Qu’est-ce qu’un déshumidificateur à dessiccant liquide ?

Caractéristiques principales

Sels dessiccantsChlorure de lithium (LiCl), chlorure de calcium (CaCl₂), bromure de lithium (LiBr)
Point de rosée atteignable (installations actuelles)~2°C à 13°C (environ 4-55°F), limité par le sel
Température de régénération60-140°C en configuration classique ; 32-55°C avec pompe à chaleur
Configurations matérielles courantesLit garni, membrane (LAMEE), couplage à une pompe à chaleur
Durée de vie habituelle du médiaAppoint régulier de solution ; entretien du contacteur, pas une pièce d’usure

Un déshumidificateur à dessiccant liquide est un appareil de traitement de l’air qui assèche l’air de procédé en absorbant la vapeur d’eau dans une solution saline en circulation, généralement du chlorure de lithium, du chlorure de calcium ou du bromure de lithium, puis en régénérant cette solution par la chaleur afin qu’elle puisse à nouveau absorber l’humidité. Il vise des points de rosée modérés à bas, de l’ordre de 2-13°C dans les installations commerciales actuelles, plutôt que les points de rosée extrêmement bas qu’atteint une roue à dessiccant solide ; il peut aussi refroidir et déshumidifier en un seul passage.

Un déshumidificateur à dessiccant liquide, également appelé déshumidificateur liquide, assèche l’air en extrayant l’humidité à l’aide d’une solution saline hygroscopique, plutôt qu’avec une batterie froide ou une roue rotative. L’air circule au-dessus de la solution dans un conditionneur, où le sel capte la vapeur d’eau. Un régénérateur distinct extrait ensuite l’eau afin que la solution saline puisse être réutilisée. Il s’agit de la branche « liquide » des technologies de déshumidification à dessiccant ; la branche « solide » utilise un adsorbant solide dans une roue dessiccante rotative et atteint d’autres points de rosée, plus bas. Une batterie froide à fluide frigorigène ne peut éliminer l’humidité de l’air qu’en sous-produit de son refroidissement. Le principe du dessiccant liquide, lui, dissocie la régulation de l’humidité et celle de la température en deux étapes distinctes : d’abord extraire l’humidité avec le dessiccant liquide pour abaisser l’humidité de l’air (l’air traverse le dessiccant et ressort relativement sec), puis ajuster sa température séparément à l’aide d’un échangeur de chaleur sensible.

Il est important de comprendre la technologie de manière indépendante pour deux raisons principales. Premièrement, l’absorption de l’humidité par une solution liquide est un phénomène physique distinct de l’adsorption de la vapeur d’eau sur une surface solide. Les différences fondamentales entre ces processus influencent presque tous les compromis présentés ci-dessous, du point de rosée et de la température de régénération à la sensibilité à la corrosion et à la capacité de refroidissement du système. Deuxièmement, une analyse du programme du Building Technologies Office du Department of Energy publiée en 2024 estimait que la gestion de l’humidité représentait environ 31 % des émissions de gaz à effet de serre liées à la climatisation, soit davantage que le refroidissement lui-même. Ce contexte aide à comprendre pourquoi le DOE finance activement de nouveaux essais sur le terrain de systèmes de déshumidification de l’air à dessiccant liquide (période de performance de juin 2024 à septembre 2025), plutôt que de considérer cette technologie comme un « créneau établi ».

Fonctionnement, absorption, régénération et 3 configurations du système

Fonctionnement, absorption, régénération et 3 configurations du système — Koven Air

Un déshumidificateur à dessiccant liquide fonctionne en faisant circuler le dessiccant entre deux chambres : un conditionneur, où la solution saline absorbe directement la vapeur d’eau de l’air de procédé, et un régénérateur, où la solution est chauffée jusqu’à ce que l’humidité absorbée s’en échappe, lui permettant ainsi d’absorber à nouveau. Le cycle est continu et les deux chambres peuvent être dimensionnées et configurées de trois façons différentes.

Dans le conditionneur, une solution concentrée de dessiccant liquide entre en contact avec le flux d’air entrant. La solution saline ayant une pression de vapeur inférieure à celle de l’air ambiant humide qui l’entoure — dont la pression de vapeur est relativement élevée par rapport à celle du dessiccant —, la vapeur d’eau migre de l’air vers le liquide. Il s’agit d’un processus d’absorption, et non de filtration : l’humidité passe directement de l’air au dessiccant au lieu de se condenser. Le dessiccant dilué s’accumule alors au fond du conditionneur et est pompé vers le régénérateur, où il est chauffé et mis en contact avec un second flux d’air évacué. La chaleur libère la vapeur d’eau absorbée et reconcentre le dessiccant, qui peut ensuite être renvoyé dans le conditionneur pour absorber à nouveau l’humidité. Certains modèles refroidissent ensuite la solution régénérée dans une petite tour de refroidissement avant de la renvoyer dans le flux d’air. Le caractère endothermique de l’absorption contraste avec la chaleur dégagée lors de l’adsorption dans une roue à dessiccant solide, et influe sur la manière dont chaque technologie gère le refroidissement sensible simultané.

Un fil Reddit dans hvac-advice, auquel a participé un technicien, résume clairement l’étape de régénération : une fois que le dessiccant a absorbé l’humidité, il faut généralement le chauffer à environ 180°F (82°C) ou plus pour qu’il libère cette humidité dans le flux d’air évacué. Cela correspond globalement aux valeurs publiées : les systèmes classiques à lit garni et à membrane régénèrent à 60-140°C, tandis que les modèles récents couplés à une pompe à chaleur abaissent la température nécessaire à 32-55°C en utilisant le condenseur de la pompe à chaleur comme source, plutôt qu’une chaudière ou une batterie à vapeur distincte.

