À une époque où la durabilité et l'efficacité énergétique ne sont pas seulement des slogans, mais des exigences essentielles, les laboratoires du monde entier sont confrontés au défi de minimiser leur empreinte écologique. Les congélateurs à ultra-basse température (ULT), qui fonctionnent en continu à -80 °C, sont particulièrement connus pour leur consommation d'énergie élevée. Mais les innovations technologiques et la prise de conscience écologique croissante donnent naissance à une nouvelle génération d'appareils qui non seulement stockent les échantillons en toute sécurité, mais réduisent aussi drastiquement la consommation d'énergie. Cet article met en lumière les derniers développements dans le domaine des congélateurs ULT à faible consommation d'énergie et compare les principaux modèles en termes d'économies d'énergie et de caractéristiques de durabilité.
Classification technologique des systèmes ULT actuels
Il existe de nombreux fournisseurs modernes de systèmes de congélation qui se disputent une place de choix dans les laboratoires du monde des sciences de la vie. Le marché se caractérise par un mélange coloré de fabricants établis avec des décennies d'expérience et de jeunes challengers avec des concepts frais. Ces appareils sont des outils essentiels dans la recherche, la logistique des biobanques et le développement pharmaceutique - et pourtant, il est rare que quelqu'un regarde vraiment de près ce qui se passe sous le capot.
Une chose est sûre : les exigences envers les congélateurs ULT augmentent - et pas seulement en termes de capacité de stockage ou de stabilité de la température, mais aussi de plus en plus en termes d'efficacité énergétique et de compatibilité écologique. Le thème de la consommation d'énergie n'est plus un "nice to have", mais un critère de décision mesurable, en particulier à la lumière du règlement F-Gas drastiquement renforcé, qui déploiera une nouvelle poussée de pression réglementaire en 2025. (Fil d'actualité sur la réglementation F-Gas)
Dans cette analyse, nous nous concentrons délibérément sur le modèle technique le plus répandu sur le marché : le système en cascade. Il constitue l'épine dorsale de l'univers ULT. Nous laissons de côté les autres approches, comme le système DualCool avec deux circuits de refroidissement séparés. Non pas parce qu'ils ne sont pas pertinents, mais parce que nous nous concentrons sur le système en cascade pour faciliter la comparaison. Nous laissons délibérément de côté d'autres concepts de refroidissement, comme le principe du piston, parce qu'il n'a tout simplement pas atteint une présence significative sur le marché.
Un coup d'œil sur le marché révèle les grands acteurs connus : Eppendorf, Thermo Fisher et PHCbi marquent depuis des années l'image des fournisseurs établis. Mais dans leur ombre, de nouveaux concurrents se développent, notamment en Asie. Haier, par exemple, n'est plus depuis longtemps un simple concurrent en termes de prix. L'entreprise investit de manière ciblée dans la technologie, développe ses réseaux de service et gagne ainsi en profil sur le marché européen, ce qui lui permet de faire partie de notre comparaison.
Pour notre évaluation, nous prenons comme exemple des congélateurs ULT avec un volume de travail d'environ 700 litres et nous misons sur l'utilisation de réfrigérants verts - car c'est la seule façon de vraiment comparer performance et durabilité. Commençons par un coup d'œil sur la technique qui se cache derrière l'efficacité énergétique.
L'efficacité énergétique au banc d'essai
Dans un secteur où la consommation d'électricité et la durabilité ne sont pas seulement des facteurs de coûts mais aussi d'image, il ne suffit plus depuis longtemps de se fier aux fiches techniques. L'efficacité énergétique signifie aujourd'hui plus qu'une faible valeur de consommation dans un prospectus - elle est le résultat de plusieurs paramètres interdépendants. Afin de permettre une évaluation réaliste et proche de la pratique, nous examinons dans ce chapitre quatre critères techniques centraux - en partant de l'hypothèse d'un petit parc de machines typique de cinq congélateurs ULT. L'évolutivité vers le haut doit être expressément prise en compte : Avec chaque appareil supplémentaire, les effets sur la consommation d'énergie, le climat ambiant et la sécurité de fonctionnement augmentent de manière significative.
