La révolution du CO2 : les tendances du froid commercial qui redessinent les marchés de l’UE et des États-Unis

Par : Ilana Koegelenberg

 

Le dioxyde de carbone (CO₂, R744) transforme le froid commercial sur les principaux marchés et s’impose comme une solution pérenne pour les distributeurs confrontés au durcissement des réglementations et à des pressions environnementales croissantes. Alors que l’UE fixe des échéances ambitieuses pour son élimination progressive et que certains États américains mettent en œuvre des exigences strictes, la dynamique d’adoption du CO₂ a atteint un point de bascule décisif. Quels facteurs alimentent cette évolution sur ces deux marchés influents ?

 

Une dynamique de marché qui s’accélère dans toutes les régions 

L’adoption des systèmes transcritiques au CO₂ s’accélère à l’échelle mondiale, en particulier dans le secteur du froid commercial. Selon le rapport de marché 2024 d’ATMOsphere, Natural Refrigerants: State of the Industry, l’Europe compte désormais environ 90 700 magasins alimentaires utilisant des systèmes transcritiques au CO₂
(à décembre 2024), soit une pénétration du marché de 30 %, contre 22,9 % en 2023. Cette croissance remarquable comprend 76 200 magasins équipés de systèmes centralisés et 14 500 de groupes de condensation. 

Bien qu’elle parte d’une base plus réduite, l’Amérique du Nord connaît également une croissance spectaculaire. Le nombre d’installations dans la région a augmenté de 40 %, pour atteindre 4 100 magasins en 2024, dont 2 800 aux États-Unis et 1 300 au Canada. Selon le rapport d’ATMOsphere, la pénétration du marché dans les supermarchés et magasins d’alimentation nord-américains a atteint 5,8 %, contre 4,1 % l’année précédente.

 

Tendances du secteur et évolution de la dynamique du marché 

Le paysage du froid commercial dans l’UE et aux États-Unis évolue rapidement, à mesure que les parties prenantes s’adaptent aux pressions réglementaires et aux perspectives du marché. Quelles sont les principales tendances qui peuvent être identifiées ?

• Les systèmes distribués au CO₂ gagnent du terrain

 

Andre Patenaude, Director of Solutions Strategy chez Copeland, a constaté une évolution significative des architectures de systèmes. Les systèmes booster centralisés au CO₂ ont traditionnellement constitué le choix principal aux États-Unis. Mais récemment, les architectures distribuées au CO₂ sont apparues comme une option viable. « Ces systèmes de plus faible puissance apportent davantage de flexibilité à l’équation du CO₂, ce qui les rend idéaux pour les magasins de petite taille ou pour les grands magasins souhaitant bénéficier des avantages d’une approche distribuée en matière d’évolutivité », explique Patenaude. 

L’adoption des systèmes distribués au CO₂ est déjà répandue en Europe, de nombreux fabricants établis dans l’UE ayant implanté des sites de production aux États-Unis, ce qui témoigne de la dynamique croissante de cette tendance.

 

• Stratégies de transition du marché américain

Le marché américain rattrape rapidement son retard malgré un démarrage tardif. Giacomo Pisano, Sales Manager chez Dorin, souligne les disparités géographiques : « Les États-Unis sont très en retard sur l’Europe en matière de déploiement du CO₂, mais le rythme de croissance est très rapide dans certaines zones, en particulier dans les juridictions où des réglementations strictes sont en vigueur, comme la Californie, où le CO₂ devient une solution courante pour le froid commercial et industriel. » 

Cette croissance rapide reflète une approche pragmatique et multidimensionnelle de l’adoption des fluides frigorigènes naturels. Selon Wynand Groenewald, President de Future Green Now, le marché américain semble se concentrer sur des stratégies de réduction de charge afin de diminuer la quantité de fluide frigorigène HFC utilisée. Il a constaté que de nombreuses entreprises ajoutent des systèmes secondaires au CO₂ à des systèmes HFC existants afin de réduire les charges de fluide frigorigène dans les magasins existants. 

Groenewald a observé un profond changement d’état d’esprit aux États-Unis, accompagné d’une volonté accrue de formation. « L’état d’esprit évolue clairement de “devons-nous le faire ?” ou “faudrait-il le faire ?” vers “nous le faisons et nous devons nous améliorer” », explique-t-il.

