Gaz fluoré

Ils sont communément classés en cinq catégories :

• les chlorofluorocarbures (CFC) ;
• les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) ;
• les hydrofluorocarbures (HFC) ;
• les perfluorocarbures (PFC) ;
• l'hexafluorure de soufre (SF₆).

Il existe aussi d'autres catégories de gaz fluorés, moins présentes sur le plan environnemental :

• les bromofluorocarbures ;
• les éthers fluorés ;
• le trifluorure d'azote (NF₃).

À l’exception du chlorure de méthyle (CH₃Cl) d’origine marine, tous les gaz de ces cinq catégories sont d’origine synthétique[1].

Ces derniers, outre qu'ils détruisent l'ozone, agissent comme gaz à effet de serre (GES) et participent donc au réchauffement climatique de la planète.

Bien que ces gaz ne soient émis qu’en petites quantités (< 2 % des GES au Canada)[2], ils possèdent de très bonnes espérances de vie dans l’atmosphère, de sorte que leur potentiel de réchauffement planétaire (PRP - cent ans) est très élevé.

Ces gaz ont donc un effet durable dans l’atmosphère et leur accumulation préoccupe les groupes environnementaux.

Dans le monde : L’utilisation des CFC et des HCFC a été bannie lors du Protocole de Montréal (1987) en raison du fait que ces derniers avaient un effet néfaste sur la diminution de la couche d’ozone. La radiation de ces gaz par les rayons ultraviolets dans l’atmosphère libère du chlore radicalaire, ce dernier catalysant la décomposition de l’ozone (O₃) en dioxygène (O₂).

En Europe : L’Union européenne a quant à elle émis un plan de régulation concret sur les gaz fluorés. Le règlement[4] de mai 2006 impose en Europe des normes de réduction des émissions de certains GES fluorés. Les États-membres doivent mieux faire confiner ces gaz fluorés et en bannir certaines applications. Le confinement inclut notamment la nécessité de prendre toutes les mesures techniquement et économiquement possibles pour empêcher ou minimiser les fuites de ces gaz dans les appareils les utilisant, assurer une étanchéité maximale de ces appareils, que les systèmes contenant plus de trois kilogrammes de gaz fluorés soient registrés et que ceux contenant plus de trois cents kilogrammes de gaz fluorés soient équipés de systèmes de détection des fuites. Les autres mesures apportées par ce règlement incluent notamment l’étiquetage obligatoire des équipements et des produits contenant des gaz fluorés, une meilleure formation du personnel manipulant ces équipements, des normes de récupération lorsque possible ainsi que la mise en place d’un registre surveillant les utilisateurs de gaz fluorés.

Certaines restrictions d’usage et de commercialisation sont ou seront mises en place pour certaines applications des gaz fluorés, notamment l’interdiction du SF₆ pour le remplissage des pneumatiques automobiles (juillet 2007) ainsi que pour le moulage sous pression du magnésium (janvier 2008)[5].

Cinq règlements[6] ont été adoptés le 2 avril 2008 en application du règlement (CE) n^o 842/2006 du 17 mai 2006 relatif à certains gaz à effet de serre fluorés (GESF).
En 2008 un Règlement [7] établit le modèle notification des programmes de formation et de certification des États membres, et en 2009 un nouveau règlement [8] impose aux États membres des mesures plus restrictives que celles du protocole de Montréal :

• La production et la mise sur le marché des 8 types de SAO listés par le protocole de Montréal, ainsi que la mise sur le marché d’équipements qui contiennent ces substances ou qui en sont tributaires, sont interdites ;
• La mise sur le marché des HCFC vierges, régénérés et recyclés est interdite ;
• Les États membres doivent définir un niveau minimum de formation du personnel d’entretien des équipements contenant des substances réglementées afin d’éviter et de réduire au minimum les fuites et émissions ;
• Les substances contenues dans des équipements doivent être récupérées en vue de leur traitement.

En France les fluides frigorigènes frigorifiques et de climatisation relèvent notamment du Code français de l'environnement[9]. Les gaz fluorés utilisés comme agent extincteur dans les systèmes de protection contre les incendies, comme diélectrique dans les appareillages de connexion à haute-tension ou comme solvants sont concernés par les articles R.521-54 À R.521-68 du même Code.
Un décret (n°2011-396) du 13 avril 2011[10] impose à de nouveaux acteurs de déclarer à l'ADEME des informations sur les flux de distribution, de collecte et de traitement de gaz fluorés (Les producteurs d’équipements préchargés en fluides frigorigènes relevant des réglementations VHU et DEEE étaient antérieurement exemptés de déclaration à l’Observatoire des gaz fluorés)[3].
Un décret de 2015 [11] précise que les HFO ne font pas partie du périmètre des gaz fluorés pris en compte par l’Observatoire (mais leur déclaration volontaire est possible sur le portail SYDEREP[3].
L'Ademe a souligné en 2017 qu'une part importante du secteur DEEE ne remplit pas ses obligations de déclaration[3].