📐 Note d’ingénierie

Une solution de chlorure de lithium à 40 % et à 30°C produit un point de rosée d’environ 3,7°C dans l’air à l’équilibre avec la solution. Il s’agit d’une valeur publiée de chimie à l’équilibre (les principes physiques sous-jacents ne changent pas selon la date de publication, mais il convient toujours de vérifier les données correspondant à la concentration et à la température de votre solution), et non d’une estimation empirique. La température et la concentration sont les deux paramètres d’ajustement. Elles modifient toutes deux la concentration de l’air à l’équilibre avec la solution ; pour abaisser davantage le point de rosée, on diminue la température et on augmente la concentration du dessiccant dans le circuit. Il faut toutefois éviter de dépasser une concentration de 50 % avec certains sels de lithium, car le risque de cristallisation augmente et peut interrompre complètement le processus.

Refroidissement par dessiccant : associer déshumidification et refroidissement par évaporation

Un système de refroidissement à dessiccant liquide peut être associé à une batterie froide régulée avec précision ou à un refroidisseur par évaporation en aval. Certaines installations en font ainsi une solution complète de déshumidification et de refroidissement de l’air, plutôt qu’un simple déshumidificateur. La régulation de l’humidité et celle de la température sont alors deux étapes distinctes, au lieu du processus courant en climatisation qui consiste à trop refroidir l’air, puis à le réchauffer. C’est ce qui distingue une conception efficace à dessiccant liquide d’un déshumidificateur ajouté au système : la concentration du dessiccant dans le circuit est adaptée à la charge latente réelle du site, au lieu d’être fixée en usine. C’est aussi là que cette technologie de régulation de l’humidité de l’air se distingue des équipements classiques. Le conditionneur extrait l’humidité sans refroidir l’air sous la température de consigne ou le point de rosée. Une batterie peut donc assurer ensuite le refroidissement sensible à une température plus élevée que dans un système classique, ce qui améliore son coefficient de performance. En choisissant un système à dessiccant, l’équipe du site renonce à la simplicité d’une batterie de réchauffage et adopte une solution plus nuancée qui dissocie la régulation de la chaleur latente et de la chaleur sensible.

💡 Indice de risque d’entraînement de gouttelettes
La configuration choisie a la plus grande influence sur le risque de perturbation lié à la maintenance. Dans les contacteurs à lit garni, le dessiccant est directement en contact avec l’air : le risque d’entraînement de gouttelettes y est le plus élevé, même si des séparateurs de gouttelettes peuvent être prévus. Les contacteurs à membrane (LAMEE) présentent un risque très faible, voire nul, puisque le dessiccant liquide n’entre pas en contact avec le flux d’air. Les unités monoblocs couplées à une pompe à chaleur se situent entre les deux ; leur niveau de risque dépend de la conception du contacteur qu’elles intègrent.

Les échangeurs membranaires d’énergie liquide-air (LAMEE) constituent un troisième type de configuration à mentionner. Une membrane semi-perméable isole complètement le flux d’air du dessiccant liquide tout en permettant le transfert de vapeur d’eau et en empêchant l’entraînement de liquide. Une analyse de formation continue publiée dans le CIBSE Journal indique que les échangeurs à membrane peuvent atteindre une efficacité de 94 % ; l’absence de contact direct avec le flux d’air élimine le risque d’entraînement dans leur conception.

Dessiccant liquide ou roue dessiccante rotative : quelle est la vraie différence ?

Dessiccant liquide ou roue dessiccante rotative : quelle est la vraie différence ? — Koven Air

Le dessiccant liquide et les roues dessiccantes rotatives éliminent tous deux l’humidité sans trop refroidir l’air, mais selon des mécanismes fondamentalement différents : l’absorption dans un liquide, d’une part, et l’adsorption sur une surface solide, d’autre part. Cette différence de mécanisme impose une limite physique stricte au point de rosée que chaque technologie peut atteindre.

Un système à dessiccant liquide peut-il atteindre les mêmes points de rosée bas qu’une roue rotative ?

Non, un système à dessiccant liquide ne peut pas atteindre les mêmes points de rosée bas qu’une roue rotative ; la raison tient à la chimie, pas au degré d’effort d’ingénierie. Une roue rotative adsorbe l’eau sur la surface d’un sorbant solide et peut être séchée jusqu’à des points de rosée de -40°C et moins. Une solution à dessiccant liquide absorbe au contraire l’eau dans son volume, et le point de rosée minimal atteignable est limité par la pression de vapeur à l’équilibre du sel (souvent appelée « equilibrium vapour pressure » dans la littérature technique britannique anglophone).

À 25°C, une solution saturée de chlorure de lithium présente une pression de vapeur équivalente à environ 11 % d’humidité relative, ce qui est beaucoup plus humide que ne le permet une cible de -40°C. Aucune augmentation de la chaleur de régénération ni aucun réglage du débit ne peut amener un système liquide dans cette plage : au contact de l’air ambiant, la pression de vapeur d’eau de l’air ne descend que jusqu’à celle du dessiccant, jamais en dessous. Dans une batterie, l’élimination de la chaleur sensible et de la chaleur latente reste liée. Dans une boucle de dessiccant liquide, ces deux phénomènes sont dissociés, ce qui permet de maintenir un point de rosée donné sans les variations de température et d’humidité qu’entraîne un simple système piloté par thermostat. La limite pratique du point de rosée des systèmes liquides actuels apparaît directement dans les installations : une unité de terrain financée par le DOE en 2024-2025, actuellement en phase de test, est donnée pour un point de rosée de l’air soufflé de 40-55°F, avec des conditions d’essai comprises entre 8-13°C. Elle se situe donc bien dans la plage modérée visée par le dessiccant liquide, loin des environnements extrêmement secs (les points de rosée aussi bas que -40°C relèvent plutôt des roues rotatives).