 

• Les possibilités de récupération de chaleur se développent 

Les propriétés thermodynamiques uniques du CO₂ le rendent particulièrement adapté aux applications de récupération de chaleur, car ce fluide frigorigène fonctionne naturellement à des températures plus élevées que les fluides conventionnels. Cette caractéristique permet un transfert thermique plus efficace et la récupération d’une chaleur fatale de niveau thermique plus élevé. 

Patenaude explique que la récupération de chaleur dans les systèmes au CO₂ connaît une popularité croissante et permet de maximiser leur potentiel en matière de durabilité. Au lieu d’être rejetée à l’extérieur, la chaleur est captée et utilisée à différentes fins dans l’ensemble d’un site, notamment pour la production d’eau chaude, la déshumidification, le chauffage des dalles, le préchauffage des procédés frigorifiques ou même le chauffage des locaux.

 

• Les innovations technologiques stimulent l’expansion du marché 

Les fabricants investissent massivement dans la recherche et le développement (R&D) afin de remédier aux limites traditionnelles des systèmes au CO₂, tout en rendant cette technologie accessible à davantage de segments de marché. Une grande partie de ces innovations porte sur la technologie des compresseurs, dont les progrès permettent à la fois des applications de plus grande envergure et des déploiements dans des formats plus petits. 

Marco Perri, R&D Manager and Environmental System Manager chez Frascold, constate que le secteur du froid s’intéresse à des compresseurs plus grands et de plus forte puissance, tandis que les petites unités suscitent également un intérêt croissant, en particulier les compresseurs individuels pouvant fonctionner aussi bien en mode subcritique qu’en mode transcritique. 

Les fabricants répondent à cette demande par des programmes complets de R&D couvrant tout le spectre des puissances. Frascold a investi dans le développement de nouvelles tailles de compresseurs au CO₂ dans plusieurs gammes, tandis que Dorin s’est particulièrement concentré sur les unités de plus faible puissance. Parallèlement, le futur compresseur scroll transcritique de Copeland, doté d’une technologie d’injection dynamique de vapeur, promet d’améliorer la simplicité, l’efficacité et les performances des systèmes distribués au CO₂, tout en supprimant la nécessité de recourir à des stratégies de compression parallèle. 

Ces avancées technologiques lèvent progressivement les obstacles liés aux coûts dans les différentes applications, ce qui étend la viabilité du CO₂ bien au-delà du froid traditionnel. À mesure que la technologie gagne en maturité, le CO₂
se développe désormais dans les pompes à chaleur, les groupes d’eau glacée et même la climatisation, grâce à des innovations telles que le nouveau système VRV au CO₂ de Daikin.

 

Réglementation de l’UE : un cadre complet d’élimination progressive 

L’UE a établi le cadre réglementaire le plus ambitieux au monde pour éliminer les gaz fluorés (f-gases). Le règlement révisé de l’UE sur les F-Gas est entré en vigueur le 11 mars 2024 et prévoit une interdiction complète des f-gases d’ici 2050. Il a fortement contribué à accélérer la transition vers des solutions à base de fluides frigorigènes naturels telles que le CO₂. 

Principales échéances :

• 2025 : interdiction des nouveaux équipements de froid autonomes utilisant des fluides frigorigènes présentant un Global Warming Potential (GWP) ≥150

• 2027 : interdiction d’utiliser des f-gases présentant un GWP ≥150 dans les groupes d’eau glacée d’une puissance maximale de 12 kW ; limitation à un GWP ≤750 pour les groupes d’eau glacée de plus forte puissance

• 2030 : interdiction d’utiliser des f-gases présentant un GWP ≥150 dans les équipements de froid commercial, à l’exception de certains groupes d’eau glacée

• 2032 : interdiction complète des fluides frigorigènes fluorés dans tous les groupes d’eau glacée d’une puissance maximale de 12 kW

• 2050 : élimination totale des f-gases

 

Le règlement établit également des exigences de formation pour les techniciens travaillant avec des fluides frigorigènes naturels et impose aux États membres de mettre en place des programmes de certification dans un délai d’un an.