Consommation électrique des congélateurs ULT
La consommation d'énergie pure en kWh/jour reste un point de départ évident pour l'évaluation de l'efficacité. En effet, dans la pratique, on constate que des appareils au design similaire peuvent présenter des valeurs drastiquement différentes - en fonction du type de compresseur, du concept d'isolation, du joint de porte et de la technologie de commande.
Pour un parc de cinq machines, la différence entre un modèle efficace et un modèle obsolète peut rapidement atteindre plusieurs milliers de kilowattheures par an. La consommation d'électricité n'est donc pas seulement un paramètre technique, mais un solide levier de gestion, surtout lorsque les prix de l'énergie augmentent.
La chaleur dégagée par les congélateurs ULT dans la pièce
L'énergie qui entre dans un appareil est physiquement inévitablement restituée en grande partie sous forme de chaleur - et cette chaleur se retrouve dans la salle de laboratoire. Résultat : une charge supplémentaire pour la climatisation de la pièce, qui peut parfois représenter 30 % de la consommation initiale du congélateur.
Ce point prend de l'importance avec le nombre d'appareils. Avec cinq appareils, l'effet est clairement perceptible - avec dix appareils, l'émission de chaleur devient rapidement un thème principal en termes d'infrastructure. Ainsi, plus l'appareil est efficace, mais aussi son intégration dans le concept spatial, plus la solution globale est durable.
Maintenabilité & fiabilité
L'efficacité énergétique ne doit pas être un cauchemar de maintenance. L'accès aux composants et la disponibilité des partenaires de service sont décisifs, en particulier pour les réfrigérants verts. Un appareil qui n'est efficace "qu'en laboratoire" perd rapidement son avantage si les pièces de rechange prennent des semaines ou si le technicien ne sait pas quoi faire.
Certains fournisseurs misent sur des composants modulaires et des possibilités de diagnostic clairement structurées. Cela permet de réduire les temps d'arrêt et d'augmenter la facilité de maintenance. Parallèlement, le besoin de formation des techniciens est réduit - un point qui prend massivement de l'importance lorsque le nombre d'appareils augmente.
Un appareil qui fonctionne efficacement, mais qui tombe souvent en panne, est une mauvaise affaire. La fiabilité réelle en fonctionnement continu - en dessous de -80 °C - est donc peut-être le facteur le plus important qui soit. Car une panne inattendue peut mettre en péril non seulement les coûts d'exploitation, mais aussi des projets de recherche entiers.
Une bonne évaluation de l'efficacité doit donc également prendre en compte la durée moyenne de fonctionnement entre les pannes (MTBF) et la disponibilité des pièces de rechange. En particulier pour cinq appareils ou plus, il vaut la peine de considérer les stratégies de remplacement et les accords de niveau de service comme partie intégrante du concept global.
Ensuite, intéressons-nous aux chiffres - et entrons directement dans le premier chapitre : la consommation électrique des appareils proprement dits.
La consommation électrique des congélateurs ULT
Concrètement, nous avons consulté les sites Internet des principaux fabricants (situation en mai 2025) et sélectionné à chaque fois le modèle haut de gamme actuel, doté de la technologie en cascade, d'un volume utile d'environ 700 litres et d'un fluide frigorigène respectueux de l'environnement - le but étant d'établir une comparaison aussi objective et transparente que possible, sans différences artificiellement gonflées.
Il est important de comprendre que la consommation d'énergie indiquée est toujours mesurée dans des conditions de test définies. Les fabricants fixent à cet effet aussi bien la température ambiante (RT) que la température de consigne dans l'habitacle - en général -80 °C, parfois -70 °C Ces deux paramètres ont une influence considérable sur la consommation d'électricité : des températures ambiantes plus basses déchargent les groupes frigorifiques, tandis que des conditions plus chaudes augmentent nettement les besoins en énergie.
