Détermination expérimentale des indicateurs de performance des systèmes de climatisation individuels en environnements contrôlés

Du fait de son caractère insulaire, le contexte énergétique de l’île de La Réunion est très particulier. L’île se situe dans l’Océan Indien près de Madagascar et doit produire toute l’électricité qu’elle consomme puisqu’elle n’est pas connectée au réseau électrique continental. Ses moyens de production d’électricité en 2017 sont en grande majorité issue du charbon (38%) et du fioul (30%). La part des énergies renouvelables atteint environ 32% avec 14% d’hydraulique, 9% de bagasse (le résidu de la canne à sucre) et 9% d’autres énergies renouvelables (photovoltaïque, éolien et biogaz). Ces moyens de production électrique très carbonés entraînent un dégagement de  CO2 d’environ 820 g/kWh électrique produit ce qui est 10 fois plus qu’en France métropolitaine. De plus, à La Réunion, le secteur du bâtiment représente 85% de la demande en électricité et la climatisation 50 % de la consommation du bâtiment. Par conséquent, les systèmes de climatisation représentent une part importante de la consommation électrique de l’île et ont un impact important sur l’environnement.

C’est dans ce contexte énergétique que le laboratoire PIMENT de l’Université de La Réunion a lancé, en partenariat avec EDF Réunion et l’ADEME, un projet visant à caractériser les performances des systèmes de climatisation individuels en climat tropical. En effet, les performances des climatisations disponibles sur le marché réunionnais sont établies pour des climats tempérés et peuvent varier sensiblement avec l’augmentation de la température d’air extérieure.

Pour mener à bien ce projet, un banc expérimental a été mis en place afin de reproduire à la fois les conditions climatiques de La Réunion et le besoin d’un bâtiment. Il comporte deux enceintes d’environ 30 contrôlées en température en humidité relative par plusieurs systèmes. La climatisation à tester est installée à l’interface de ces deux enceintes contrôlées et est soumise à la fois à plusieurs niveaux de températures extérieures (25, 30 et 35∘C) et différentes charges dans le bâtiment (1 kW, 1,5 kW, 2 kW et 2,5 kW). L’objectif est de déterminer les performances des climatisations disponibles à La Réunion en faisant varier ces deux paramètres (température extérieure et charge du bâtiment) afin d’identifier les systèmes les plus efficaces et favoriser leur émergence sur le marché réunionnais.

Ce papier présente dans un premier temps le banc de test et ses différents systèmes énergétiques, son instrumentation et sa régulation. Les résultats expérimentaux sont ensuite exposés et analysés pour quatre modèles de climatiseur : un 7000 BTU/h en A+++, deux 9000 BTU/h en A++ et un 9000 BTU/h sans étiquette énergétique (modèle vétuste d’une dizaine d’année). L’imposition des charges thermiques du bâtiment permet en particulier de faire fonctionner les groupes à charge partielle et de comparer l’évolution du EER (Energy Efficiency Ratio) selon les cas, par la mesure de la puissance électrique absorbée par le climatiseur et la puissance frigorifique délivrée par l’évaporateur.