Lorsqu’il faut remplir un circuit de climatisation, protéger une installation solaire thermique contre le gel ou refroidir un procédé dans l’industrie agroalimentaire, la question revient toujours : éthylène glycol, propylène glycol ou monoéthylène glycol ? Ces trois noms apparaissent dans les fiches techniques, les devis et les catalogues, et on ne sait pas toujours s’il s’agit de produits différents, lequel protège le mieux contre la congélation ou lequel est le plus sûr.
La réponse courte est que le monoéthylène glycol et l’éthylène glycol sont le même composé, et que les différences qui comptent se situent entre l’éthylène glycol et le propylène glycol. À concentration égale, les deux offrent une protection antigel très proche. Ce qui les distingue, c’est leur toxicité, leur viscosité (et avec elle le rendement thermique du circuit) et les applications dans lesquelles chacun est autorisé ou recommandé.
Dans cet article, nous comparons leurs propriétés données à l’appui, nous expliquons la concentration dont vous avez besoin selon la température minimale de votre installation et nous vous aidons à choisir le glycol adapté à chaque cas, avec l’expérience de plus de 30 ans que nous avons accumulée chez CH Química dans la fabrication et la fourniture de glycols et antigels industriels.
Éthylène glycol et monoéthylène glycol : est-ce la même chose ?
Oui. Le monoéthylène glycol (MEG) est le nom technique et commercial de l’éthylène glycol (éthane-1,2-diol, C₂H₆O₂, CAS 107-21-1). Le préfixe « mono » est utilisé dans l’industrie pour le distinguer d’autres glycols de la même famille, obtenus dans le même procédé de fabrication à partir de l’oxyde d’éthylène :
- Monoéthylène glycol (MEG) : une seule unité d’éthylène glycol. C’est le produit principal, celui qui est utilisé comme antigel et fluide caloporteur.
- Diéthylène glycol (DEG) : deux unités liées. Il est employé comme solvant, humectant ou dans la déshydratation du gaz naturel, mais ne remplace pas le MEG dans les circuits thermiques.
- Triéthylène glycol (TEG) : trois unités. Son usage principal est le séchage des gaz, ainsi que certaines applications comme solvant.
Par conséquent, si un fournisseur propose du monoéthylène glycol et un autre de l’éthylène glycol, ils parlent de la même substance. Ce qui peut varier, en revanche, c’est le degré de pureté : le MEG de qualité fibre, avec des puretés supérieures à 99,9 %, est destiné à la fabrication de polyester et de PET, tandis que la qualité industrielle est utilisée dans les antigels et les fluides thermiques. Et lorsque, en climatisation ou dans l’automobile, on parle simplement de « glycol », il s’agit presque toujours d’éthylène glycol.
Il en va de même pour le propylène glycol : il est aussi commercialisé sous le nom de monopropylène glycol (MPG) ou propane-1,2-diol, et tous ces noms désignent le même produit. Si vous souhaitez le connaître en détail, nous expliquons ce qu’est le propylène glycol et à quoi il sert dans l’industrie dans un autre article de ce blog.
Éthylène glycol vs propylène glycol : comparatif des propriétés
Ce sont tous deux des diols, c’est-à-dire des alcools à deux groupes hydroxyle. Ce sont des liquides incolores, pratiquement inodores, hygroscopiques et miscibles à l’eau en toutes proportions. Ils se ressemblent beaucoup, mais leurs différences ont des conséquences directes sur la conception et la sécurité d’une installation.
| Propriété | Éthylène glycol (MEG) | Propylène glycol (MPG) |
|---|---|---|
| Formule chimique | C₂H₆O₂ | C₃H₈O₂ |
| Numéro CAS | 107-21-1 | 57-55-6 |
| Masse moléculaire | 62,07 g/mol | 76,09 g/mol |
| Densité (20 °C) | ≈1,113 g/cm³ | ≈1,036 g/cm³ |
| Point d’ébullition | ≈197 °C | ≈188 °C |
| Point de congélation du produit pur | ≈−13 °C | ≈−59 °C (se vitrifie, ne cristallise pas) |
| Viscosité dynamique (20 °C) | ≈20 mPa·s | ≈55 mPa·s |
| Chaleur spécifique (20 °C) | ≈2,4 kJ/(kg·K) | ≈2,5 kJ/(kg·K) |
| Classification CLP | Nocif en cas d’ingestion (H302). Risque présumé d’effets graves pour les organes (reins) à la suite d’expositions prolongées ou répétées par ingestion (H373) | Non classé comme dangereux |
| Usage alimentaire | Non autorisé | Autorisé comme additif E1520 (qualité alimentaire ou USP) |
| Coût relatif | Plus économique | Un peu plus cher |
Le tableau fait ressortir les trois différences qui déterminent le choix : la toxicité, la viscosité et le comportement à basse température. Examinons-les une à une.