C'est pourquoi nous indiquons dans notre aperçu, outre la consommation d'énergie, les températures ambiantes et de consigne définies par le fabricant :
Les candidats
| Modèle | Fabricant | Volume utile (L) | Consommation d'énergie (kWh/jour) | température RT / de consigne définie | Réfrigérant | Certification |
| CryoCube F740Hi | Eppendorf | 740 | 10.5 | 20°C / -80°C | R290/R170 | ENERGY STAR® - LE LABEL DE QUALITÉ |
| TSX50086FA | Thermo Fisher | 682 | 7.8 | 20°C / -80°C | R290/R170 | ACT, ENERGY STAR® |
| DW-86L729BP | Haier | 729 | 8 | n.a. / n.a. | R290/R170 | ENERGY STAR® - LE LABEL DE QUALITÉ |
| MDF-DU703VH-PE | PHCbi | 729 | 5.4 | 23°C / -80°C | R290/R170 | RoHS, ENERGY STAR |
(Source de la consommation d'énergie : ENERGY STAR)
Cela crée une transparence sur les conditions de test, sans "corriger" les valeurs par le calcul. Comme cela serait tout simplement trop compliqué et que nous ne voulons pas non plus modifier les données des fabricants, même si des environnements de test plus froids entraînent des valeurs de consommation plus faibles, il s'agit de conditions de laboratoire et non de scénarios d'utilisation proches de la réalité. Néanmoins, les données peuvent servir d'orientation pour mieux classer les valeurs.
Nous ne disposons malheureusement pas d'informations concrètes de la part de Haier sur les conditions de mesure. Les données de consommation détaillées de PHCbi, qui constitue un modèle de référence important avec la RT la plus élevée, sont d'autant plus précieuses.
Classement du label ENERGY STAR
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ENERGY STAR est un label international d'efficacité énergétique qui a été créé à l'origine par l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA). Il désigne les appareils dont l'efficacité énergétique est supérieure à la moyenne - c'est-à-dire qui consomment moins d'électricité que la moyenne du marché pour des performances comparables.
Le label est considéré dans le monde entier comme un label de contrôle fiable et indépendant, entre autres pour les équipements de laboratoire, les appareils de réfrigération, les ordinateurs, l'éclairage et les équipements de bureau.
Pourquoi ENERGY STAR est-il particulièrement pertinent pour les congélateurs ULT ?
- La participation est volontaire, mais contrôlée - ce qui crée la confiance.
- Les congélateurs ULT fonctionnent 24 heures sur 24, 365 jours par an - la consommation d'énergie est donc cruciale.
- Les congélateurs certifiés ENERGY STAR répondent à des exigences strictes en matière d'efficacité énergétique, de comportement de refroidissement et de consommation en mode veille.
Le bilan énergétique qui en résulte pour 5 appareils / an :
| Modèle | Consommation annuelle d'énergie (kWh) | Coût annuel de l'électricité (0,29 / kWh) |
| CryoCube F740Hi | 19'162.5 | 5 557,10 CHF |
| TSX50086FA | 14'235.0 | 4 128,15 CHF |
| DW-86L729BP | 14'600.0 | 4'234.00 CHF |
| MDF-DU703VH-PE | 9855.0 | 2 857,95 CHF |
Conclusion : l'énergie n'est (que) la moitié de la vérité
Si l'on considère l'exploitation proche de la réalité d'un petit parc de 5 appareils et que l'on applique un prix moyen de l'électricité de CHF 29 centimes/kWh (situation en mai 2025), on constate des différences marquées dans les coûts d'exploitation annuels.
→ Le potentiel d'économie du plus petit consommateur par rapport au plus grand est d'environ CHF 2'699 par an et par parc automobile - uniquement par le biais de l'électricité.
Mais l'énergie n'est qu'un facteur d'influence parmi d'autres. Dans le prochain chapitre, nous montrerons comment l'émission de chaleur, la facilité d'entretien, la sécurité en cas de panne et l'aptitude aux échantillons thermosensibles influencent de manière décisive l'image globale - et comment prendre une décision durable à long terme, non seulement économique mais aussi écologique.
