le cœur du système. Il aspire le réfrigérant gazeux à basse pression et le comprime à haute pression. En le comprimant, il augmente sa température.

Types de compresseurs courants :

Compresseur alternatif : Utilise des pistons. Robuste et fiable, mais plus bruyant.

Compresseur rotatif : Utilise une palette rotative. Silencieux, idéal pour les petits systèmes.

Compresseur scroll (à spirale) : Deux spirales imbriquées. Très efficace, populaire dans les systèmes modernes.

Compresseur centrifuge : Pour les très gros systèmes industriels.

Conseil pratique : Lors de l'installation, assurez-vous que le compresseur est bien nivelé. Un mauvais alignement peut causer des vibrations et réduire sa durée de vie.

2.3 Le condenseur

Le condenseur reçoit le gaz chaud à haute pression du compresseur. L'air ou l'eau plus froid qui circule autour des serpentins fait condenser le gaz en liquide. Ce processus libère de la chaleur.

Types de condenseurs :

À air refroidi : Le plus commun dans le résidentiel. Utilise un ventilateur.

À eau refroidie : Plus efficace, utilisé dans les systèmes commerciaux.

Évaporatif : Combine air et eau pour un meilleur transfert de chaleur.

Norme importante (CSA) : Les condenseurs doivent être installés avec un dégagement minimal de 60 cm (24 pouces) de tout obstacle pour assurer une circulation d'air adéquate.

2.4 Le détendeur

Le détendeur fait chuter la pression du réfrigérant liquide. Cette baisse de pression abaisse la température d'ébullition du réfrigérant, le préparant à s'évaporer dans l'évaporateur.

Types de détendeurs :

Capillaire (tube capillaire) : Un simple tube de petit diamètre. Pas de pièces mobiles, économique, utilisé dans les petits appareils.

Détendeur thermostatique (TXV) : Ajuste le débit de réfrigérant en fonction de la température de sortie de l'évaporateur. Plus précis, meilleur rendement.

Détendeur électronique (EEV) : Contrôlé par un microprocesseur. Très précis, utilisé dans les systèmes à haut rendement.

2.5 L'évaporateur

L'évaporateur est l'endroit où le réfrigérant absorbe la chaleur. Le liquide à basse pression entre dans l'évaporateur et s'évapore en absorbant la chaleur du milieu à refroidir (l'air d'une pièce, l'eau d'un refroidisseur, etc.).

Types d'évaporateurs :

À air forcé : Un ventilateur souffle l'air sur les serpentins. Utilisé dans les climatiseurs muraux.

À détente directe (DX) : Le réfrigérant s'évapore directement dans les serpentins qui refroidissent l'air.

Refroidisseur d'eau (chiller) : Le réfrigérant refroidit de l'eau qui circule ensuite vers des unités de traitement d'air.

2.6 Le cycle complet étape par étape

89.Étape 1 – Compression : Le compresseur aspire le gaz à basse pression (environ 50-70 psi pour le R-22) et le comprime à haute pression (environ 200-250 psi). La température monte à environ 70-90°C.

90.Étape 2 – Condensation : Le gaz chaud entre dans le condenseur. L'air extérieur (ou l'eau) refroidit le gaz, qui se condense en liquide à environ 40-50°C. La chaleur est rejetée à l'extérieur.

91.Étape 3 – Détente : Le liquide à haute pression passe par le détendeur. La pression chute brusquement, et une partie du liquide s'évapore instantanément (flash gazeux). La température chute à environ 5-10°C.

92.Étape 4 – Évaporation : Le mélange liquide-gaz entre dans l'évaporateur. Le liquide absorbe la chaleur de l'air de la pièce et s'évapore complètement. Le gaz retourne au compresseur, et le cycle recommence.

Exemple concret : Un climatiseur mural de 12 000 BTU/h (1 tonne) dans une chambre à coucher. Le compresseur aspire le R-410A à environ 120 psi et le comprime à environ 350 psi. Le condenseur rejette la chaleur à l'extérieur. Le détendeur abaisse la pression à 120 psi, et l'évaporateur refroidit l'air à 12°C avant de le souffler dans la pièce.

Section 3 : Les réfrigérants

Cette partie encadre les réfrigérants sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Historique et réglementation » et « Réfrigérants courants », puis des sous-thèmes associés.