Toxicité : la différence qui pèse le plus
L’éthylène glycol est toxique par ingestion. L’organisme le transforme en acide glycolique et en acide oxalique, qui provoquent une acidose métabolique et des lésions rénales. La bibliographie toxicologique situe la dose potentiellement létale pour un adulte autour de 1–1,5 ml par kilo de poids, soit de l’ordre de 100 ml. De plus, il a un goût sucré qui augmente le risque d’ingestion accidentelle par les enfants et les animaux domestiques, et c’est pourquoi de nombreux antigels à base d’éthylène glycol incorporent des agents amérisants.
Le propylène glycol, en revanche, est métabolisé en acide lactique et en acide pyruvique, des composés que le corps traite normalement. La FDA américaine le reconnaît comme GRAS (Generally Recognized As Safe) et, dans l’Union européenne, il est autorisé comme additif alimentaire sous le code E1520. Cela ne le rend pas inoffensif à n’importe quelle dose, comme nous l’analysons dans Le propylène glycol est-il toxique ou sûr à manipuler ?, mais sa marge de sécurité est très supérieure à celle de l’éthylène glycol.
La conséquence pratique est claire : dans toute installation où une fuite peut entrer en contact avec des aliments, des boissons, de l’eau de consommation ou des personnes, le glycol doit être du propylène glycol, et, dans les applications alimentaires, de qualité alimentaire ou USP.
Rendement thermique : pourquoi l’éthylène glycol est plus efficace
À concentration égale, l’éthylène glycol a une viscosité sensiblement inférieure à celle du propylène glycol, et l’écart augmente à mesure que la température baisse. Un mélange plus visqueux a trois effets sur le circuit :
- Il nécessite plus de puissance de pompage pour déplacer le même débit.
- Il réduit le coefficient de transfert de chaleur dans les échangeurs et les batteries, car l’écoulement est moins turbulent.
- Il peut obliger à surdimensionner les pompes ou les échangeurs dans les circuits fonctionnant à très basse température.
C’est pourquoi, dans les circuits industriels fermés de climatisation ou de réfrigération sans risque de contact avec des aliments ni avec de l’eau de consommation, l’éthylène glycol est généralement l’option la plus efficace et la plus économique. Lorsque la sécurité impose d’utiliser du propylène glycol, il faut en tenir compte dans la conception : le calcul hydraulique et thermique doit être réalisé avec les propriétés réelles du mélange, et non avec celles de l’eau ni celles d’un mélange d’éthylène glycol.
Il convient aussi de rappeler que tout glycol réduit la capacité de l’eau à transporter la chaleur. Il n’y a donc aucun intérêt à utiliser une concentration supérieure à celle dont l’installation a besoin.
Protection antigel : quelle concentration choisir
Un fait qui surprend de nombreux installateurs : à pourcentage en poids égal, l’éthylène glycol et le propylène glycol protègent de manière très similaire contre la congélation. La différence entre les deux ne réside pas dans le froid qu’ils supportent, mais dans leur toxicité et leur viscosité.
| Concentration de glycol (% en poids) | Point de congélation avec l’éthylène glycol | Point de congélation avec le propylène glycol |
|---|---|---|
| 10 % | ≈−3 °C | ≈−3 °C |
| 20 % | ≈−8 °C | ≈−7 °C |
| 30 % | ≈−14 °C | ≈−13 °C |
| 40 % | ≈−22 °C | ≈−21 °C |
| 50 % | ≈−34 °C | ≈−33 °C |
Quatre règles pour bien choisir la concentration
- Calculez sur la température minimale réelle de l’installation, avec une marge. Une pratique courante consiste à dimensionner la protection environ 5 °C en dessous de la température minimale prévue.