La chaleur dégagée par les congélateurs ULT
Là où l'électricité circule, il y a de la chaleur - en particulier dans les appareils qui fonctionnent jour et nuit à -86°C. Les congélateurs à très basse température (ULT) font partie des plus grands "radiateurs" internes dans les laboratoires, même lorsqu'ils gèlent. La chaleur dégagée ne pollue pas seulement l'air ambiant, mais oblige aussi le système de climatisation des instituts de recherche à travailler constamment plus. Et cela coûte - non seulement de l'électricité, mais aussi, à long terme, de la technique et du bien-être.
L'objectif de ce chapitre : nous chiffrons la charge thermique des quatre modèles comparés, calculons l'effort de refroidissement supplémentaire (pour un COP typique de 3,3*) et montrons les coûts d'exploitation cachés engendrés par des congélateurs gourmands en énergie.
Qu'est-ce que le COP (Coefficient de performance) ?
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Le Coefficient of Performance, ou COP, décrit l'efficacité d'un système de refroidissement. Il indique la quantité d'énergie thermique (en kWh) qu'un système de refroidissement peut dissiper avec un kilowattheure d'énergie électrique.
* Un COP de 3,3 signifie :
- Pour 1 kWh d'électricité, le système peut éliminer 3,3 kWh de chaleur d'une pièce.
Ou l'inverse :
- Pour évacuer 1 kWh de chaleur, il faut environ 0,3 kWh d'électricité (car 1 ÷ 3,3 ≈ 0,303).
Pourquoi c'est important :
La chaleur dégagée par un congélateur ULT devient une charge supplémentaire pour le refroidissement de la pièce. Plus le COP est élevé, plus cette chaleur peut être éliminée efficacement - ce qui a un impact direct sur la consommation d'électricité et les coûts de refroidissement. Un COP typique des systèmes modernes de split ou de refroidissement de précision dans les laboratoires se situe entre 3 et 4 - nous comptons de manière conservatrice sur 3,3 comme hypothèse réaliste).
Comparaison du bilan thermique et des coûts de climatisation
| Modèle | Chaleur perdue par an (kWh) | Besoin de refroidissement supplémentaire (kWh / an) | Frais de refroidissement à 0,29 CHF / kWh |
| CryoCube F740Hi | 19'162.5 | 5'748 | 1'666.90 |
| TSX50086FA | 14'235.0 | 4'270 | 1'238.40 |
| DW-86L729BP | 14'600.0 | 4'380 | 1'270.20 |
| MDF-DU-703VH-PE | 9'855.0 | 2'957 | 857.60 |
Conclusion : la charge thermique n'est pas un sujet secondaire
Le choix d'un congélateur plus efficace réduit non seulement les coûts directs d'électricité, mais aussi les coûts indirects en raison d'une charge thermique moindre. Avec 5 appareils, la différence des coûts de refroidissement supplémentaires s'additionne :
- CHF 809.30 par an entre Eppendorf et PHCbi
- CHF 380.80 par an entre Thermo Fisher et PHCbi
- CHF 412.60 par an entre Haier et PHCbi
Un congélateur économique ne soulage pas seulement le fournisseur d'énergie, mais aussi le système HVAC. Moins de compresseurs en marche, des pics de température moins importants et un climat ambiant plus constant sont des avantages concrets au quotidien - notamment dans les laboratoires exigus ou en cas de charge thermique combinée des parcs d'appareils.
Sécurité d'entretien & fiabilité
Comme nous nous occupons exclusivement des systèmes PHC en service actif, nous ne pouvons pas faire de déclarations détaillées sur les pratiques de maintenance des autres fabricants - mais ce que nous pouvons dire avec certitude : PHC convainc par sa constance, sa qualité et son suivi durable.
Lorsqu'il s'agit de sécurité d'entretien et de fiabilité, nous nous concentrons délibérément sur PHCbi, car nous travaillons avec cette marque depuis de nombreuses années en tant que partenaire de suivi et connaissons sa qualité de première main. Aucun autre fabricant de notre portefeuille ne bénéficie d'une maintenance et d'un suivi aussi constants que PHC - ce qui permet d'obtenir un jugement solide sur la base de la pratique.