3.1 Historique et réglementation

Les réfrigérants ont beaucoup évolué. Les CFC (comme le R-12) et les HCFC (comme le R-22) ont été progressivement retirés à cause de leur impact sur la couche d'ozone. Aujourd'hui, on utilise principalement des HFC (comme le R-410A) et des HFO (comme le R-1234yf).

Réglementation au Québec :

La RBQ exige que les techniciens soient certifiés pour manipuler les réfrigérants.

Le Règlement sur les halocarbures du gouvernement du Québec encadre l'utilisation, la récupération et la destruction des réfrigérants.

La CSA a des normes pour la conception et l'installation des systèmes.

3.2 Réfrigérants courants

*PRG = Potentiel de Réchauffement Global

Conseil pour l'examen : On vous demandera probablement de connaître les PRG et les applications des réfrigérants courants. Apprenez le tableau ci-dessus.

3.3 Manipulation sécuritaire des réfrigérants

Règles d'or :

108.Récupérez toujours le réfrigérant avant d'ouvrir un circuit. Ne le relâchez jamais dans l'atmosphère.

109.Portez des gants et des lunettes de protection. Les réfrigérants peuvent causer des brûlures par le froid (frostbite).

110.Ventilez la zone de travail. Certains réfrigérants (comme le R-32) sont inflammables.

111.Utilisez un détecteur de fuites pour vérifier l'étanchéité après une intervention.

112.Respectez les limites de pression des équipements. Ne dépassez jamais la pression de service maximale indiquée sur la plaque signalétique.

Procédure de récupération :

114.Branchez le manifold (collecteur) au système.

115.Connectez le cylindre de récupération (propre et vide) au récupérateur.

116.Ouvrez les vannes du manifold et démarrez le récupérateur.

117.Surveillez la pression. Arrêtez quand le système est en vide (environ 0 psi).

118.Pesez le cylindre pour connaître la quantité récupérée.

Section 4 : Les systèmes de climatisation

Cette partie encadre les systèmes de climatisation sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Climatisation résidentielle » et « Climatisation commerciale », puis des sous-thèmes associés.

4.1 Climatisation résidentielle

Cette partie encadre climatisation résidentielle sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Système split (bibloc) » et « Système central (gainable) », puis des sous-thèmes associés.

Système split (bibloc)

Le plus commun dans les maisons québécoises. Il comprend :

Unité extérieure : Compresseur, condenseur, ventilateur

Unité intérieure : Évaporateur, ventilateur, filtre à air

Avantages : Efficace, relativement silencieux à l'intérieur, flexible (on peut ajouter des unités intérieures multiples).

Inconvénients : Installation plus complexe, besoin de passer des conduites de réfrigérant entre les deux unités.

Système central (gainable)

L'évaporateur est installé dans le conduit de la fournaise. L'air refroidi circule dans toute la maison par les conduits existants.

Avantages : Distribution uniforme, esthétique (rien de visible à l'intérieur).

Inconvénients : Moins efficace si les conduits sont mal isolés, coût d'installation plus élevé.

Thermostat intelligent

Obligatoire dans les nouvelles constructions au Québec depuis 2023 (norme BNQ). Il permet de programmer la température et de réduire la consommation.

4.2 Climatisation commerciale

Cette partie encadre climatisation commerciale sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Système rooftop (unité sur toit) » et « Système VRV/VRF (débit de réfrigérant variable) ».

Système rooftop (unité sur toit)

Une seule unité qui contient tous les composants. Installée sur le toit des bâtiments commerciaux.

Avantages : Facile d'entretien (accessible), ne prend pas d'espace intérieur.

Inconvénients : Exposé aux intempéries, peut être moins efficace en hiver.

Système VRV/VRF (débit de réfrigérant variable)

Un système avancé qui permet de chauffer et refroidir différentes zones simultanément. Très populaire dans les immeubles de bureaux.

Principe : Un compresseur à vitesse variable ajuste le débit de réfrigérant pour répondre exactement aux besoins de chaque zone.

Exemple concret : Dans un immeuble de bureaux, le côté sud peut être en climatisation pendant que le côté nord est en chauffage. Le VRV récupère la chaleur du côté sud pour chauffer le côté nord.

4.3 Climatisation industrielle

Cette partie encadre climatisation industrielle sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Refroidisseur d'eau (chiller) » et « Système de précision ».

Refroidisseur d'eau (chiller)

Produit de l'eau glacée (environ 5-7°C) qui circule vers des unités de traitement d'air ou des procédés industriels.

Types :

Refroidisseur à air : Condenseur refroidi par air. Plus simple, moins efficace.

