3.3 Tirage au vide : combien de microns, combien de temps

Après toute intervention impliquant l'ouverture d'un circuit frigorifique, deux ennemis s'installent :

1. L'air. Composé principalement d'azote (inerte) et d'oxygène (réactif). L'oxygène, en présence d'huile compresseur, peut s'oxyder et former des composés acides qui dégradent les composants. L'air ajoute également un incondensable qui perturbe le cycle frigorifique : la pression de condensation devient instable, le COP chute, le compresseur surchauffe.

2. L'humidité. L'eau est l'ennemi absolu du circuit frigorifique. Combinée aux fluides HFC, elle forme des acides corrosifs (acide fluorhydrique notamment). Combinée à l'huile POE (polyester, utilisée avec les HFC modernes), elle dégrade la viscosité et la lubrification. À basse température dans le détendeur ou le capillaire, elle peut former des cristaux de glace qui bouchent le circuit.

Le tirage au vide a pour objectif d'évacuer ces deux ennemis. Une pompe à vide aspire l'atmosphère du circuit, le vide pousse l'humidité présente à s'évaporer (sous vide, l'eau bout à très basse température), et le tout est évacué.

Critères de qualité du tirage au vide :

• Vide profond : descendre sous 500 microns de mercure, c'est-à-dire environ 0,67 mbar absolu (1 mbar ≈ 750 microns). Sur une installation critique, viser 250 à 300 microns.
• Vide stable : isoler le circuit de la pompe et observer pendant 15 à 30 minutes. Si le vide remonte, c'est une fuite ou de l'humidité résiduelle — jamais « un peu des deux qu'on peut ignorer ».
• Temps suffisant : une demi-heure au minimum sur un petit circuit, plusieurs heures sur une installation de plusieurs dizaines de kilos, davantage encore si le circuit est resté ouvert longtemps à l'air humide.
• Mesure à la jauge micron (thermoconductive ou capacitive), vérifiée. Les manomètres du manifold ne descendent pas au-delà de la lecture « 0 bar relatif » : ils affichent un vide apparent bien avant que le vide réel soit atteint, et ne permettent aucune décision.

Une installation mise en service sans tirage au vide adéquat tombera dans les 6 à 24 mois suivants : feu compresseur, corrosion, dégradation des performances. C'est l'une des fautes professionnelles les plus coûteuses (remplacement compresseur sous garantie souvent refusé si le tirage au vide n'a pas été tracé).

Procédure recommandée pour un tirage au vide standard sur installation HFC :

1. Test d'étanchéité préalable à l'azote sec, à la pression d'essai prescrite par le constructeur de l'équipement. Vérification de l'absence de fuite par déperdition de pression sur plusieurs heures. Une fuite doit être réparée avant le tirage au vide : sur un circuit qui fuit, le vide profond est tout simplement inatteignable, et l'on perd des heures à chercher de l'humidité qui n'existe pas.
2. Évacuation de l'azote de test à pression atmosphérique (purge dans un récupérateur si besoin).
3. Raccordement de la pompe à vide sur les vannes haute pression ET basse pression de l'installation (double raccordement pour vidange plus rapide et plus complète). Flexibles courts et de gros diamètre pour faciliter l'évacuation.
4. Raccordement de la jauge micron sur un piquage dédié (idéalement le plus loin possible de la pompe pour mesurer le vide réel du circuit, pas juste celui à la pompe).
5. Démarrage de la pompe et observation de la descente. La première phase est rapide — on évacue le gros de l'air —, puis la courbe s'aplatit : c'est là que l'humidité s'évapore, et c'est cette phase qui prend du temps.
6. Cible 500 microns atteinte : fermer la vanne d'isolation entre pompe et circuit, attendre 15-30 minutes. Si le vide remonte au-dessus de 1 000 microns : c'est une fuite (à localiser et réparer) ou de l'humidité résiduelle (continuer le vide plus longtemps).
7. Triple vide (méthode renforcée pour les installations critiques) : tirer le vide, casser le vide avec un peu d'azote sec, retirer le vide, casser, retirer. Cette technique évacue mieux l'humidité piégée dans les recoins.
8. Isolation finale : vide stable < 500 microns sur 30 minutes confirme le succès. Fermer les vannes du circuit, arrêter la pompe, attendre l'égalisation et passer à la charge.