 

Le règlement de l’UE établit explicitement un lien entre les f-gases et les PFAS (substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées), en indiquant qu’il « est prouvé ou soupçonné que certains gaz à effet de serre fluorés se dégradent en PFAS ». 

Ce lien est particulièrement important pour les fluides frigorigènes HFO plus récents, qui peuvent se décomposer en acide trifluoroacétique (TFA), un composé PFAS persistant dans l’environnement. L’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) envisage désormais une restriction universelle des PFAS, qui pourrait accélérer le calendrier d’adoption des fluides frigorigènes naturels.

 

Réglementation américaine : un cadre fédéral soutenu par l’action des États 

Les États-Unis opèrent dans le cadre de l’American Innovation and Manufacturing (AIM) Act fédéral, adopté en 2020, qui autorise l’EPA à réduire progressivement la production de HFC et à gérer les solutions de substitution. Au-delà du calendrier imposé, certains États mettent en œuvre des échéances encore plus ambitieuses.

 

Cadre fédéral de l’AIM Act 

La Technology Transitions Rule, finalisée en octobre 2023, vise la réduction progressive des HFC à GWP élevé au moyen d’une série de restrictions successives. Les fluides frigorigènes présentant un GWP supérieur à 150 sont interdits dans de nombreuses applications frigorifiques à compter du 1er janvier 2025. D’autres échéances de mise en conformité s’étendent jusqu’en 2028, instaurant une approche progressive de l’élimination des HFC.

 

Législation au niveau des États 

L’État de New York a finalisé en décembre 2024 une réglementation ambitieuse sur les HFC, qui utilise notamment des limites de GWP sur 20 ans plutôt que les mesures plus traditionnelles sur 100 ans. La mesure du GWP sur 20 ans rend compte de l’impact plus immédiat des fluides frigorigènes sur le réchauffement par rapport à une période de 100 ans. Elle rend donc la réglementation plus stricte, car de nombreux HFC ont des effets sur le réchauffement disproportionnellement plus élevés au cours de leurs deux premières décennies.

 

Les principales dispositions comprennent :

• Systèmes de supermarché d’une capacité de charge de fluide frigorigène supérieure ou égale à 50 lbs (23 kg) : GWP20 > 580 interdit à compter du 1er janvier 2026 ; GWP20 > 10 interdit à compter du 1er janvier 2034

• Systèmes de supermarché d’une capacité de charge de fluide frigorigène inférieure à 50 lbs (23 kg) : GWP20 > 943 interdit à compter du 1er janvier 2026 ; GWP20 > 10 interdit à compter du 1er janvier 2034

• Unités commerciales autonomes : GWP100 ≥150 interdit à compter du 1er janvier 2025 ; GWP20 > 10 interdit à compter du 1er janvier 2034.

 

L’État de Washington a mis en œuvre des réglementations limitant l’utilisation de fluides frigorigènes présentant un GWP >150 dans les nouveaux équipements commerciaux et industriels à compter de 2025, suivies d’interdictions de rénovation en 2029. 

Californie : le California Air Resources Board (CARB) a ouvert en 2024 les candidatures pour la deuxième phase de financement de son F-gas Reduction Incentive Program (FRIP), consacré au froid commercial et industriel. Une enveloppe totale de $65 million a été allouée au programme.

 

Incertitude réglementaire sous la nouvelle administration 

Le 2025 Presidential Transition Project (Project 2025) recommande d’abroger les réglementations sur les HFC jugées « inutilement strictes et coûteuses » dans le cadre de l’AIM Act. Toutefois, Christina Starr, de l’Environmental Investigation Agency (EIA) aux États-Unis, n’a constaté aucune évolution notable du marché liée à la transition politique. « Certaines réglementations sont réexaminées, mais la réduction progressive des HFC dans son ensemble, ainsi que la diminution de l’offre de fluides frigorigènes HFC, ne devraient pas changer. Ce sont les principaux moteurs, et le marché continue de s’orienter vers des fluides frigorigènes à plus faible GWP et des fluides frigorigènes naturels. » 

Les engagements pris au niveau des États restent également solides, l’US Climate Alliance, qui représente 24 États, s’étant engagée à poursuivre l’action climatique indépendamment des changements de politique fédérale. « Je pense qu’un nombre croissant d’États chercheront à reproduire des programmes incitatifs destinés au remplacement des systèmes existants, similaires au programme FRIP de Californie », prévoit Starr.