Le dessiccant liquide atteint un point de rosée minimal de 2-13°C, contre -40°C et moins pour une roue rotative : ces deux technologies répondent à des besoins différents, et ne sont pas deux niveaux concurrents d’une même solution.
Caractéristique (par type de déshumidification) Dessiccant liquide Roue dessiccante rotative Réfrigération (batterie)
Mécanisme de sorptionAbsorption dans le volume du liquideAdsorption sur une surface solideCondensation (refroidissement sous le point de rosée)
Point de rosée minimal en pratique~2°C (unités de terrain actuelles), limité par le sel-40°C et moins~4°C (limite de givrage)
Chaleur de régénération32-140°C selon la configuration40-135°C selon le médiaSans objet
Refroidissement simultanéOui, en un seul passageAjoute de la chaleur sensible, nécessite un refroidissement en avalOui (refroidit trop, nécessite un réchauffage)
Corrosion / entraînement de gouttelettesGérés par la conception du contacteur (risque quasi nul avec une membrane)Aucun (média solide)Gestion du condensat uniquement
Plage d’humidité relative la mieux adaptée~15-50 % d’humidité relative, charge latente élevée<35% jusqu’à une humidité extrêmement basse45-60 % d’humidité relative
Souplesse dans le choix de la source d’énergieChaleur fatale, eau chaude, vapeur basse pression ou condenseur de pompe à chaleurChaleur fatale ou brûleur/batterie dédié, selon le médiaÉlectricité du réseau uniquement
Profil de maintenanceAppoint de solution et entretien du contacteur ; risque d’entraînement dépendant de la configurationRemplacement de la roue tous les 8-12 ans (pièce d’usure)Entretien du compresseur et du fluide frigorigène
Type d’application habituelHumidité relative modérée, forte charge latente et refroidissement simultanéSalles sèches, séchage pousséConfort / prétraitement

Plages de points de rosée d’après le module de formation continue 71 du CIBSE Journal et les caractéristiques de l’unité de terrain DOE/NREL 2024. Les valeurs des roues rotatives sont tirées du guide de Koven Air sur les déshumidificateurs à dessiccant rotatifs.

Cette limite chimique explique précisément pourquoi les applications telles que les salles sèches pour batteries au lithium, qui exigent des points de rosée pouvant atteindre -40°C, utilisent une roue rotative plutôt qu’un système liquide. Pour comparer les deux solutions dans le cadre d’un projet, le guide complet de Koven sur les déshumidificateurs à dessiccant rotatifs présente en détail le fonctionnement des roues.

Dessiccant liquide ou réfrigération (déshumidification par batterie froide)

Dessiccant liquide ou réfrigération (déshumidification par batterie froide) — Koven Air

La déshumidification par dessiccant liquide est-elle plus économe en énergie que la réfrigération ?

La déshumidification par dessiccant liquide est plus économe en énergie que la réfrigération uniquement en dessous d’un certain point de rosée, et non dans tous les cas, quoi qu’en disent les textes commerciaux. Selon le Dr Andrew Lowenstein, président d’AIL Research, une batterie froide classique à compression de vapeur ne peut guère déshumidifier sous un point de rosée d’environ 40°F avant que le givrage ne devienne un risque. C’est précisément à partir de ce seuil que la physique confère un avantage au dessiccant liquide.

Cet avantage augmente lorsqu’on dispose de chaleur récupérable à 140-220°F pour la régénération. Sous le point de rosée minimal pratique de la batterie, un système frigorifique doit fonctionner à des températures toujours plus basses pour continuer à condenser l’eau. Son efficacité se dégrade alors fortement : la majeure partie de la charge de refroidissement sert à trop refroidir l’air chaud et humide, au lieu de dissocier utilement la chaleur sensible et la chaleur latente.

« La climatisation à dessiccant liquide élimine l’humidité des flux d’air au moyen d’une solution de chlorure de lithium ou de sels halogénés. Le dessiccant concentré et refroidi s’écoule dans un absorbeur et traverse une surface de transfert de masse tandis que l’air circulant à contre-courant passe sur cette même surface, transférant la chaleur et l’humidité de l’air vers le dessiccant liquide. »

Dr Andrew Lowenstein, président d’AIL Research — cité dans ACHR News

L’argument en faveur de l’efficacité est toutefois conditionnel, et non absolu ; c’est là que de nombreux discours commerciaux exagèrent les performances de cette technologie. Une erreur d’évaluation peut entraîner un surdimensionnement coûteux, et pas seulement un écart d’arrondi sur la facture d’énergie. Selon une comparaison indépendante de l’efficacité des systèmes HVAC, « les systèmes à dessiccant liquide assurent une déshumidification efficace dans l’ensemble, mais les économies sont moins marquées dans les climats frais et secs, simplement parce que l’air contient moins d’humidité à extraire. La capacité du dessiccant à absorber à faible coût de fortes charges latentes présente alors moins d’avantages économiques. Pour l’air de procédé non conditionné que l’on souhaite amener à des conditions équivalentes à celles d’un air soufflé satisfaisant, un centre d’essai indépendant a estimé que les systèmes à dessiccant liquide coûtaient 27 à 55 % moins cher à exploiter que des systèmes comparables à compression de vapeur ou à dessiccant solide. » Toutefois, « cette estimation repose sur des essais menés dans des conditions sévères représentatives d’un site industriel ; elle ne comprend pas de résultats correspondant à des conditions de confort de 50 % à 55 % d’humidité relative, pour lesquelles la batterie est relativement efficace. » Si vos exigences prévoient une consigne d’humidité modérée, examinez donc les options de près avant de conclure que vous obtiendrez le coût d’exploitation le plus bas. Si votre procédé exige un point de rosée bas avec une forte charge latente — dans une salle propre, une chaîne de transformation alimentaire ou un site industriel soumis à des cycles de lavage à l’eau —, l’option à dessiccant est plus intéressante. Koven Air conçoit à la fois la partie refroidissement et la partie dessiccant de cette solution, en fonction de l’application, afin que sa recommandation corresponde au profil de charge réel de votre site plutôt qu’aux équipements disponibles en stock.