- Plus de concentration ne veut pas dire plus de protection. Autour de 60 %, on atteint la protection maximale, proche de −50 °C ; au-delà, le point de congélation cesse de baisser et remonte même (l’éthylène glycol pur gèle à environ −13 °C). De plus, chaque point supplémentaire réduit la capacité de transport de chaleur et augmente la viscosité.
- Ne restez pas non plus en dessous. En dessous de 20–25 %, la protection est minimale, les inhibiteurs sont trop dilués et le risque de prolifération bactérienne dans le circuit augmente, surtout avec le propylène glycol.
- Vérifiez les unités. Les tables des fabricants peuvent être exprimées en pourcentage en poids ou en volume, et elles ne sont pas équivalentes. Avant de doser, confirmez dans quelle unité est exprimée la table que vous utilisez.
Nous passons en revue les erreurs de dosage et de maintenance les plus fréquentes dans notre guide sur l’utilisation correcte des glycols industriels dans les systèmes thermiques.
Glycol pur ou antigel inhibé
Le glycol pur, qu’il s’agisse de monoéthylène glycol ou de propylène glycol, abaisse le point de congélation, mais ne protège pas le circuit contre la corrosion. Sous l’effet de la température et de l’oxygène, le glycol s’oxyde et génère des acides organiques (glycolique, formique, acétique) qui font baisser le pH et attaquent des métaux comme l’acier, la fonte, le cuivre ou l’aluminium.
C’est pourquoi, dans les circuits fermés de chauffage, de réfrigération ou d’énergie solaire, il est recommandé d’utiliser un antigel formulé avec des inhibiteurs de corrosion, et de réserver le glycol pur à ceux qui formulent leurs propres fluides ou aux procédés où l’inhibiteur est ajouté séparément. Nous expliquons le fonctionnement de ces produits dans l’article sur les antigels industriels pour protéger circuits et équipements.
Lequel choisir ? Guide selon l’application
Compte tenu de tout ce qui précède, le choix dépend surtout de deux questions : une fuite peut-elle atteindre des aliments, de l’eau de consommation ou des personnes ? et quel rendement thermique le circuit exige-t-il ? Ce tableau résume les applications les plus courantes :
| Application | Glycol recommandé | Pourquoi | Produit CH Química |
|---|---|---|---|
| Circuits fermés de chauffage et de réfrigération industrielle, sans risque de contact avec des aliments ni de l’eau de consommation | Éthylène glycol inhibé | Meilleur transfert de chaleur et coût moindre | AF GLYCOL HRE -20 (prêt à l’emploi) ou AF GLYCOL HRE -60 (concentré) |
| Chauffage et climatisation dans des bâtiments ou installations où l’on préfère un fluide à faible toxicité | Propylène glycol inhibé | Moindre risque en cas de fuite | AF GLYCOL HRP -60 |
| Énergie solaire thermique | Propylène glycol formulé pour circuits solaires | Faible toxicité dans les installations qui partagent un échangeur avec l’eau chaude sanitaire | AF GLYCOL SOLARTECH -40 |
| Industrie agroalimentaire : chambres froides, caves, brasseries, laiteries | Propylène glycol de qualité alimentaire | Une fuite ne représente pas un risque toxicologique pour le produit | AF GLYCOL FOOD GRADE -60 |
| Formulation alimentaire, pharmaceutique ou cosmétique | Propylène glycol USP | Pureté minimale de 99,5 % et traçabilité documentaire | PROPILENGLICOL USP |
| Formulations techniques avec propylène glycol sans exigence alimentaire | Propylène glycol technique | Faible toxicité à un coût inférieur à celui de la qualité USP | PROPILENGLICOL |
| Fabrication d’antigels propres, procédés chimiques, polyester | Monoéthylène glycol pur | Matière première polyvalente pour la formulation | MONOETILENGLICOL |
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Maintenance : comment contrôler le glycol du circuit
Bien choisir le glycol, c’est la moitié du travail. L’autre moitié consiste à le maintenir en bon état pendant toute la durée de vie de l’installation :
- Mesurez la concentration au moins une fois par an avec un réfractomètre à échelle spécifique pour chaque glycol : la lecture d’un réfractomètre étalonné pour l’éthylène glycol n’est pas valable pour le propylène glycol, et inversement.