Refroidisseur à eau : Condenseur refroidi par eau (tour de refroidissement). Plus efficace, mais nécessite plus d'entretien.

Système de précision

Utilisé dans les centres de données, les salles informatiques. Maintient une température et une humidité très stables.

Section 5 : Calcul des charges thermiques

Cette partie encadre calcul des charges thermiques sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : le dimensionnement doit distinguer charges sensibles, latentes, apports internes, enveloppe et conditions extérieures de calcul. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Pourquoi calculer la charge thermique ? » et « Les sources de chaleur », puis des sous-thèmes associés.

5.1 Pourquoi calculer la charge thermique ?

Pour dimensionner correctement un système de climatisation, il faut connaître la quantité de chaleur à évacuer. Un système trop petit ne refroidira pas assez. Un système trop grand coûtera plus cher et fonctionnera par cycles courts (court-cycling), ce qui réduit sa durée de vie.

Norme : La méthode de calcul recommandée est celle de l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). Au Québec, on utilise souvent le Logiciel HRAI (Heating, Refrigeration and Air Conditioning Institute of Canada).

5.2 Les sources de chaleur

Chaleur externe :

Ensoleillement à travers les fenêtres (gain solaire)

Chaleur transmise par les murs, le toit, le plancher (conduction)

Infiltration d'air chaud par les portes et fenêtres

Chaleur interne :

Occupants (environ 100 W par personne au repos)

Éclairage (environ 10-15 W/m²)

Appareils électriques (ordinateurs, réfrigérateurs, etc.)

Chaleur des moteurs et des procédés

5.3 Méthode de calcul simplifiée

Pour un calcul rapide (estimation), on utilise la règle du pouce :

Charge thermique (BTU/h) = Surface (pi²) × Facteur de charge

Facteurs de charge typiques pour le Québec :

Maison bien isolée : 25-30 BTU/h/pi²

Maison moyenne : 30-35 BTU/h/pi²

Maison mal isolée : 35-40 BTU/h/pi²

Exemple concret : Une maison de 1 500 pi² avec isolation moyenne.

Charge estimée = 1 500 × 32 = 48 000 BTU/h = 4 tonnes

Attention : Cette méthode est une estimation seulement. Pour un dimensionnement précis, utilisez un logiciel comme le HRAI ou consultez un ingénieur.

5.4 Méthode détaillée (résumé)

La méthode complète de l'ASHRAE (ou de la CSA) prend en compte :

181.Orientation et superficie des fenêtres (gain solaire)

182.Type de vitrage (simple, double, triple)

183.Isolation des murs et du toit (valeur R)

184.Taux d'infiltration (étanchéité du bâtiment)

185.Nombre d'occupants et leur activité

186.Éclairage et équipements (puissance en watts)

187.Température extérieure de conception (pour le Québec, on utilise généralement 30°C pour Montréal, 28°C pour Québec)

Formule de base :

Q_total = Q_murs + Q_fenêtres + Q_toit + Q_infiltration + Q_occupants + Q_équipements

Chaque terme se calcule avec la formule de conduction ou de gain solaire appropriée.

Section 6 : Installation et mise en service

Cette partie encadre installation et mise en service sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Préparation du site » et « Pose des conduites de réfrigérant », puis des sous-thèmes associés.

6.1 Préparation du site

Pour l'unité extérieure :

Choisissez un endroit plat, stable, bien drainé

Éloignez-la des fenêtres des chambres (bruit)

Assurez un dégagement d'au moins 60 cm de chaque côté

Installez-la sur des patins anti-vibrations (vendus en quincaillerie)

Évitez les endroits où la neige peut s'accumuler en hiver (importante au Québec !)

Pour l'unité intérieure (split) :

Choisissez un mur intérieur (plus facile pour le passage des conduites)

Évitez les coins où la circulation d'air est bloquée

Installez-la à au moins 20 cm du plafond

Assurez-vous qu'il n'y a pas de prises électriques derrière

6.2 Pose des conduites de réfrigérant

Règles importantes :

Utilisez du cuivre de type L (paroi épaisse) pour les conduites de réfrigérant

Respectez les longueurs maximales indiquées par le fabricant (généralement 15-30 m pour un split)

Isolez la conduite de gaz (la grosse) avec de la mousse isolante d'au moins 1 cm d'épaisseur

La conduite de liquide (la petite) n'a pas besoin d'être isolée dans les climats tempérés

Soudure :