Cas réel : déshumidification d’une salle propre dans la région de Shanghai

Une salle propre destinée à des équipements de télécommunications, près de Shanghai, nécessitait une régulation précise de l’humidité et de la qualité de l’air. Les ingénieurs ont estimé qu’une solution HVAC classique nécessiterait environ 45 kW pour refroidir l’eau, 29 kW pour réchauffer l’air jusqu’à la consigne et 11 kW pour les charges auxiliaires, soit une puissance nominale totale de 85 kW. Les unités monoblocs à dessiccant liquide finalement installées sur le site affichaient une puissance nominale de 53 kW. Selon la source du rapport, le changement a permis de réduire les coûts énergétiques de 62 % et d’obtenir un retour sur investissement en environ 16 semaines. L’écart entre la réduction d’environ 38 % de la puissance nominale et les économies rapportées de 62 % reflète la consommation d’énergie réellement mesurée en conditions d’exploitation, et non une simple comparaison des puissances nominales. C’est un rappel que les kW nominaux et le coût énergétique mesuré sont deux chiffres différents, et non deux façons d’exprimer la même valeur. Les économies proviennent précisément de la suppression de l’étape de surrefroidissement puis de réchauffage qu’un système à batterie devait effectuer pour atteindre simultanément les consignes de température et d’humidité.

Comparaison des sels dessiccants : chlorure de lithium, chlorure de calcium et bromure de lithium

Comparaison des sels dessiccants : chlorure de lithium, chlorure de calcium et bromure de lithium — Koven Air

Presque tous les systèmes à dessiccant liquide disponibles sur le marché utilisent l’un de ces trois sels. Le choix est rarement arbitraire : il tient compte du coût, de la corrosivité et du point de rosée que la solution peut atteindre.

💡 La courbe d’équilibre du sel dessiccant
Toutes les comparaisons publiées dans ce domaine portent sur un seul sel à la fois. Comparer directement le chlorure de lithium, le chlorure de calcium et le bromure de lithium en fonction du coût, de la corrosivité et des performances à l’équilibre — c’est-à-dire les critères que doit réellement arbitrer un acheteur — est une analyse qu’aucune page de fabricant ne propose.
Le chlorure de lithium offre un point de rosée d’équilibre plus bas que le chlorure de calcium, mais ce dernier coûte environ 10 % du prix du premier, selon la comparaison du CIBSE ci-dessous.
Propriété Chlorure de lithium (LiCl) Chlorure de calcium (CaCl₂) Bromure de lithium (LiBr)
Coût relatifRéférence (le plus élevé)~10 % du coût du LiClSupérieur à celui du LiCl, principalement utilisé dans les groupes d’eau glacée à absorption
Point de rosée d’équilibre (concentration de 40 %, 30°C)~3,7°CMoins corrosif qu’une solution de LiCl de concentration équivalenteCorrosivité comparable à celle du LiCl ; les données concernent plus souvent les groupes d’eau glacée que les systèmes LDAC
Capacité maximale de désorption (essai en laboratoire indépendant)Cas de référence dans la plupart des études0.3113 gH₂O/g de solution à 50°C/25% RH — valeur la plus élevée parmi les sels testés dans cette étudeNon étudié dans la même série d’essais
CorrosivitéÉlevée — ces trois sels de chlorure ou de bromure sont corrosifs pour les métaux couramment utilisés en CVCÉlevéeÉlevée
Risque de cristallisationAugmente fortement lorsque la concentration approche ~50 %Risque similaire, lié à la concentrationRisque similaire, lié à la concentration
Usage courantSel le plus courant dans les systèmes LDACMélangé à 50/50 avec du LiCl pour réduire les coûts à performances presque équivalentesPlus courant dans les groupes d’eau glacée à absorption que dans les systèmes LDAC côté air

Données sur le coût et le point de rosée d’équilibre tirées du module CPD 71 du CIBSE Journal (Tim Dwyer, 2014). Données sur la capacité de désorption tirées d’une étude technico-économique indépendante en laboratoire publiée par PMC/NIH, 2023 (essai en enceinte climatique à 50°C/25% RH).

Le mélange est une stratégie de réduction des coûts documentée : un mélange 50/50 de chlorure de calcium et de chlorure de lithium peut produire une pression de vapeur à l’équilibre et un point de rosée de l’air similaires à ceux obtenus avec une solution pure de chlorure de lithium, pour une fraction du coût des matières premières. Le choix du sel n’est donc pas simplement binaire (« lequel choisir ? ») : lors du dimensionnement d’un système pour un budget et un objectif de point de rosée précis, il s’agit plutôt d’optimiser le ratio du mélange. D’autres dessiccants sont disponibles en dehors de ces trois chlorures, notamment le triéthylène glycol et le formiate de potassium, qui sacrifient une partie de leur pouvoir corrosif au profit d’une capacité d’absorption moindre. Une étude comparative a établi qu’une solution de formiate de potassium à 70,3 % atteint environ la même pression de vapeur qu’une solution de chlorure de lithium à 35 %, ce qui en fait un substitut viable, mais moins concentré à concentration équivalente.

Un indicateur quantifié mérite d’être signalé : les données de volume de recherche de DataForSEO montrent que l’intérêt pour « calcium chloride dehumidifier » a progressé d’environ 3.9x sur les 12 derniers mois (en comparant les trois premiers mois de cette période aux trois plus récents). C’est un indicateur réel et mesuré, même si nous n’avons trouvé aucune source sectorielle publiée qui explique directement ce qui a provoqué cette hausse. Cette évolution concorde avec l’intérêt des clients pour la stratégie de mélange visant à réduire les coûts décrite plus haut, mais nous n’affirmerons pas de lien de causalité que nous ne pouvons pas vérifier.

Applications de la déshumidification à dessiccant liquide

Applications de la déshumidification à dessiccant liquide — Koven Air

La déshumidification à dessiccant liquide convient particulièrement aux salles propres, à l’industrie agroalimentaire, aux enceintes de stabilité pharmaceutiques, aux hôpitaux, au stockage de produits sensibles et aux piscines, partout où une charge latente élevée s’accompagne d’un objectif de point de rosée modéré. Les locaux secs pour batteries au lithium constituent une exception notable : leur exigence de point de rosée de -40°C est bien inférieure à ce qu’un système liquide peut atteindre, d’où le recours à une roue dessiccante pour cette application.

