Plan de l'article :
Comment fonctionne la climatisation dans une automobile ? Quel principe physique permet de générer du froid même en pleine chaleur ?
Tout d'abord, il faut savoir que le principe physique exploité ici est celui de la compression / décompression d'un gaz. Quand on le comprime la température grimpe / Quand on le détend (l'inverse de la compression donc) il se refroidit. Dans le cas de la climatisation, on va profiter de ce phénomène pour obtenir du froid. Hélas, pour avoir du froid il faut d'abord générer de la chaleur (par compression), voyons donc comment les inventeurs ont trouvé une parade pour ne conserver que le froid.
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Le but est alors de pouvoir détendre du gaz sous pression pour obtenir du frais. Cependant, comment avoir ce gaz sous pression ? Tout simplement grâce à un compresseur qui est alimenté par la courroie accessoire (donc par le mouvement du moteur via la poulie Damper, d'où une consommation plus importante quand on utilise la climatisation. Il faut en effet faire marcher le compresseur, ce qui nécessite plus d'effort du moteur.)
Hélas, le compresseur va faire monter le gaz en température en le compressant, donc le détendre ne donnera simplement qu'une température tiède ... La technique consiste donc à refroidir ce gaz sous pression avant de le détendre, comme ça on pourra obtenir un froid beaucoup plus "intense". Pour cela, on fait comme avec l'eau du moteur, on fait passer le gaz sous pression dans un radiateur de refroidissement.
Pour résumer :
Comme toujours, c'est un calculateur qui pilote le tout, à savoir qu'il gère à la fois l'activation du compresseur mais aussi du ventilateur situé au niveau du condenseur. Il y a donc bien une partie qui est électrique / électronique.
Schéma fonctionnel de la climatisation
Circuits haute et basse pression
Circuits de climatisation et ventilation
Voici le lien entre le circuit de climatisation et le circuit de ventilation de l'habitacle
Notez qu'un capteur permet de contrôler la pression dans le circuit, ce dernier qu'on nomme pressostat contrôle ce qui se passe dans le circuit afin de permettre au calculateur de bien piloter toute cette machinerie. Il y a aussi le thermostat qui informe le calculateur des température aux alentours de l'évaporateur pour ne pas qu'il ne gèle trop. En général, quand on passe sous les 0° il informe le calculateur qui coupe le compresseur.
A lire : le fonctionnement et les pannes liées au pressostat
La modulation de la température se fait grâce au mélange entre l'air du chauffage et l'air de la climatisation. Une climatisation automatique fait donc le mélange dynamiquement selon la température dans l'habitacle par rapport à la température souhaitée (quand c'est manuel c'est vous qui le faites via la molette de contrôle). La puissance de la soufflerie (et la soufflerie plus généralement) est prise en charge par ce que l'on appelle un pulseur d'air (une sorte d'hélice dont la forme a été adaptée pour fonctionner dans des conduits d'aération (cela peut d'ailleurs faire penser à une roue pour hamster).
Compresseur
Le compresseur fait tout le travail énergétique en générant la pression dans le circuit. Il fonctionne grâce à la force du moteur sur le dispositif accessoires fonctionnant par courroie. Il en existe désormais des électriques car les autos abandonnent petit à petit tout ce qui marche par le thermique.
Détendeur
Ici le détendeur
Condenseur
Voici un condenseur, le radiateur refroidit le gaz chaud qui se liquéfie alors (qui se condense donc). Il est aidé par un ventilateur
Evaporateur
L'air extérieur passe à travers l'évaporateur pour être refroidi puis envoyé dans l'habitacle
Comme je l'ai expliqué il faut donc un gaz qui se comprime et se décomprime. Quand il n'y en a plus assez (même si ce n'est pas vraiment censé se vider) il faut en remettre. Toutefois on ne se base par sur une pression de gaz pour faire l'appoint mais sur une quantité (masse) car la pression évolue selon la température du gaz. Donc quand un professionnel recharge une climatisation il se base sur une quantité de produit à injecter. Il vérifie ensuite les pressions sur les circuits (basse et haute pression) afin de voir si rien n'est anormal (ex : surpression).
C'est par là qu'on recharge, avec une prise côté circuit haute pression et une autre sur le basse pression
Le problème est tout bête, la climatisation apporte simplement une résistance supplémentaire à votre moteur. Cela se produit par le biais de la courroie accessoire qui se met alors à entrainer le compresseur de climatisation. C'est donc à l'ancienne : le moteur fait alors tourner une "manivelle" en plus, ce qui lui prendra logiquement un peu d'énergie. Ca aussi modernes soient-ils, les moteurs actuels fonctionnent encore en grande partie comme un banal moulin à vent (sauf que le vent est ici remplacé par le moteur).
Voici le compresseur situé sur le circuit de la courroie accessoires (le compresseur est donc l'un des nombreux accessoires)
Quand j'allume la climatisation, un embrayage piloté électro-mécaniquement fait en sorte de faire tourner le compresseur (il marche comme un embrayage classique sauf que c'est un aimant piloté électriquement qui le fait plaquer ou se décoller)
Pour réduire la consommation de carburant et permettre un fonctionnement de la climatisation moteur arrêté, les marques mettent en place des compresseurs électriques. Cela est d'autant plus favorisé sur les voitures hybrides dont la ressource électrique est énorme (en raison des batteries supplémentaires).
Généralement les climatisations restent efficaces assez longtemps. Il n'est pas rare qu'elle soit toujours efficace après plusieurs années sans entretien. Toutefois, il faut penser à certaines choses :
Un système qui fonctionne normalement n'aura aucune incidence sur la santé. En fait, seul le gaz présent dans le système est toxique. Il est cependant gardé de manière isolée dans le circuit de climatisation, il n'est donc jamais censé entrer en contact avec vous (sauf fuite sur le circuit).
L'air produit par la climatisation n'est que de l'air extérieur refroidi et déshydraté (tout bêtement par la condensation qui s'agglutine sur l'évaporateur, comme le fait une simple bouteille d'eau glacée sur une table qui se met à dégouliner d'eau : celle de l'air ambiant qui est donc condensée), il n'est pas en contact avec le fameux gaz, chose que beaucoup de gens semblent croire ... De ce fait, il ne faut pas se laisser aller à croire qu'elle génère un air particulier et toxique, ou alors cela revient à dire que l'air frais est néfaste pour la santé ...
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