Utilisez un alliage d'argent à 15% (brasage fort)

Purgez à l'azote pendant la soudure pour éviter l'oxydation à l'intérieur du tube

Refroidissez la soudure avec un chiffon humide après (attention aux brûlures)

6.3 Test d'étanchéité et mise sous vide

Test d'étanchéité :

217.Branchez le manifold au port de service

218.Ouvrez la vanne d'azote et montez à 150 psi (ou la pression recommandée par le fabricant)

219.Fermez la vanne d'azote et attendez 15 minutes

220.Si la pression ne baisse pas, le système est étanche

221.Si la pression baisse, cherchez la fuite avec un détecteur ou de l'eau savonneuse

Mise sous vide :

223.Relâchez l'azote et connectez la pompe à vide

224.Ouvrez les vannes du manifold

225.Faites le vide jusqu'à 500 microns (environ 30-60 minutes selon la taille du système)

226.Fermez les vannes et arrêtez la pompe

227.Attendez 10 minutes. Si la pression ne remonte pas au-dessus de 1000 microns, le vide est bon

Conseil pour l'examen : On vous demandera peut-être pourquoi on fait le vide. Réponse : pour enlever l'humidité et les gaz non condensables (comme l'air) qui réduiraient l'efficacité du système.

6.4 Chargement du réfrigérant

230.Pesez le cylindre de réfrigérant avant de commencer

231.Connectez le cylindre au manifold (vanne de liquide)

232.Ouvrez la vanne du manifold côté liquide

233.Chargez la quantité exacte indiquée sur la plaque signalétique (en livres ou en kilogrammes)

234.Surveillez la pression et la température de sortie de l'évaporateur

235.Vérifiez la surchauffe (superheat) et le sous-refroidissement (subcooling)

Formule de surchauffe :

Surchauffe = Température de la conduite de gaz à la sortie de l'évaporateur - Température de saturation à la pression d'aspiration

Valeurs typiques :

Surchauffe : 5-10°C (idéalement 6-8°C)

Sous-refroidissement : 5-10°C (idéalement 7-9°C)

Section 7 : Maintenance et dépannage

Cette partie encadre maintenance et dépannage sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Maintenance préventive » et « Problèmes courants et diagnostics », puis des sous-thèmes associés.

7.1 Maintenance préventive

Mensuelle (par le propriétaire) :

Nettoyer ou remplacer le filtre à air

Vérifier que l'unité extérieure n'est pas obstruée par des feuilles ou de la neige

Annuelle (par un technicien certifié) :

Vérifier les pressions de fonctionnement

Inspecter les connexions électriques et les serrer si nécessaire

Nettoyer les serpentins du condenseur (avec un nettoyant spécifique)

Vérifier le niveau d'huile du compresseur

Tester les sécurités (pressostats, thermostats)

Vérifier les fuites de réfrigérant

Lubrifier les moteurs de ventilateur (si applicable)

Conseil pratique : Au Québec, faites la maintenance annuelle au printemps, avant la saison de climatisation. Les techniciens sont moins occupés et vous éviterez les pannes en plein été.

7.2 Problèmes courants et diagnostics

7.3 Dépannage avancé : utilisation du manifold

Lecture des pressions :

Basse pression (BP) : Mesure à l'aspiration du compresseur. Normalement entre 50 et 80 psi pour le R-22, 100-150 psi pour le R-410A.

Haute pression (HP) : Mesure au refoulement du compresseur. Normalement entre 150 et 250 psi pour le R-22, 250-400 psi pour le R-410A.

Interprétation :

BP basse + HP basse = Manque de réfrigérant

BP haute + HP haute = Excès de réfrigérant ou condenseur encrassé

BP basse + HP normale = Évaporateur sale ou filtre bouché

BP normale + HP haute = Condenseur encrassé ou ventilateur défectueux

Attention : Les pressions varient selon la température ambiante. Consultez toujours le tableau pression-température du réfrigérant utilisé.

Section 8 : Normes et réglementation au Québec

Cette partie encadre normes et réglementation au québec sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Régie du bâtiment du Québec (RBQ) » et « Commission de la construction du Québec (CCQ) », puis des sous-thèmes associés.