 

Lever les obstacles du marché 

Malgré de puissants moteurs réglementaires et les avancées technologiques, la transition vers le froid au CO₂ se heurte à plusieurs difficultés persistantes, qui varient selon les régions et les segments de marché. La compréhension de ces obstacles est essentielle pour les parties prenantes qui élaborent des stratégies visant à accélérer l’adoption et à garantir la réussite de la mise en œuvre des systèmes utilisant des fluides frigorigènes naturels.

 

• Obstacles économiques 

Patenaude explique que le coût initial plus élevé d’un système au CO₂ reste un défi que le secteur doit surmonter. Toutefois, les calculs du coût total de possession (TCO) à long terme et les réductions des émissions de Scope 1 sont favorables pour un système frigorifique au CO₂ correctement entretenu. 

Le coût constitue un défi particulièrement important pour les grands distributeurs possédant de nombreux magasins, car les capitaux nécessaires pour convertir chaque magasin au CO₂ sont considérables, explique Oliver Javerschek, Project Manager chez BITZER. « Cela ne peut se faire que progressivement. » 

Pisano convient que le coût initial reste un obstacle, en particulier pour les petites installations. « Les petites unités destinées aux points de vente, d’une puissance inférieure à 40 kW, ne passent toujours pas à 100 % au CO₂ en raison d’écarts de prix plus importants par rapport aux technologies utilisant des fluides frigorigènes synthétiques, mais cette situation évolue depuis peu en raison des préoccupations croissantes des utilisateurs finaux concernant les PFAS », explique-t-il. Dorin a également lancé récemment une gamme de compresseurs plus petits, la gamme CD0, afin de contribuer à réduire sensiblement cet écart. 

Starr souligne la nécessité d’un soutien économique : « L’utilisateur final doit consentir un investissement important pour remplacer le parc installé d’équipements frigorifiques, plutôt que de prendre la décision à plus courte vue de procéder à une rénovation avec une solution fluorée… Pour accélérer la transition, nous avons donc besoin de davantage d’incitations financières permettant aux utilisateurs finaux de remplacer tout ou partie de leurs systèmes existants par des solutions non fluorées. »

 

• Formation et développement des compétences 

La pénurie de techniciens formés reste un obstacle majeur dans toutes les régions, les experts du secteur la considérant comme une contrainte fondamentale pour l’adoption du CO₂. « Je considère la formation et l’instruction des techniciens de terrain et des techniciens de maintenance comme l’un des principaux obstacles à l’introduction du CO₂ », déclare Javerschek. 

Patenaude confirme ce point de vue, notant que si les pénuries de techniciens persistent pour toutes les technologies frigorifiques, « la relative nouveauté du CO₂
et sa complexité perçue contribuent à cette difficulté ». Il souligne que les distributeurs qui ont accès à une main-d’œuvre de techniciens correctement formés sont mieux armés pour surmonter leurs réserves concernant la transition vers le CO₂, garantir la fiabilité des systèmes et réduire les coûts de maintenance et d’exploitation. 

Le problème est particulièrement aigu aux États-Unis, où l’étendue géographique du pays l’amplifie. Groenewald explique que les compétences et les connaissances sont très dispersées à travers le pays, et que peu de techniciens sont réellement capables d’intervenir sur des systèmes au CO₂ ou d’en assurer la mise en service. Cette pénurie crée des goulets d’étranglement en matière de capacité, car les fabricants d’équipements d’origine (OEM) prennent eux-mêmes en charge les travaux de mise en service. « Cependant, ils ne peuvent pas être partout ni répondre à toute la demande. La forte demande comme le manque de techniciens qualifiés constituent donc des problèmes majeurs », observe Groenewald.

 

• Considérations relatives à la fabrication et au développement du marché 

Les capacités de fabrication constituent une autre contrainte. Pisano les considère comme une limitation majeure du marché, en particulier aux États-Unis. « Le principal obstacle est le manque de capacités de fabrication. Il n’y a pas suffisamment d’OEM pour répondre aux besoins réels du marché », explique-t-il. 