Durée typique : 30 minutes à 2 heures pour une petite installation (< 5 kg), 2-8 heures pour une installation moyenne (10-50 kg), parfois 24h+ pour une grosse installation avec humidité importante.

La trace écrite du tirage au vide — valeur atteinte, durée de stabilité, date — n'est pas une case du Cerfa, mais elle a sa place dans le procès-verbal de mise en service et dans le registre de l'équipement. C'est elle qui fera la différence en cas de litige avec le client ou de refus de garantie sur un compresseur.

La charge consiste à introduire la quantité exacte de fluide frigorigène dans le circuit. La précision est critique :

• Une sous-charge entraîne : baisse de la capacité frigorifique, surchauffe excessive à l'évaporateur, montée en température du compresseur (risque de grippage), instabilité du détendeur
• Une surcharge entraîne : montée de la pression HP (déclenchement sécurité haute pression), risque de coup de liquide sur le compresseur (casse mécanique), perte d'efficacité

La référence est la masse prescrite par le constructeur, indiquée sur la plaque signalétique de l'équipement ou dans la documentation technique. Cette masse correspond à l'optimum dimensionné par les ingénieurs du constructeur — l'ignorer, c'est dégrader l'installation.

Méthode standard de charge en phase liquide :

1. Bouteille de fluide placée sur la balance, vanne en haut (pour soutirer la phase liquide, plus rapide et plus précise que la phase vapeur).
2. Tare : peser la bouteille pleine au départ, noter la masse initiale.
3. Raccordement flexibles : vanne BP de la bouteille, vanne charge de l'installation. Purge des flexibles obligatoire (chasser l'air et l'humidité avec un peu de fluide perdu — petit volume, négligeable).
4. Ouverture progressive des vannes. Le fluide en phase liquide migre vers le circuit sous l'effet du vide (qui crée une pression négative attirant la masse).
5. Surveillance de la masse sur la balance : on calcule en continu la masse soutirée (initial - actuel). On s'arrête à la masse prescrite.
6. Fermeture des vannes dans l'ordre : bouteille d'abord, circuit ensuite.
7. Démontage flexibles : récupérer le fluide piégé dans les flexibles (ne pas le laisser s'échapper).

Pour les mélanges zéotropes (R407C, R404A, R410A — mélanges de fluides à températures d'ébullition différentes) : impérativement charger en phase liquide, jamais en phase vapeur. La phase vapeur soutirée dans le ciel d'une bouteille de mélange est enrichie en composant le plus volatil — la composition introduite dans le circuit ne correspond plus à la composition d'origine, l'installation fonctionne mal.

Pour les fluides purs (R32, R134a) ou les mélanges azéotropes (R502 historique) : phase liquide ou vapeur indifférent. La phase liquide est cependant plus rapide.

La charge se reporte sur la fiche d'intervention Cerfa 15497*04, cadre « manipulation du fluide frigorigène » : quantité totale chargée, en distinguant le fluide vierge, le fluide recyclé et le fluide régénéré. Cette ventilation n'est pas décorative : elle alimente la déclaration annuelle des flux de fluides.

Une fois la charge terminée, vient la mise en service. C'est l'instant où l'installation passe du statut « équipement plein de fluide » à « système frigorifique opérationnel ».

Séquence de mise en service :

1. Vérifications préalables : tension électrique correcte, fusibles en place, sécurités armées (pressostats, thermostats, sécurités huile), ventilateurs libres en rotation, robinets ouverts ou fermés selon la configuration de démarrage.
2. Démarrage en mode dégradé : sur les grosses installations, démarrage avec démarreur progressif (variateur de fréquence ou étoile-triangle) pour limiter les pointes de courant et les chocs mécaniques.
3. Lecture des paramètres en marche au bout de 15-30 minutes de fonctionnement stabilisé : pression aspiration (BP), pression refoulement (HP), température aspiration, température refoulement, température entrée détendeur, surchauffe, sous-refroidissement.
4. Vérification de la conformité aux valeurs nominales constructeur. Si écart > 10-15%, investiguer : sur/sous-charge, vanne mal réglée, échangeur encrassé, surdimensionnement du détendeur.
5. Test des sécurités : déclencher manuellement chaque sécurité (BP, HP, surcharge moteur, défaut huile) pour vérifier qu'elle protège effectivement le compresseur.
6. Réglages fins du détendeur thermostatique (si applicable), des consignes de régulation, des cycles dégivrage évaporateur.
7. Observation prolongée sur 1-2 heures pour vérifier la stabilité des paramètres dans le temps. Documentation finale.