8.1 Régie du bâtiment du Québec (RBQ)

La RBQ exige que :

Les installations de climatisation et de réfrigération soient réalisées par un entrepreneur titulaire d'une licence appropriée (sous-catégorie 16.1 – Réfrigération)

Les techniciens soient certifiés pour la manipulation des réfrigérants (certificat valide 5 ans)

Les plans et devis soient préparés par un ingénieur pour les systèmes de plus de 20 tonnes

8.2 Commission de la construction du Québec (CCQ)

Les travailleurs en réfrigération doivent détenir un certificat de compétence de la CCQ

Le programme d'apprentissage est de 4 ans (8 000 heures) pour le métier de frigoriste

Les salaires et conditions de travail sont déterminés par les conventions collectives

8.3 Association canadienne de normalisation (CSA)

Normes applicables :

CSA C22.2 No. 236 : Appareils de réfrigération et de climatisation

CSA B52 : Code de sécurité pour les systèmes de réfrigération mécanique

CSA C273 : Performance énergétique des climatiseurs

8.4 Bureau de normalisation du Québec (BNQ)

BNQ 1070-100 : Exigences d'efficacité énergétique pour les climatiseurs

BNQ 1070-200 : Méthode de calcul des charges thermiques

8.5 Règlement sur les halocarbures (Québec)

Interdiction de rejeter des halocarbures dans l'environnement

Obligation de récupérer, recycler ou détruire les halocarbures

Tenue d'un registre des quantités de réfrigérant utilisées

Déclaration annuelle au gouvernement pour les systèmes de plus de 10 kg

Sanctions : Amende de 500 $ à 100 000 $ pour une personne physique, jusqu'à 500 000 $ pour une entreprise.

Section 9 : Conseils pour l'examen de certification

Cette partie encadre conseils pour l'examen de certification sous l’angle pratique du chauffage, de la climatisation et de la ventilation : les pressions, températures de saturation, surchauffe et sous-refroidissement sont les repères de fonctionnement du circuit frigorifique. Avant d’appliquer les procédures détaillées, il faut identifier les données d’entrée, les limites de l’équipement et les critères de conformité qui guideront les choix techniques. Cette mise en contexte prépare ensuite l’étude de « Structure de l'examen » et « Sujets à maîtriser absolument », puis des sous-thèmes associés.

9.1 Structure de l'examen

L'examen de certification pour frigoristes (ou techniciens en climatisation) au Québec comprend généralement :

297.Partie théorique : Questions à choix multiples sur les principes fondamentaux, les composants, les réfrigérants, les normes

298.Partie pratique : Mise en situation, diagnostic, intervention sur un système

299.Partie réglementaire : Questions sur la RBQ, la CCQ, le Règlement sur les halocarbures

9.2 Sujets à maîtriser absolument

Le cycle de réfrigération (les 4 étapes, les composants)

Les types de réfrigérants et leurs caractéristiques (PRG, applications)

Les calculs de charge thermique (méthode simplifiée et détaillée)

Les procédures de récupération et de chargement

Les normes de sécurité (pressions, températures, dégagements)

Les réglementations environnementales

9.3 Erreurs fréquentes à éviter

308.Confondre pression et température – Rappelez-vous : la pression augmente avec la température

309.Oublier les unités – Les examens québécois utilisent le système métrique, mais les BTU sont encore courants

310.Négliger les normes – Les questions sur la RBQ et la CCQ sont fréquentes

311.Mélanger les réfrigérants – Ne jamais mélanger R-22 et R-410A, les huiles sont incompatibles

312.Sauter l'étape de mise sous vide – C'est une cause fréquente de panne et une question d'examen classique

9.4 Ressources recommandées

Manuel de l'ASHRAE (Fondamentaux et Applications)

Code de sécurité CSA B52 (disponible en ligne)

Guide de la RBQ sur les systèmes de réfrigération

Formation en ligne de la CCQ (cours de mise à niveau)

Sites web : HRAI, NRCan (Ressources naturelles Canada)

Résumé du chapitre

La climatisation et la réfrigération reposent sur le cycle de compression de vapeur en quatre étapes : compression, condensation, détente et évaporation. Ce cycle permet de transférer la chaleur d'un endroit à un autre en utilisant un réfrigérant qui change de phase à des températures et pressions contrôlées.

Les composants essentiels sont le compresseur (cœur du système), le condenseur (rejette la chaleur), le détendeur (abaisse la pression) et l'évaporateur (absorbe la chaleur). Chaque composant a des variations selon l'application (résidentiel, commercial, industriel).

Les réfrigérants ont évolué des CFC vers les HFC et HFO pour réduire l'impact environnemental. Au Québec, la manipulation des réfrigérants est strictement réglementée par la RBQ et le Règlement sur les halocarbures. Les techniciens doivent être certifiés et respecter les procédures de récupération et de sécurité.

