Les liaisons frigorifiques constituent l’un des éléments clés du circuit frigorifique d’une installation de climatisation. Elles relient le module extérieur (générateur de froid) à l’unité intérieure (diffuseur d’air), assurant le transfert du fluide frigorigène sous pression entre les deux. Au-delà de leur simple rôle de conduit, elles jouent un rôle décisif dans l’efficacité énergétique globale de l’équipement. En effet, une liaison mal dimensionnée ou mal isolée peut engendrer des pertes thermiques significatives, détériorant le COP (Coefficient de Performance) de l’installation.
Rôle et enjeux des liaisons frigorifiques
Les liaisons frigorifiques ne sont pas de simples accessoires : elles transportent un fluide à haute pression (jusqu’à 30 bars en mode réversible) et à basse température (jusqu’à –10 °C). Leur section, leur longueur et leur isolation conditionnent directement les performances de l’appareil. Par exemple, chaque mètre de liaison frigorifique non isolée peut augmenter la consommation d’électricité de près de 3 % en été et 2 % en hiver, selon l’Ademe.
Au-delà de la performance énergétique, la fiabilité mécanique importe tout autant. Un cuivre de mauvaise qualité ou des soudures défectueuses peuvent provoquer des fuites de fluide frigorigène (R32, R410A), réduisant la capacité frigorifique et entraînant un entretien prématuré. À l’inverse, une liaison frigorifique optimisée permet de réduire jusqu’à 15 % des coûts d’exploitation sur la durée de vie moyenne d’une climatisation (soit environ 15 ans).
Fonctionnement technique des liaisons frigorifiques
Sur le plan technique, une liaison frigorifique est constituée de deux tubes concentriques :
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Le tube haute pression (généralement 12,7 mm à 15 mm de diamètre) transporte le fluide liquide à haute pression.
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Le tube basse pression (de 6 mm à 9,5 mm) ramène le fluide gazeux à basse pression vers l’unité extérieure.
Chaque tube doit être recouvert d’une gaine isolante (EPDM, mousse polyuréthane) de 6 à 13 mm d’épaisseur, résistante aux UV pour limiter les déperditions et protéger du vieillissement. Dans certains kits, on trouve une bande adhésive anti-UV qui renforce l’étanchéité de l’isolant sur les raccords et les coudes, prolongeant la durée de vie de l’isolation de plusieurs années.
Les principaux types de liaisons frigorifiques
On distingue principalement deux familles de liaisons frigorifiques :
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Liaisons préfabriquées : vendues en kit complet (cuivre, écrous, joints, isolant, bande adhésive). Idéales pour les installations standard, elles offrent un gain de temps considérable et une garantie de compatibilité entre les composants.
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Liaisons sur mesure : réalisées par des frigoristes et adaptables à tout type d’implantation, même les plus complexes (longueurs supérieures à 15 m, dénivelés importants, plusieurs coudes). Ce type de liaison permet d’optimiser chaque mètre, mais nécessite un savoir-faire plus exigeant.
Liaison frigorifique cuivre
Le cuivre est le matériau de prédilection pour les liaisons frigorifiques : il résiste à la corrosion, supporte de fortes pressions et offre une excellente conductivité thermique. Les tubes sont généralement de qualité MS (moyen) ou MT (très haut), selon la norme EN 1412. Pour un split monosplit classique, on optera souvent pour une liaison en cuivre 12,7/9,5 mm ou 15,9/12,7 mm.
Chaque extrémité de tube doit être équipée d’un écrou de liaison frigorifiques et d’un joint torique spécifique au fluide utilisé. L’écrou peut être laiton ou inox, fileté ISO 7/1 ou UNF selon le constructeur. Un bon serrage (entre 25 et 35 Nm) garantit l’étanchéité sans écraser le joint.
Dimensionnement des liaisons frigorifiques
Le dimensionnement des liaisons frigorifiques est une étape cruciale pour garantir à la fois la performance et la durabilité de votre climatisation. Tout d’abord, il convient de mesurer précisément la distance entre l’unité extérieure et l’unité intérieure : une différence de quelques mètres peut bouleverser le choix du diamètre des tubes et l’épaisseur de l’isolant. Ensuite, le frigoriste calcule le dénivelé – positif (lorsque l’unité intérieure est plus haute) ou négatif – qui influencera la pression nécessaire pour faire circuler le fluide.
Pour un trajet de 5 à 10 mètres, on utilise généralement des tubes en cuivre de 12,7/9,5 mm (liquide/gaz). Au-delà de 10 mètres, on passe fréquemment à 15,9/12,7 mm pour limiter les pertes de charge et conserver le COP optimal. Il ne s’agit pas uniquement de choisir un tube plus gros : un diamètre supérieur accroît la charge de fluide frigorigène nécessaire, ce qui peut devenir coûteux et augmenter le risque de fuites.
Le dimensionnement comprend aussi le calcul des coudes : chaque coude de 90° équivaut à environ 1 mètre linéaire en termes de perte de charge. Par exemple, quatre coudes dans une installation compensent une longueur « virtuelle » de 4 mètres de tube. Il est donc souvent préférable de privilégier des coudes à grand rayon ou d’anticiper des tracés plus rectilignes.
Calcul des pertes de charge
Le calcul des pertes de charge repose sur la formule de Darcy-Weisbach, adaptée au froid :
- ΔP = λ · (L/D) · (ρ · v²/2)
- λ : coefficient de frottement (fonction du Reynolds et de la rugosité du cuivre)
- L : longueur équivalente (longueur réelle + coudes)
- D : diamètre interne du tube
- ρ : masse volumique du fluide (environ 1,2 kg/m³ pour le R410A gaz)
- v : vitesse d’écoulement (idéalement < 8 m/s pour ne pas générer de bruit ni d’érosion)
Dans une liaison de 12,7/9,5 mm de diamètre interne, une vitesse de 7 m/s et une longueur équivalente de 12 m (dont 4 m fictifs pour les coudes) génèrent une perte de pression de l’ordre de 0,4 bar. Or, un écart de 0,1 bar se traduit par une baisse de 1 % de la capacité frigorifique. D’où l’importance de rester en dessous de 0,5 bar de perte cumulée.