Pourquoi les locaux secs pour batteries au lithium nécessitent-ils une déshumidification à dessiccant ?

Les locaux secs pour batteries au lithium doivent atteindre un point de rosée d’au moins -40°C afin d’éviter que le lithium et l’électrolyte ne réagissent à la moindre trace d’humidité. Cet objectif dépasse largement les capacités de tout système à dessiccant liquide. Prescrire un système liquide pour cette application constitue une erreur coûteuse, parfois découverte au stade de la mise en service : sa conception l’empêche d’atteindre cet objectif, quel que soit son réglage. C’est pourquoi ces locaux sont équipés d’une roue dessiccante.

La déshumidification à dessiccant liquide est surtout adaptée à une autre plage d’humidité. Les recherches du NREL sur la climatisation à dessiccant liquide (LDAC) indiquent que cette technologie donne de bons résultats avec des flux d’air humides soumis à une forte charge, la ventilation en climat humide, les piscines et les procédés industriels humides, mais pas pour la déshumidification à usage général. Lorsqu’il est plus important de réguler précisément l’humidité d’un air neuf sec que de maximiser la capacité de refroidissement, un système liquide peut maintenir l’air soufflé dans une plage de points de rosée étroite, sans les variations provoquées par un compresseur à marche-arrêt.

Les systèmes à dessiccant liquide conviennent particulièrement aux applications combinant une charge latente élevée et des objectifs d’humidité relative faibles à modérés : ils ne conviennent pas à toutes les applications de régulation de l’humidité.
Application Objectif courant Atouts du dessiccant liquide
Salles propres et assemblage électroniqueHumidité relative faible à modérée, régulation préciseRefroidissement et déshumidification simultanés en un seul passage, sans pénalité liée au surrefroidissement et au réchauffage
Industrie agroalimentaire≤60 % d’humidité relative, forte proportion d’air neufProcédés humides à forte charge latente (lavage, étuvage, cuisson)
Hôpitaux et enceintes de stabilitéPlage d’humidité relative régulée, ±5 %Régulation précise et indépendante de l’humidité, distincte de celle de la température
Entrepôts et stockage de produits sensiblesHumidité relative faible à modérée, prévention de la condensationSolution économique par rapport à la déshumidification en profondeur d’un grand volume d’air par le seul froid
Piscines et centres aquatiquesHumidité relative modérée et forte charge latenteAdapté aux fortes humidités et charges latentes — voir ci-dessous la remarque sur la compatibilité chimique

Que vous ayez besoin d’un local sec pour batteries au lithium, d’un centre de données ou de toute autre installation nécessitant une déshumidification poussée jusqu’à -40°C, les solutions de déshumidification à dessiccant de Koven Air vous aideront à déterminer quelle technologie — roue dessiccante, dessiccant liquide ou solution hybride — convient à vos exigences de point de rosée et à votre source de chaleur disponible.

Les compromis techniques : corrosion, cristallisation et entraînement de gouttelettes

Les compromis techniques : corrosion, cristallisation et entraînement de gouttelettes — Koven Air

Les sels qui permettent aux systèmes à dessiccant liquide de fonctionner rendent aussi leur exploitation un peu plus exigeante que celle d’un ventilo-convecteur classique. Une présentation sérieuse de cette technologie doit le dire d’emblée.

✔ Avantages
  • Refroidissement et déshumidification simultanés en un seul passage
  • Régénération possible à l’aide de chaleur fatale à basse température (32-55°C dans les systèmes couplés à une pompe à chaleur)
  • Les contacteurs à membrane (LAMEE) offrent un rendement pouvant atteindre 94 % avec un entraînement de gouttelettes quasi nul
  • Le dessiccant liquide peut également agir comme un filtre naturel en éliminant les particules contaminées par des microbes et des moisissures
⚠ Limites
  • Les sels peuvent corroder de nombreux métaux couramment utilisés en CVC, ce qui impose le recours à des matériaux résistants à la corrosion
  • Le risque de cristallisation, qui peut interrompre le fonctionnement, augmente fortement près de 50 % de concentration
  • Les systèmes à lit garni et débit élevé ont entraîné des coûts de maintenance considérables liés à l’entraînement de gouttelettes. Les recherches du NREL recommandent fortement les systèmes à faible débit pour limiter ce risque
  • Avant toute installation dans une piscine ou un centre aquatique, il faut évaluer la compatibilité avec le chlore afin d’éviter la formation de précipités et le colmatage des composants du contacteur

La déshumidification à dessiccant liquide remplace un cycle de compresseur plus simple et plus froid — par rapport aux équipements conventionnels de chauffage et de refroidissement fonctionnant avec un fluide frigorigène — par un circuit chimiquement actif qui nécessite son propre programme de maintenance. C’est le prix à payer pour déshumidifier sans perdre de capacité de refroidissement sensible. Le problème de l’entraînement de gouttelettes est bien réel, mais son historique montre que la situation s’améliore. Sur les systèmes de première génération, par exemple, des gouttelettes de chlorure de lithium étaient entraînées dans l’air sortant et attaquaient les conduits en aval. Ce mode de défaillance a longtemps donné aux systèmes liquides leur réputation d’équipements exigeant beaucoup de maintenance. Eric Kozubal, qui mène des recherches sur l’énergie thermique distribuée au National Renewable Energy Laboratory, nous a indiqué que les nouvelles générations de contacteurs liquide-air ne nécessitent même plus d’éliminateur de gouttelettes. Il s’agit, selon ses mots, d’« une avancée décisive qui supprimera toutes les opérations de maintenance traditionnellement associées aux systèmes liquides ». Toutefois, la littérature technique plus récente du NREL distingue les systèmes à faible débit de ceux à débit élevé, car ces derniers présentent un historique bien documenté de coûts de maintenance liés à l’entraînement de gouttelettes. En toute transparence, les conceptions actuelles ont pratiquement éliminé le problème, sans toutefois le supprimer dans l’ensemble du secteur. Les contacteurs à faible débit et à membrane sont de meilleurs choix lorsque la fiabilité des coûts de maintenance est prioritaire sur le débit.

