Énergie solaire et climatisation, technologies complémentaires : la course pour rafraîchir l’Europe se retourne-t-elle contre nous ?
L’essor du solaire en Europe offre aux foyers des heures de climatisation « gratuite » (AC), un répit bienvenu face à la dernière vague de chaleur.
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Des températures écrasantes ont saisi une grande partie du continent cette semaine, provoquant de fortes perturbations et des dizaines de décès. Les prévisions météorologiques annoncent que cette chaleur intense commence à se décaler vers l’est, menaçant de vastes régions de l’Europe centrale.
Une nouvelle analyse du groupe de réflexion énergétique Ember a montré qu’un foyer britannique type équipé de panneaux solaires en toiture a produit suffisamment d’électricité pour faire fonctionner un climatiseur pendant cinq heures par jour durant cet épisode de chaleur.
Mais la climatisation peut-elle vraiment être respectueuse de l’environnement, même lorsqu’elle est alimentée par la lumière du soleil ?
À quel point la climatisation est-elle nocive pour la planète ?
L’Agence internationale de l’énergie (AIE (source en anglais)) estime que le refroidissement des locaux – principalement assuré par la climatisation, mais incluant aussi les ventilateurs – a consommé environ 2 100 térawattheures (TWh) d’électricité en 2022. Cela représente près de 7 % de l’électricité mondiale cette année-là.
Une partie de cette électricité provient de combustibles fossiles, ce qui explique que la climatisation soit souvent considérée comme un moteur des émissions de carbone. En 2022, l’AIE estimait que le refroidissement des bâtiments était responsable d’environ un milliard de tonnes de CO2 liées à l’usage de l’électricité, soit presque 3 % des émissions totales de CO2.
Même si ce chiffre peut sembler limité, les experts prévoient que le nombre d’unités de climatisation pourrait tripler au cours des trois prochaines décennies pour atteindre un niveau vertigineux de 5,5 milliards d’installations, à mesure que le changement climatique fait grimper les températures.
L’UE, où la climatisation est moins répandue que dans des régions comme les États-Unis, devrait compter plus de 275 millions de climatiseurs d’ici 2050. La dernière vague de chaleur en France, où des records de température ont été battus mardi 23 juin, a déjà relancé le débat politique autour de la réticence du pays à recourir à la climatisation.
Au Royaume-Uni, où la population suffoque sous une chaleur intense depuis une semaine, le Climate Change Committee (CC) a exhorté le gouvernement à investir dans la climatisation, ainsi que dans d’autres solutions de rafraîchissement comme les zones d’ombre végétalisées, pour des services publics clés comme les écoles.
La « 2026 Independent Assessment of UK Climate Risk » estime que 22 % des bâtiments britanniques auront besoin d’un refroidissement actif dans un futur où le réchauffement atteindrait 2 °C.
De nombreuses études montrent que la climatisation réduit la mortalité liée à la chaleur lors des vagues de chaleur. Le rapport Lancet Countdown 2021 estime que les systèmes de refroidissement ont évité près de 200 000 décès prématurés en 2019.
Mais une demande accrue signifie aussi davantage d’émissions.
Plus tôt cette année, des chercheurs de l’université de Birmingham ont averti que, dans le pire scénario possible en matière d’émissions mondiales, la climatisation pourrait générer d’ici 2050 davantage de CO2 que les émissions annuelles actuelles des États-Unis.
« Le solaire et la climatisation sont des technologies complémentaires »
Cependant, l’essor mondial de l’énergie solaire pourrait éviter ce scénario en remplaçant l’électricité issue des énergies fossiles par de l’énergie propre.
« L’énergie solaire et la climatisation sont des technologies complémentaires, avec des profils saisonniers similaires, même si l’utilisation de la climatisation a tendance à se concentrer plus tard dans la journée », souligne Ember.
« Les 21 et 22 juin, une installation solaire type en toiture au Royaume-Uni a produit 15 MWh, soit l’équivalent de cinq heures de demande d’électricité pour un système de climatisation couvrant l’ensemble d’un logement (3 kW) par jour. »
Dans les 1,9 million de foyers britanniques dotés de panneaux solaires en toiture, l’équivalent de 10 millions d’heures de climatisation alimentée par le solaire a ainsi été généré chaque jour de la vague de chaleur, ajoute le rapport.
L’empreinte en gaz à effet de serre de la climatisation
Cependant, l’impact environnemental de la climatisation va bien au-delà de sa dépendance aux combustibles fossiles. Ces systèmes utilisent des mélanges chimiques spécifiques, appelés fluides frigorigènes, pour absorber la chaleur à l’intérieur des logements et la rejeter à l’extérieur.
Des fluides comme les hydrofluorocarbures (HFC) et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) sont de puissants gaz à effet de serre, capables de piéger dans l’atmosphère des quantités de chaleur des milliers de fois supérieures à celles du CO2.
Selon les données d’Our World In Data (source en anglais), les émissions de gaz à effet de serre liées à la climatisation ont atteint 1 750 tonnes d’équivalent CO2 en 2022, soit 3,2 % de l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre cette année-là.
Les climatiseurs deviennent plus économes en énergie – ils consomment moins d’électricité et génèrent moins d’émissions de gaz à effet de serre. Mais l’AIE estime qu’au niveau mondial, les appareils achetés sont en moyenne deux fois moins efficaces que les meilleurs modèles actuellement disponibles en magasin.
Cela peut s’expliquer par le coût initial, en particulier dans les pays à faible revenu, ou tout simplement par un problème d’information. Dans un logement moyen au Royaume-Uni, l’installation coûte environ 2 500 livres (2 895 €) par pièce.
L’UE et le Royaume-Uni éliminent progressivement les gaz fluorés au profit de fluides frigorigènes naturels comme les hydrocarbures (tels que le propane) et le CO2, beaucoup moins nocifs pour le climat, mais l’inflammabilité du propane complique les installations.
Une interdiction des gaz fluorés dans les petits systèmes de climatisation autonomes devrait entrer en vigueur dans l’UE d’ici 2032, les autres systèmes suivant d’ici 2035. Tous les HFC devraient être complètement retirés du marché européen d’ici 2050.
L’effet d’îlot de chaleur urbain
Quel que soit le niveau d’efficacité énergétique d’un climatiseur, le fait d’absorber la chaleur à l’intérieur des logements pour la rejeter à l’extérieur contribue à l’effet d’îlot de chaleur urbain.
Ce phénomène se produit lorsque la chaleur est piégée entre les hauts immeubles et absorbée par les grandes surfaces d’asphalte et de béton présentes en ville, avant d’être à nouveau libérée dans l’air. C’est ce qui explique que les grandes agglomérations subissent un stress thermique plus fort.
Selon le service Copernicus pour le changement climatique de l’UE (C3S), les centres de Londres et de Paris, par exemple, enregistrent régulièrement des températures d’environ 4 °C supérieures à celles des zones rurales environnantes pendant la nuit.
« À mesure que les températures mondiales augmentent, nous risquons de nous enfermer dans une “course aux armements”, où le fait de nous protéger de la chaleur extrême contribue à aggraver le problème », avertit le professeur Yuli Shan, de l’université de Birmingham.
« Le monde doit passer rapidement à des technologies de refroidissement plus propres et plus efficaces, tout en garantissant un accès équitable au rafraîchissement, en particulier pour les populations vulnérables. »