PHCbi (anciennement Panasonic Biomedical) est actif depuis plusieurs décennies dans le domaine de la technologie à très basse température et s'est établi comme un acteur incontournable dans le monde entier, notamment en Suisse. Cette présence de longue date sur le marché est un indice fort de la sécurité des produits et de la fiabilité du service.
En tant que fabricant japonais, PHCbi est synonyme de rigueur technique, de stabilité à long terme et de précision. Notre propre expérience en matière de maintenance le confirme : Les appareils présentent une sensibilité extrêmement faible aux pannes, les intervalles d'entretien sont longs et l'approvisionnement en pièces de rechange est excellent - même pour les modèles plus anciens. En combinaison avec un entretien prévoyant des produits et des générations compatibles, le PHC constitue un choix stratégique sûr pour les laboratoires qui misent sur une stabilité opérationnelle à long terme.
"Je travaille avec des appareils PHC depuis plus de 20 ans et je suis toujours impressionné par leur qualité et leur longévité. La précision avec laquelle les Japonais conçoivent et testent leurs congélateurs est vraiment remarquable".
Armando Paradiso, technicien du froid VITARIS
Qui est PHCbi
Origine et développement
PHC Holdings Corporation (PHCHD) est un fournisseur japonais d'appareils médicaux et de solutions de santé dont le siège est à Tokyo. L'entreprise a été fondée à l'origine en 1966 sous le nom de SANYO Electric Biomedical Division. En 2012, SANYO a été rachetée par Panasonic, ce qui a permis de commercialiser de manière transitoire les célèbres congélateurs à ultra-basse température sous le nom de Panasonic Biomedical. Depuis 2018, l'entreprise opère sous le nom indépendant de PHC Holdings Corporation.
Depuis, PHC a poursuivi son développement stratégique et agit aujourd'hui comme un groupe technologique mondial, spécialisé dans les solutions de laboratoire, de diagnostic et de santé numérique. L'entreprise est active dans plus de 125 pays et emploie environ 9 200 personnes dans le monde entier.
Recherche et stratégie
PHC investit systématiquement dans la recherche et le développement : En 2023, environ 6,3 milliards de yens (~CHF 38 millions) ont été investis dans des projets d'innovation, notamment dans les domaines des sciences de la vie, du diagnostic et de la gestion du diabète. L'entreprise est cotée à la bourse de Tokyo et est soutenue entre autres par KKR, Mitsui, Panasonic et L Catterton - une indication claire de l'orientation stratégique à long terme et de la substance technologique.
Cette culture de l'innovation se traduit également par le développement continu des surgélateurs à ultra-basse température (surgélateurs ULT). Dans ce contexte, PHCbi mise depuis des décennies sur les avancées technologiques en mettant l'accent sur l'efficacité énergétique, la fiabilité et la durabilité :
- Dès 1993, PHC (qui s'appelait encore SANYO à l'époque) a été le premier fabricant à introduire des fluides frigorigènes écologiques dans ses congélateurs ULT.
- En 1995, l'entreprise a reçu le prix EPA Stratospheric Ozone Protection Award pour son travail de pionnier.
- La série de modèles a débuté avec le MDF-U71V, dont la consommation d'énergie était de 21,4 kWh/jour, suivie d'optimisations progressives dans les modèles suivants.
- Sur les générations U74V (18,3 kWh), U76V (13,5 kWh) et la série VIP ECO (DU702VH : 7,7 kWh, DU703VH : 5,4 kWh), une tendance claire se dégage : chaque nouvelle génération a amélioré de manière significative l'efficacité énergétique.
Cette ligne technologique est le résultat d'un travail de R&D conséquent : des compresseurs en cascade plus efficaces aux commandes précises par microprocesseur avec algorithmes de régulation adaptatifs, en passant par l'isolation sous vide VIP brevetée. Les modèles les plus récents, comme le MDF-DU703VH, établissent des normes en matière de performance tout en minimisant la consommation d'énergie.