Puisque les atomes de chlore présents dans les CFC et les HCFC sont responsables de l’effet destructeur sur la couche d’ozone, ces derniers ont été remplacés majoritairement par les HFC, des composés ne contenant que des atomes de carbone, de fluor et d’hydrogène (sans chlore). Les HFC n’étaient pratiquement pas utilisés avant la mise en application du Protocole de Montréal et leur utilisation se veut une bonne alternative par rapport aux CFC. De par le fait qu’ils ne contiennent pas d’atome de chlore, les PFC et le SF₆ sont eux aussi non dangereux pour la couche d’ozone[12].

Une diminution des émissions de PFC et de SF₆ a été observée un peu partout dans le monde entre 1990 et 2004 (-53 % au Canada et -47 % en France pour les PFC ; -40 % au Canada et -34 % en France pour le SF₆)[13] - [14] - [15]. Une augmentation des émissions de HFC est toutefois observée (non quantifiée au Canada et estimée à +206 % en France)[16]. Cette nette augmentation est due au fait que les HFC n’étaient pratiquement pas utilisés avant le Protocole de Montréal (1987) et que la plupart des applications utilisant les CFC et les HCFC se sont tournées vers les HFC comme gaz de remplacements.

Les émissions de CFC sont aujourd’hui interdites et donc très fortement réduites, mais leur durée de vie dans l’atmosphère (variant de soixante à cent dix ans selon les composés) fait en sorte que ces derniers continueront d’agir comme GES pour encore un certain temps. Enfin, les émissions de HCFC sont actuellement en baisse nette et leur interdiction est progressivement mise en application selon le Protocole de Montréal. Au Canada, on estime qu’en 2010 les émissions de HCFC seront diminuées de 65 % par rapport à celles de 1996, diminuées de 90 % en 2015, de 99,5 % en 2020 et enfin complètement interdites en 2030[17].

Outre le Protocole de Montréal, diverses solutions ont été proposées pour diminuer les émissions des gaz fluorés. Le Protocole de Kyoto propose une réduction des émissions de GES de 5,2 % à l’échelle mondiale en 2012 par rapport aux niveaux enregistrés en 1990, ce qui implique entre autres des réductions de 6 % pour le Canada, de 7 % pour les États-Unis, de 8 % pour l’Union européenne et de 6 % pour le Japon. Bien que les gaz fluorés font partie des six types de gaz visés par le Protocole de Kyoto (le CO₂, le CH₄, le N₂O, les HFC, les PFC et le SF₆), ce dernier ne présente aucune norme concrète quant à la régulation des gaz fluorés en particulier.

Il est important de réaliser que les gaz fluorés visés par le Protocole de Kyoto et par les divers organismes de protection de l’environnement ne doivent pas nécessairement être gérés selon les mêmes normes et quotas que le CO₂ et les autres GES émis en plus grandes quantités. Les gaz fluorés sont produits pour des usages spécifiques et la majorité d’entre eux ne présentent aucune alternative ou solution de rechange, de sorte qu’il ne serait pas pertinent de forcer à restreindre sans retenue leurs émissions comme c’est le cas pour le CO₂, qui lui est produit dans plusieurs vastes domaines et présente plusieurs solutions de rechange. De plus, les gaz fluorés utilisés dans l’industrie du froid offrent une efficacité énergétique impressionnante, à un tel point où l’émission de ces derniers dans l’atmosphère peut très bien être compensée par la réduction de consommation d’énergie qu’ils engendrent.

Ce modèle de nomenclature peut s’appliquer pour tout fluorocarbure (FC) de type CFC, HCFC, HFC et PFC.

La nomenclature des gaz fluorés suit le modèle de type XYZ-c0123b4a, où chacun des chiffres et lettres représentent :

XYZ : FC, CFC, HCFC, HFC ou PFC ;

c : composé cyclique ;

0 : nombre de liaisons doubles (omis si zéro) ;

1 : nombre d’atomes de carbone - 1 (omis si zéro) ;

2 : nombre d’atomes d’hydrogène + 1 ;

3 : nombre d’atomes de fluor ;

b4 : nombre d’atomes de chlore remplacés par des atomes de brome (omis si zéro) ;

a : lettre ajoutée pour identifier les isomères.