- Contrôlez le pH et la réserve d’inhibiteurs. Un pH qui baisse avec le temps indique que le glycol se dégrade et que les inhibiteurs s’épuisent.
- Ne mélangez pas éthylène glycol et propylène glycol. Ils sont miscibles, mais le mélange empêche de mesurer la concentration de façon fiable et associe des packs d’inhibiteurs qui peuvent ne pas être compatibles. Si vous changez de glycol, videz et nettoyez d’abord le circuit.
- Faites l’appoint avec le même mélange, pas avec de l’eau seule : chaque appoint à l’eau dilue la protection.
- Diluez avec de l’eau déminéralisée ou de faible dureté pour éviter l’entartrage et la précipitation des inhibiteurs.
- Évitez l’acier galvanisé dans les circuits avec glycol : le zinc réagit avec les inhibiteurs et avec les produits de dégradation du glycol.
- Nettoyez le circuit avant le remplissage. Les boues, la magnétite et les restes de fluides précédents dégradent le glycol neuf. Des équipements comme les pompes de nettoyage de circuits Clearflow permettent de rincer l’installation puis de la remplir de glycol.
Questions fréquentes sur l’éthylène glycol et le propylène glycol
Qu’est-ce qui est mieux, l’éthylène glycol ou le propylène glycol ?
Cela dépend de l’application. L’éthylène glycol transfère mieux la chaleur et est plus économique, c’est pourquoi on le privilégie généralement dans les circuits industriels fermés sans risque de contact avec des aliments ni de l’eau de consommation. Le propylène glycol est l’option obligatoire lorsqu’une fuite peut affecter des aliments, des boissons, de l’eau de consommation ou des personnes, en raison de sa faible toxicité.
Le monoéthylène glycol est-il toxique ?
Oui. Le monoéthylène glycol est le même composé que l’éthylène glycol et partage sa toxicité : il est nocif par ingestion et peut provoquer des lésions rénales. Il doit être manipulé avec des gants et des lunettes, stocké correctement étiqueté et hors de portée des enfants et des animaux, et toujours utilisé conformément à sa fiche de données de sécurité.
Peut-on mélanger éthylène glycol et propylène glycol ?
Chimiquement, ils sont miscibles, mais il n’est pas recommandé de les mélanger dans un circuit : la concentration réelle ne peut plus être mesurée de façon fiable et les inhibiteurs de chaque formulation peuvent ne pas être compatibles entre eux. Si l’on passe d’un glycol à l’autre, la bonne pratique est de vidanger, nettoyer et remplir à nouveau l’installation.
Quel glycol utilise-t-on dans les installations solaires thermiques ?
Normalement du propylène glycol, formulé spécifiquement pour les circuits solaires. Sa faible toxicité est importante car le circuit primaire échange de la chaleur avec l’eau chaude sanitaire, et la formulation doit supporter les hautes températures qu’atteignent les capteurs en été.
Quel glycol contient l’antigel de la voiture ?
La plupart des antigels et liquides de refroidissement automobiles sont à base d’éthylène glycol (monoéthylène glycol) avec des additifs inhibiteurs. Il existe aussi des formulations à base de propylène glycol, moins toxiques, mais elles sont moins courantes.
À quelle fréquence faut-il changer le glycol d’un circuit ?
Il n’y a pas de délai fixe : cela dépend du type de fluide, des températures de fonctionnement et de l’état du circuit. Il est recommandé d’analyser le fluide au moins une fois par an (concentration, pH et état des inhibiteurs) et de le remplacer lorsque les valeurs sortent de la plage indiquée par le fabricant.
Choisissez le bon glycol avec un conseil technique
L’éthylène glycol et le monoéthylène glycol sont le même produit : efficace et économique, mais toxique. Le propylène glycol protège pratiquement aussi bien contre le gel, avec une toxicité bien moindre, en contrepartie d’une viscosité plus élevée. Choisir entre eux n’est pas une question de qualité, mais d’adéquation du fluide à l’installation, à la réglementation et au risque de chaque application.
Chez CH Química, nous vous aidons à choisir le glycol et la concentration adaptés à votre circuit, avec la fiche technique et la fiche de données de sécurité de chaque produit. Contactez notre équipe technique et dites-nous quelle installation vous devez protéger.