PHC ne mise pas seulement sur des améliorations incrémentales, mais sur une innovation pilotée de manière stratégique - avec des résultats mesurables sur plusieurs décennies. Investir dans un modèle PHC, c'est profiter d'un fabricant qui allie l'excellence technologique à une perspective à long terme.
Engagement en Suisse : partenariat avec VITARIS
En Suisse, VITARIS est distributeur des appareils de laboratoire PHCbi, notamment des congélateurs à ultra-basse température, depuis 2015. Outre la vente, la formation et la mise en service, VITARIS assure également le support technique et la maintenance à long terme.
Grâce à ce partenariat étroit, PHCbi peut garantir sur le marché suisse une qualité d'assistance élevée, des temps de réaction courts et une excellente disponibilité des pièces de rechange. La continuité de cette collaboration renforce la confiance des clients des laboratoires dans la recherche, l'industrie et les cliniques.
PHC est synonyme d'ingénierie japonaise, de fiabilité à long terme et d'expansion stratégique dans le secteur de la santé. En combinaison avec l'encadrement de VITARIS, PHCbi est aujourd'hui en Suisse non seulement un fournisseur technique, mais aussi un fournisseur haut de gamme orienté vers le service dans le domaine de la technique ultra basse température.
Conclusion
L'efficacité énergétique, la sécurité de la maintenance, la charge thermique et la qualité du service ne sont pas des questions secondaires - elles déterminent de manière décisive la fiabilité, la rentabilité et la durabilité du fonctionnement d'un appareil de laboratoire pendant de nombreuses années. Les différences sont mesurables - parfois graves - et ont un impact sensible sur les coûts d'exploitation, le confort des locaux et la sécurité des échantillons sensibles.
Dans le domaine de l'ultra-basse température, ce ne sont pas seulement les valeurs techniques qui comptent, mais aussi l'expérience à long terme, la disponibilité des pièces de rechange et la compétence en matière de service. Dans ce domaine, les marques établies se montrent clairement supérieures : elles offrent non seulement une technique sophistiquée, mais aussi des structures d'assistance développées, des normes transparentes et un réseau de service résistant - des éléments décisifs pour les laboratoires qui ne peuvent pas risquer de tomber en panne.
Les nouveaux venus de l'espace asiatique rattrapent visiblement leur retard en matière d'efficacité énergétique et d'équipement. Mais des questions restent ouvertes sur des sujets tels que le suivi local, l'approvisionnement en pièces de rechange et la fiabilité sur 10 à 15 ans. La sécurité d'exploitation à long terme ne peut être estimée que de manière limitée à l'heure actuelle. C'est pourquoi il faut penser plus loin que le prix d'achat lorsqu'on investit dans une infrastructure critique. Il est plus important d'avoir des coûts d'exploitation calculables, de faibles risques de panne, une maintenabilité efficace et un fabricant qui sera encore accessible dans dix ans. La solution la moins chère est rarement la meilleure, surtout à long terme.
En tant que partenaire de longue date de PHCbi en Suisse, nous sommes convaincus qu'avec ces produits, nous pouvons actuellement offrir la combinaison la plus équilibrée entre efficacité énergétique, fiabilité et capacité de service. PHC mise sur un véritable développement technologique et une disponibilité à long terme - et cela se remarque dans le fonctionnement quotidien.
Et l'effet sur l'économie d'entreprise ? Même avec un parc de cinq appareils, l'utilisation de congélateurs modernes permet d'économiser entre 1'680 CHF et 3'508 CHF par an sur les coûts énergétiques - en fonction de la situation de départ, de la température ambiante et du comportement de fonctionnement. En ces temps de hausse des prix de l'énergie et d'exigences croissantes en matière de durabilité, il s'agit là d'un avantage concurrentiel évident.
Les congélateurs ULT ne sont pas des biens de consommation à court terme - ce sont des investissements dans la sécurité et l'avenir.
C'est pourquoi nous recommandons : Faites-vous conseiller individuellement. Ensemble, nous trouverons la solution qui convient à votre laboratoire - techniquement bien pensée, économiquement raisonnable et viable à long terme.
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Nous nous ferons un plaisir de vous aider.