Le seul problème de compatibilité chimique qui me semble mériter d’être signalé en tant que tel concerne les piscines et les centres aquatiques. Le sel choisi pour l’application — en l’occurrence, le dessiccant liquide — doit être vérifié au regard de la composition chimique de l’eau du bassin : certains produits peuvent entraîner la formation d’un précipité qui colmate les pièces internes du contacteur. Ces particularités propres à chaque site sont rarement mentionnées dans les explications générales sur le fonctionnement des dessiccants, mais les ingénieurs mécaniciens doivent absolument en tenir compte lorsqu’ils équipent un centre aquatique.

Durée de vie du système, maintenance et facteurs de coût d’exploitation

Durée de vie du système, maintenance et facteurs de coût d’exploitation — Koven Air

Le gel de silice d’une roue dessiccante est un consommable à part entière, dont la durée de vie est de 8 à 12 ans. La solution de dessiccant liquide, en revanche, ne s’épuise pas comme un sorbant solide : c’est un fluide de travail que l’on renouvelle et entretient de temps à autre. La question de la maintenance n’est donc plus « Quand le média sera-t-il usé ? », mais « Dans quelle mesure la conception du contacteur limite-t-elle la corrosion et l’entraînement de gouttelettes ? » — le sujet évoqué juste avant.

Le coût d’exploitation sur le cycle de vie dépend essentiellement d’un seul facteur : la consommation d’énergie pour la régénération. Il ne dépend ni de la consommation d’eau glacée ni de la puissance des ventilateurs. Dans les systèmes à dessiccant en général, la « réactivation » du sorbant — l’élimination de l’humidité de l’air et de la pression de vapeur d’eau retenues dans le média au moyen de chaleur, sans pièce mobile — représente environ 90 % de la charge énergétique totale du système. Sur toute sa durée de vie, le média et la configuration capables d’atteindre le point de rosée visé avec la source de chaleur de régénération la moins chaude seront donc toujours les plus avantageux, quel que soit leur prix d’achat initial. C’est pourquoi le secteur privilégie la régénération couplée à une pompe à chaleur (32-55°C) plutôt que le recours à un brûleur dédié ou à une batterie à vapeur (60-140°C). Cette évolution a davantage d’incidence sur le coût total de possession d’un projet que presque tout autre élément d’une fiche technique. Le stockage de la solution régénérée (concentrée) pour l’utiliser plus tard dans le cycle constitue un autre levier de réduction des coûts, moins important, qu’il faut également prendre en compte. Comme le média sorbant peut être régénéré lorsque la chaleur fatale est peu coûteuse ou que l’électricité est disponible en heures creuses, puis stocké et utilisé pour assurer le refroidissement lors des pics de demande, certaines installations associent désormais le dessiccant liquide à la cogénération afin de réduire les besoins d’énergie de régénération pendant les heures où l’électricité est chère.

📐 Note d’ingénierie

Puisque la régénération représente de loin le coût énergétique le plus élevé sur le cycle de vie — une tendance documentée pour différentes technologies à dessiccant dans les rapports techniques du DOE sur les bâtiments à haut rendement énergétique et interagissant avec le réseau — demandez à votre fournisseur de dessiccant liquide quelle température de régénération nécessite l’équipement recommandé, puis comparez-la à la température réellement disponible dans le local technique : eau chaude, chaleur fatale, vapeur à basse pression ou condenseur d’une pompe à chaleur ? Une unité qui nécessite de la vapeur à 140°C alors que le site ne dispose que de chaleur fatale à 60°C n’est pas un mauvais choix technologique, mais un choix inadapté.

Qui fabrique des systèmes à dessiccant liquide ?

Qui fabrique des systèmes à dessiccant liquide ? — Koven Air

Le marché des équipements à dessiccant liquide est un segment restreint et spécialisé du marché plus vaste des déshumidificateurs CVC. Il comprend quelques gammes de marques bien établies, ainsi que de nouveaux acteurs qui proposent la régénération électrochimique. Alfa Laval (Kathabar), Ventilex (DryGenic), Copeland (HMX) et Mojave HVAC (ArctiDry) occupent aujourd’hui le segment des systèmes conventionnels régénérés par la chaleur.

De nouveaux acteurs font évoluer la technologie dans différentes directions : Mojave HVAC commercialise des unités monoblocs de marque ArctiDry qui associent un dessiccant liquide à un système à détente directe à vitesse variable. Par ailleurs, comme indiqué dans la section Perspectives du secteur ci-dessous, une société distincte, appelée Mojave Energy Systems, détient depuis 2024 un brevet sur une technologie de dessiccant liquide régénéré par voie électrochimique, une méthode de régénération très différente de celles fondées sur la chaleur, qui sont abordées dans le reste de cet article.

Les questions que les services d’ingénierie souhaitent poser aux fournisseurs d’équipements ne figurent souvent pas dans les fiches techniques : quelles configurations les fournisseurs proposent-ils généralement (à lit garni, à membrane, couplée à une pompe à chaleur) ? Quelle température de régénération nécessitent-elles ? Quelles garanties et quel service après-vente sont proposés pour les pièces directement exposées à la corrosion ? La matrice de sélection de configuration de Koven Air permet de voir comment un fabricant traite explicitement ces questions au lieu de proposer systématiquement une seule gamme de produits.