Les paramètres typiques d'une installation correcte :

• Surchauffe à l'évaporateur : 5-10°C (selon le détendeur — TXV ou électronique)
• Sous-refroidissement au condenseur : 4-8°C (signe d'une charge optimale)
• Différence T° refoulement - condensation : 15-25°C (effet de la compression)
• Différence T° aspiration - évaporation : 8-15°C (surchauffe utile)

Ces valeurs varient selon le type d'installation, le fluide, l'application. Un frigoriste expérimenté reconnaît à l'œil une installation « saine » ou « malade » en quelques minutes de lecture des paramètres.

L'essai de marche (running test) sur 2-4 heures complète la mise en service : observation sous différentes conditions de charge thermique, vérification de l'absence de bruit anormal, vérification du fonctionnement des dégivrages, contrôle final d'étanchéité après quelques cycles thermiques.

Après mise en service, un dernier contrôle est crucial : le test d'étanchéité en condition de marche. L'installation pleinement chargée et en fonctionnement subit ses pressions de service réelles — c'est dans ce contexte que les fuites se manifestent souvent (joints qui n'avaient pas fui à l'azote 25 bar peuvent fuir en marche à 35 bar).

Procédure :

• Laisser l'installation tourner 15-30 minutes pour atteindre régime nominal
• Balayer tous les raccords avec le détecteur électronique, particulièrement les soudures récentes et les raccords démontés pendant l'intervention
• Confirmer chaque alerte par bulles savon ou seconde méthode
• Si fuite : reconsigner, récupérer, réparer, retester complètement

Ce contrôle se déclare sur la fiche d'intervention comme un contrôle d'étanchéité non périodique : la case existe précisément pour les vérifications faites après une réparation ou après l'ouverture d'un circuit.

Ce test final est le verrou qualité qui distingue une installation soignée d'une installation qui « partira mal ». Il prend 15-30 minutes mais peut éviter des semaines de problèmes.

L'installation neuve ou retrofitée doit être livrée au client avec un dossier complet qui matérialise la conformité de l'intervention :

• Fiche d'intervention Cerfa 15497*04 de la mise en service et registre de l'équipement ouvert : identification de l'équipement, fluide, charge en kg et en tCO₂e, opérations effectuées
• Procès-verbal de mise en service avec relevé des paramètres en marche
• Attestation de vérification d'étanchéité initiale et après mise en service
• Copie des attestations de capacité de l'entreprise et d'aptitude des opérateurs intervenus
• Schémas frigorifiques de l'installation, avec mention du fluide et de la charge
• Notice d'exploitation reprise du constructeur
• Calendrier prévisionnel des contrôles d'étanchéité périodiques (avec dates limites)
• Coordonnées d'urgence et procédure d'appel SAV
• Garantie matérielle et main d'œuvre, conditions

Pour les installations en industrie classée (ICPE), des documents supplémentaires sont requis selon les rubriques de classement : étude de dangers actualisée, fiche d'enregistrement / autorisation, plan d'urgence.

La signature du PV par le client (exploitant ou responsable maintenance) matérialise la réception de l'installation. À partir de cet instant, le client devient juridiquement responsable de la conformité réglementaire (contrôle d'étanchéité périodique, tenue du registre de l'équipement, recours à un opérateur titulaire de l'attestation de capacité pour les interventions futures).

Le frigoriste conserve une copie du dossier dans ses archives : la fiche d'intervention doit l'être cinq ans au titre de l'article R543-82, et il est prudent d'aligner le reste du dossier sur cette durée. Cette traçabilité est déterminante en cas de :

• Recours en garantie du client
• Contrôle DREAL sur le site client (qui peut remonter à l'installateur)
• Audit de renouvellement de l'attestation de capacité de l'entreprise
• Contentieux contractuel

Une installation livrée avec un dossier complet et professionnellement présenté contribue fortement à la fidélisation client : elle démontre le sérieux du prestataire et facilite la conservation du contrat de maintenance ultérieur.