Le calcul des charges thermiques est essentiel pour dimensionner correctement un système. La méthode simplifiée (25-40 BTU/h/pi²) donne une estimation, mais la méthode détaillée de l'ASHRAE ou du HRAI est nécessaire pour un dimensionnement précis.

L'installation comprend la préparation du site, la pose des conduites de réfrigérant (cuivre type L, soudure à l'argent), le test d'étanchéité (azote à 150 psi), la mise sous vide (500 microns) et le chargement du réfrigérant (quantité exacte, vérification de la surchauffe et du sous-refroidissement).

La maintenance préventive annuelle (printemps au Québec) comprend la vérification des pressions, le nettoyage des serpentins, l'inspection électrique et la recherche de fuites. Les problèmes courants incluent les fuites de réfrigérant, les filtres sales et les composants défectueux.

Les normes et réglementations québécoises (RBQ, CCQ, CSA, BNQ) encadrent strictement l'industrie. Les techniciens doivent connaître les exigences de licence, de certification et de déclaration environnementale.

Pour réussir l'examen de certification, maîtrisez les principes fondamentaux, les procédures pratiques et la réglementation. Évitez les erreurs courantes comme confondre pression et température ou négliger les normes.

La climatisation et la réfrigération sont des métiers techniques exigeants mais gratifiants au Québec, avec une demande constante due à notre climat. En maîtrisant ce chapitre, vous serez bien préparé pour la certification et pour une carrière réussie dans le domaine.

La climatisation et la réfrigération reposent sur le cycle thermodynamique de compression de vapeur. Ce cycle comporte quatre phases principales: la compression, la condensation, la détente et l'évaporation. Le réfrigérant circule en boucle fermée dans le système. Au cours de l'évaporation, le réfrigérant absorbe la chaleur de l'espace à refroidir. Le compresseur augmente la pression et la température du réfrigérant, puis le condenseur libère cette chaleur vers l'extérieur. Le détendeur abaisse la pression du réfrigérant avant qu'il n'entre dans l'évaporateur.

Les types de systèmes de climatisation comprennent les systèmes centraux à conduits, les systèmes sans conduit (mini-split), les systèmes multi-split, les thermopompes et les climatiseurs individuels. La thermopompe est un système réversible qui peut fournir à la fois le chauffage et la climatisation en inversant le cycle de réfrigération. Le coefficient de performance d'une thermopompe diminue lorsque la température extérieure baisse, ce qui limite son efficacité pour le chauffage dans les climats très froids comme celui du Québec.

Les réfrigérants utilisés dans les systèmes de CVC sont classés selon leur impact environnemental. Le potentiel de réchauffement global (PRG) et le potentiel de destruction de l'ozone (PDO) sont les paramètres principaux. Les réfrigérants de la série R-410A, R-32 et R-454B sont couramment utilisés dans les nouveaux équipements. La récupération des réfrigérants lors de l'entretien ou du déclassement des équipements est obligatoire et réglementée par le Règlement sur les halocarbures.

Les thermopompes air-air sont les systèmes de climatisation les plus courants au Québec. Elles sont composées d'une unité extérieure contenant le compresseur et le condenseur, et d'une unité intérieure contenant l'évaporateur et le ventilateur. Les thermopompes mini-split sans conduit sont particulièrement adaptées aux bâtiments existants où l'installation de conduits serait difficile ou trop coûteuse. Chaque unité intérieure est raccordée à l'unité extérieure par une paire de tubes de cuivre isolés contenant le réfrigérant. Les thermopompes multi-split peuvent alimenter jusqu'à 8 unités intérieures à partir d'une seule unité extérieure.

Le dimensionnement d'un système de climatisation doit être effectué selon la méthode de calcul de charge calorifique, qui prend en compte les gains de chaleur par les murs, les fenêtres, le toit, le plancher, l'infiltration d'air et les sources internes de chaleur (occupants, équipements, éclairage). Les logiciels de calcul de charge comme le Manual J aux États-Unis ou les méthodes de l'ASHRAE sont utilisés par les professionnels. Un système surdimensionné entraîne un fonctionnement inefficace par cycles courts, tandis qu'un système sous-dimensionné ne peut pas maintenir la température de consigne. La puissance frigorifique est exprimée en tonnes de réfrigération, où une tonne équivaut à 12 000 BTU/h.

La maintenance pré