Pour de nombreux acheteurs, le piège est une garantie qui semble intéressante sur le papier, mais exclut le contacteur et la pompe exposés à la corrosion. Cette omission peut coûter cher lorsqu’on la découvre après une panne. Koven Air conçoit ses systèmes à roue dessiccante et à dessiccant liquide dans son usine de 20 000 m², où chaque appareil subit 36 inspections et un essai de vieillissement de 24 heures avant expédition. L’entreprise fournit également à vie une assistance technique gratuite après-vente pour les systèmes installés. En pratique, cette maîtrise en interne permet aux équipes d’ingénierie d’obtenir d’un seul fournisseur des réponses précises sur la température de régénération, les matériaux du contacteur et la couverture du service après-vente, au lieu de devoir rassembler ces informations auprès d’un distributeur.

Perspectives du secteur : évolutions des technologies à dessiccant

Perspectives du secteur : évolutions des technologies à dessiccant — Koven Air

Pour la technologie à dessiccant liquide, l’évolution à court terme la plus visible consiste à délaisser la combustion et les sources de chaleur dédiées au profit de l’entraînement électrique. Ce changement est important, car la régénération représente la majeure partie — environ 90 % — de l’énergie consommée par le système. La régénération par électrodialyse, qui utilise un champ électrique entre des électrodes pour extraire l’eau du dessiccant au lieu de le chauffer, est passée du stade de la recherche universitaire à celui de la mise en pratique. Mojave Energy Systems détient depuis 2024 un brevet américain (US11998871B2) sur un système à dessiccant liquide régénéré par voie électrochimique et intégré à une pompe à chaleur secondaire. Des groupes de recherche indépendants commencent à comparer l’électrodialyse à la régénération thermique traditionnelle et aux solutions à membrane sous vide. Parmi eux figurent une évaluation publiée dans la collection numérique de l’ASME et évaluée par des pairs, ainsi qu’une étude de Purdue University comparant différentes technologies de déshumidification à entraînement électrique. Dans la même veine, un système de déshumidification à membrane de liquide ionique a été présenté lors de la 13e conférence internationale de l’IEA Heat Pump Programme, où il a été proposé comme une solution de remplacement viable à la régulation de l’humidité par compression mécanique.

Il convient de préciser le degré de maturité de cette évolution : le département de l’Énergie des États-Unis finance cette transition, ce qui montre qu’il ne la considère pas comme acquise. Un programme de terrain du DOE Building Technologies Office, mené conjointement par le NREL et Mojave, est prévu de juin 2024 à septembre 2025, avec un budget de $2,23 million. Il porte sur la conception et la construction de cinq unités à dessiccant liquide destinées à être testées dans de véritables bâtiments. D’après la dernière mise à jour publique du programme, deux unités sont déjà installées à Orlando et Houston. La documentation précise que les résultats des essais sont des « données et analyses préliminaires susceptibles d’être modifiées ». Cela montre que la régénération à entraînement électrique est en cours de validation sur le terrain, mais qu’elle n’a pas encore fait la preuve définitive de sa viabilité commerciale.

Ce que cela signifie pour un achat en 2026 : si la fiabilité de votre source de chaleur pour la régénération est incertaine ou si votre installation dispose de peu de chaleur fatale, un système traditionnel intégrant une pompe à chaleur (avec une régénération à 32-55°C) représente actuellement l’option la moins risquée. La régénération à entraînement électrique mérite d’être suivie comme une solution potentielle pour 2026-2027, mais il vaut peut-être mieux attendre avant de la prescrire. Par ailleurs, les sociétés d’études de marché prévoient une croissance annuelle à deux chiffres du marché global des systèmes CVC à dessiccant liquide jusqu’au début des années 2030. Cette prévision va dans le même sens que les priorités du DOE, mais elle est moins probante que les évolutions observées dans les technologies de régénération et les données validées par le DOE sur les points de rosée et le rendement, sur lesquelles repose notre analyse. L’erreur à éviter est de choisir une technologie de régénération qui n’a pas fait ses preuves. La R&D interne de Koven Air sur ses roues dessiccantes a déjà montré qu’une régénération à plus basse température réduit les coûts d’exploitation, sans attendre l’issue d’essais sur le terrain. C’est cette même prudence qu’il convient d’appliquer aujourd’hui au choix d’un système à dessiccant liquide.

FAQ

Q : Quel sel utilise-t-on dans un déshumidificateur à dessiccant liquide ?

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La plupart des déshumidificateurs à dessiccant liquide utilisent du chlorure de lithium (LiCl), le sel le plus courant dans les systèmes commerciaux, apprécié pour sa faible pression de vapeur à l’équilibre et ses performances prévisibles. Le chlorure de calcium (CaCl₂) est une alternative courante, moins coûteuse, ou un partenaire de mélange ; son prix représente environ un dixième de celui du chlorure de lithium. Un mélange 50/50 des deux peut offrir des performances proches de celles du LiCl pur en matière de point de rosée, pour une fraction du coût des matériaux.

Le bromure de lithium (LiBr) est également utilisé dans certains systèmes, même s’il est plus souvent associé aux groupes d’eau glacée à absorption qu’à la déshumidification de l’air par dessiccant liquide. Ces trois sels sont corrosifs pour les métaux couramment utilisés en CVC. Le choix des matériaux du contacteur est donc important, quel que soit le sel retenu.

Q : La déshumidification à dessiccant liquide est-elle corrosive pour les équipements CVC ?

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Oui. Le chlorure de lithium, le chlorure de calcium et le bromure de lithium sont tous corrosifs pour les métaux utilisés dans les équipements CVC classiques. Les caissons des contacteurs, les conduits et tous les composants métalliques en aval doivent donc être fabriqués à partir de matériaux ou de revêtements résistants à la corrosion, choisis en fonction de cette composition chimique.

Historiquement, le principal problème était l’entraînement de gouttelettes, davantage que la corrosivité elle-même : les premiers systèmes laissaient échapper des gouttelettes de dessiccant dans le flux d’air, ce qui corrodait les conduits en aval. Les nouveaux contacteurs liquide-air, en particulier les modèles LAMEE, éliminent ce problème par conception plutôt que par des mesures correctives. Les modèles à lit garni et débit élevé restent toutefois associés à des coûts de maintenance plus importants.

