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Environnement et fiscalité

Les technologies automobiles pour limiter l’impact sur la qualité de l’air

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Emissions des moteurs de dernière génération et leurs technologies de dépollution 

 

Par Nils MATTHESS, Karine PAJOT, Pierre MACAUDIERE

Nils MATTHESS : Docteur en Sciences, Génie des Procédés, de l’université Claude Bernard, Lyon 1 – Expert des systèmes de dépollution et responsable de département Chimie des systèmes de dépollution, mesure des émissions automobiles et carburants pour le Groupe Stellantis – Intervenant à IFP School et ENSI Caen, France

Karine PAJOT : Docteur en Sciences, Chimie de la Pollution Atmosphérique et Physique de l’Environnement de l’université Paris Diderot, Paris 7 – Ingénieur de recherche pour le Groupe Stellantis – Intervenante à IFP School et INSA Centre Val de Loire, France

Pierre MACAUDIERE : Docteur en Sciences, Chimie Analytique, de l’université Pierre et Marie Curie, Paris 6 – Maître-Expert Systèmes de dépollution et Carburants pour le Groupe Stellantis, France

La sévérisation des normes Euro sur les émissions automobiles a permis depuis 1993 (Euro 1) de réduire significativement la contribution de ce secteur à la pollution atmosphérique. Mais le « Dieselgate » a mis en lumière le fait que certains véhicules même conformes à la réglementation pouvaient émettre en dehors des conditions du cycle d’homologation jusqu’à 10 fois plus que les limites réglementaires.

Pour que les émissions automobiles en usage réel se rapprochent des exigences sur cycle réglementaire, il a été décidé non seulement d’abandonner le cycle NEDC, peu représentatif des usages clients, au profit d’un nouveau cycle (WLTC) et d’une nouvelle procédure (WLTP) mais surtout d’introduire en 2017 (Euro 6.d-temp) une mesure d’émissions en conditions réelles de roulage selon le protocole « RDE ». Et c’est bien ce dernier, qui introduit la notion de valeur limite à ne pas dépasser en NOx et en particules via des facteurs de conformité CF, qui est devenu le plus contraignant et qui préside désormais aux choix des systèmes de dépollution.

Depuis le début des années 2000 (Euro 3) mais avec un rythme toujours plus rapide, l’industrie automobile n’a cessé de progresser dans le domaine du contrôle des émissions:  Généralisation en Euro 5 du filtre à particules en diesel et son élargissement récent à l’essence (moteurs IDE),  Développement de catalyseurs très efficaces pour traiter les oxydes d’azote (SCR) et stratégies de pilotage associées.

Les directives aujourd’hui sur la qualité de l’air influencent de plus en plus l’élaboration des normes sur les émissions qui elles-mêmes influencent le développement des systèmes de dépollution de demain. Citons, par exemple, la problématique des particules « diesel » traitée depuis 2011 (Euro 5) grâce à l’introduction du filtre à particules ou la généralisation depuis 2014 (Euro 6.b) de la SCR (Selective Catalytic Reduction), très efficace pour réduire les émissions de NOx des véhicules diesel.

Ainsi, de nombreux résultats publiés par différents organismes ont permis de confirmer que les véhicules de dernière génération (Euro 6.d-temp et au-delà) présentaient des émissions en conditions réelles de roulage (parcours éligibles RDE) très inférieures aux seuils de la norme. En valeur absolue et à la durabilité (160 000 km), les émissions en NOx peuvent, par exemple, être réduites jusqu’à 80 % par rapport à celles de véhicules de générations antérieures ou égales à Euro 6.b.

Les études d’impact de l’Anses  comme celle du CONCAWE ou d’autres encore anticipent toutes une amélioration de la qualité de l’air liée à l’introduction des dernières générations de moteur (Euro 6.d) sur le marché.

Les progrès accomplis par les constructeurs ces dernières années devraient donc non seulement réduire leur contribution aux émissions polluantes totales mais aussi réduire très significativement les concentrations en NO2 au cœur des agglomérations.

Quant aux particules, l’amélioration devrait être moins « visible ». En effet, la contribution de l’automobile aux émissions globales est plus faible que d’autres sources comme le résidentiel/tertiaire ou l’industrie et les particules, transportables sur de longues distances, peuvent donc participer de façon plus notable à la pollution dans des zones très éloignées des sources d’émissions.

Il convient cependant de se poser les bonnes questions et de prendre peut-être mieux en compte le ratio coût/bénéfice lié à un éventuel durcissement des seuils d’émissions automobiles.

Les améliorations pourraient devenir parfois marginales sur certains polluants par rapport aux surcoûts engendrés, surcoûts qui in fine seront à la charge des usagers. Rappelons qu’un passage à un CFNOx de 1,5 permet déjà de réduire de près de 80 % les émissions de NOx par rapport à un véhicule diesel mis en circulation en 2014 !

Mais si les émissions des véhicules ont été bel et bien réduites, le constat en matière de concentration dans l’air n’est pas toujours flagrant notamment du fait :

  • D’un renouvellement du parc étalé sur plusieurs années, qui ne permet pas de voir instantanément l’efficacité des nouvelles technologies de dépollution ;
  • De l’entretien des véhicules qui n’est pas toujours assuré par le client ;
  • De l’origine multiple et pas toujours traçable des polluants et de leurs processus d’évolution dans l’atmosphère, dépendant de la géographie, de la météorologie ou encore de la topographie des zones considérées (cf. « large avenue » versus « rue canyon » i.e. rue étroite jalonnée d’immeubles hauts).

L’histoire risque de ne pas s’arrêter là : le moteur thermique hybridé ou non pourrait n’avoir un avenir que si son impact sur la qualité de l’air est encore réduit par rapport à l’état de l’art actuel tout en respectant les accords de Paris (COP21) sur les émissions de CO2. Le défi est grand mais les enjeux le sont encore plus.

Pour en savoir plus :

https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/mecanique-th7/combustion-dans-les-moteurs-thermiques-et-environnement-42166210/qualite-de-l-air-et-automobile-bm2503/

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