La nécessité d’accroître la production dépasse le cadre de chaque fabricant. Selon Menno van der Hoff, de Triple Aqua Consulting, « Le principal développement nécessaire consiste à augmenter la production des composants afin d’en réduire le prix. »

 

Moteurs du secteur : au-delà de la conformité 

Si les cadres réglementaires constituent le fondement de la transformation du marché, la dynamique d’adoption du CO₂
va bien au-delà de la simple conformité. Une interaction complexe entre facteurs économiques, stratégiques et liés à la durabilité crée de puissantes incitations pour que les entreprises adoptent les fluides frigorigènes naturels, accélérant souvent leur adoption au-delà de ce que les seules réglementations pourraient permettre.

 

• La pression réglementaire rencontre la stratégie d’entreprise 

Les réglementations sur les fluides frigorigènes soutenant la réduction progressive mondiale des HFC à GWP élevé restent le principal moteur de l’adoption du CO₂
à l’échelle mondiale. « Malgré l’incertitude réglementaire actuelle aux États-Unis, les entreprises avancent avec détermination et accélèrent leurs transitions vers d’autres fluides frigorigènes conformément à leurs objectifs ESG [environnementaux, sociaux et de gouvernance] déclarés », explique Patenaude. 

Toutefois, l’attrait du CO₂
va au-delà de la conformité réglementaire et s’inscrit dans la stratégie d’entreprise à long terme. « Le paysage réglementaire est incertain, et le choix d’une stratégie frigorifique à l’abri de futures obligations constitue l’une des principales raisons pour lesquelles de nombreuses entreprises examinent le CO₂ de plus près », observe Patenaude.

 

• Leadership des entreprises et dynamique concurrentielle 

Les grands distributeurs stimulent l’adoption du CO₂
par des engagements volontaires qui dépassent souvent les exigences réglementaires. Par exemple, des entreprises comme Walmart choisissent le CO₂ transcritique comme l’une de leurs principales options technologiques pour atteindre leurs objectifs environnementaux et de durabilité, tandis qu’ALDI s’est engagé à installer uniquement des fluides frigorigènes naturels dans tous ses systèmes neufs et rénovés d’ici 2035, un calendrier qui s’applique à l’ensemble de son parc, indépendamment des réglementations locales. 

« Les réglementations de l’AIM Act jouent un rôle important dans cette évolution, tout comme les propres objectifs de réduction des émissions de GHG [gaz à effet de serre] de ces entreprises », explique Starr. Ces initiatives reflètent des stratégies plus larges visant à réduire les émissions de Scope 1 et à atteindre les objectifs ESG.

 

Conclusion : la dynamique s’amplifie dans tous les secteurs 

Le secteur du froid commercial se trouve à un tournant où la pression réglementaire, les engagements des entreprises en matière de durabilité et l’innovation technologique convergent pour favoriser une adoption sans précédent des systèmes au CO₂ sur les marchés de l’UE et des États-Unis. Si des difficultés subsistent en matière de formation des techniciens, de coûts initiaux et de capacités de fabrication, la trajectoire est claire : les fluides frigorigènes naturels, avec le CO₂ en tête, représentent l’avenir du froid commercial. 

Le contraste entre les régions est frappant, mais complémentaire. Le calendrier réglementaire ambitieux de l’Europe fournit une feuille de route pour une transition complète, tandis que les politiques innovantes menées au niveau des États américains montrent comment des incitations ciblées peuvent accélérer l’adoption, même dans un contexte d’incertitude fédérale. Les avancées techniques continuent de lever les obstacles traditionnels et rendent les systèmes au CO₂ plus accessibles dans des segments de marché variés, des grandes chaînes de supermarchés aux commerces de plus petite taille. 

Avec des taux de pénétration du marché en forte hausse, 30 % en Europe et 5,8 % en Amérique du Nord, et des applications qui s’étendent au-delà du froid traditionnel aux pompes à chaleur et à la climatisation, le CO₂ est passé du statut de technologie de niche à celui de solution courante. 

Les conditions sont réunies pour une poursuite de l’expansion tout au long de la décennie, portée par la puissante combinaison de la certitude réglementaire, du leadership des entreprises et de la maturité technologique, qui fait du CO₂ le choix stratégique des distributeurs tournés vers l’avenir.

 

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