Q : En quoi un système à dessiccant liquide diffère-t-il d’une roue dessiccante ?

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La principale différence tient à l’absorption et à l’adsorption : un système à dessiccant liquide absorbe l’humidité de l’air dans une solution saline en circulation, tandis qu’une roue dessiccante l’adsorbe sur un solide poreux en tournant entre l’air de traitement et l’air chaud de régénération. Ces mécanismes entraînent des limites de point de rosée très différentes : une roue dessiccante atteint -40°C ou moins, tandis qu’un système liquide est limité à environ 2-13°C par la pression de vapeur à l’équilibre du sel.

Les systèmes liquides assurent aussi plus facilement le refroidissement et la déshumidification en même temps. Pendant l’adsorption, une roue dessiccante ajoute de la chaleur sensible et nécessite une étape distincte de refroidissement en aval.

Q : Les systèmes à dessiccant liquide peuvent-ils refroidir l’air en plus de le déshumidifier ?

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Oui, c’est l’un des principaux avantages de cette technologie par rapport aux équipements de refroidissement conventionnels. En régulant l’humidité sans atteindre les températures très basses d’un climatiseur classique, il est possible d’assurer un refroidissement supplémentaire à l’aide d’une batterie secondaire plus efficace, qui n’a pas besoin d’être réglée aux basses températures requises par un système de surrefroidissement et de réchauffage. Dans certaines applications, le système à dessiccant liquide est associé à un refroidisseur adiabatique direct pour former une solution complète.

Q : Quels secteurs utilisent la déshumidification à dessiccant liquide ?

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Les applications les mieux adaptées sont celles qui nécessitent un contrôle modéré du point de rosée associé à un refroidissement sensible simultané. Il s’agit notamment des salles propres et de l’assemblage électronique, de l’industrie agroalimentaire, des enceintes de stabilité pharmaceutiques et des hôpitaux, des entrepôts de produits à forte valeur ajoutée et des piscines (centres aquatiques). Les applications qui exigent des températures de point de rosée bien inférieures à 2 °C, comme les salles sèches pour batteries au lithium, relèvent généralement encore de la technologie à roue dessiccante rotative.

Q : combien de temps une solution dessiccante liquide dure-t-elle avant de devoir être remplacée ?

Voir la réponse
Contrairement au média solide d’une roue rotative, qui est un véritable consommable dont la durée de vie est de 8-12 ans, une solution dessiccante liquide ne se consomme pas selon un calendrier fixe. C’est un fluide de travail que le contacteur complète et entretient périodiquement, plutôt que de le remplacer entièrement. La question de la maintenance passe donc de « quand s’use-t-il ? » à « dans quelle mesure la corrosion et l’entraînement de gouttelettes sont-ils maîtrisés ? ».

Q : la déshumidification à dessiccant liquide coûte-t-elle plus cher à faire fonctionner qu’un déshumidificateur standard ?

Voir la réponse

Le coût d’exploitation d’un système à dessiccant liquide par rapport à celui d’un déshumidificateur standard dépend entièrement de l’humidité cible et du climat, et ne se résume pas à une réponse par oui ou par non. Dans des conditions de conception exigeantes, avec une forte humidité, des essais indépendants en laboratoire ont montré que les systèmes à dessiccant liquide coûtaient 27-55 % moins cher à exploiter que des solutions comparables.

Avec une cible modérée de 45-55 % HR dans un climat doux, cet avantage se réduit ou disparaît, car une batterie standard efficace gère déjà bien cette charge. Effectuez un calcul de charge pour votre point de rosée cible avant de supposer que l’une ou l’autre technologie sera moins coûteuse.

Pourquoi nous écrivons cet article

Koven Air développe et fabrique des technologies à roue dessiccante rotative ainsi que des systèmes à dessiccant liquide. Nous n’avons donc aucune raison de privilégier l’une plutôt que l’autre. La physique présentée dans cet article, y compris les éléments qui indiquent que les déshumidificateurs à dessiccant rotatif peuvent être plus performants pour atteindre les points de rosée très bas requis dans les conditions exigeantes qui nécessitent ces solutions, doit être considérée dans ce contexte.

Toutes les informations de ce site sont examinées par notre équipe d’ingénierie avant publication et mises à jour au fil des évolutions, notamment celles à venir de la norme ASHRAE 62.1, qui porteront sur le contrôle de l’humidité en 2025.

Vérifié par : équipe technique de Koven Air Environment Technology Co.,Ltd

Références et sources

  1. Module 71 : dessiccants liquides pour la déshumidification dans les systèmes de climatisation des bâtiments — CIBSE Journal (Tim Dwyer, 2014)
  2. La déshumidification à dessiccant liquide dans les environnements exigeants — ACHR News
  3. Étude technico-économique des matériaux dessiccants conventionnels et alternatifs — PMC, National Institutes of Health
  4. Comparaison des technologies de déshumidification à entraînement électrique — Conférence internationale sur le froid et le conditionnement d’air de Purdue University
  5. Fabrication et déploiement d’un déshumidificateur à dessiccant liquide doté de plusieurs technologies de régénération — U.S. Department of Energy Building Technologies Office / National Renewable Energy Laboratory (2024)
  6. Série de rapports techniques sur les bâtiments efficaces interactifs avec le réseau électrique — U.S. Department of Energy, Office of Scientific and Technical Information
  7. ANSI/ASHRAE 62,1-2025 : ventilation pour la qualité de l’air intérieur — American National Standards Institute
  8. US11998871B2, système de déshumidification à dessiccant liquide régénéré par voie électrochimique à l’aide d’une pompe à chaleur secondaire — Mojave Energy Systems, Inc., USPTO (2024)
  9. US11117090B2, système de déshumidification à dessiccant liquide par électrodialyse — USPTO
  10. Évaluation des systèmes de déshumidification par électrodialyse avec dessiccant liquide et par membrane sous vide — ASME Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities

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