Aquazole d’Elf: un carburant eau-gasoil

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Addition d’eau dans le carburant d’un moteur Diesel : l’aquazole

Mots clés : diesel, propre, eau, addition, dépollution, baisse, fumée, aquazole, aquasole

Télécharger le rapport de l’Ademe intitulé : EXPERIMENTATION DU CARBURANT
AQUAZOLE ® SUR DES FLOTTES D’AUTOBUS

Cette page permet d’expliquer, en partie, les constatations vues sur des véhicules dopés à l’eau comme notre Zx ( voir la page « Notre expérimentation » ). Les parties les plus intéréssantes sont en italique-gras. Pourtant malgré ces résultats, datant d’avant 1998, et issus d’un grand groupe pétrolier, l’aquazole n’est toujours pas vendu ( officiellement ) au grand public…Pourquoi ?

L’émulsion d’eau dans le gasole

Un nouveau type de carburant pour les moteurs diesel (Supplément hydrocarbures à la lettre Energies et Matières Premières N°5-3ème trimestre 1998)

Au cours des 30 dernières années, la consommation du gazole a été multipliée par 7. Elle est passée de 3,5 Mt en 1967 à 24,5 Mt en 1997, principalement en raison de l’essor du transport de marchandises qui représente aujourd’hui environ 60 % de la consommation (les 40 % restant correspondent à la consommation des véhicules particuliers).

Parallèlement, une prise de conscience de la pollution induite par les transports conduisait à un durcissement progressif d’une part de la réglementation sur les émissions et d’autre part de la qualité des carburants.

La mise au point des pots catalytiques 3 voies sur les gaz d’échappement des moteurs à allumage commandé alimentés par une essence sans plomb a permis de réduire de façon sensible les émissions de polluants (CO, NOx, HC). Pour les moteurs diesel, le contrôle des émissions des polluants s’est trouvé plus ardu à réaliser.

Aussi de nombreux programmes de recherche ont été lancés pour réduire la pollution des véhicules diesel tant par les constructeurs que par les pétroliers.

C’est dans ce cadre que ELF ANTAR FRANCE effectue depuis plusieurs années des études sur un nouveau type de carburant constitué par une émulsion d’eau dans le gazole, stable et utilisable par le moteur diesel sans modification.

En effet, les avantages de l’injection d’eau dans un moteur de type diesel sont connus depuis le début du siècle : possibilité d’accroître le taux de compression et la puissance spécifique, élimination des dépôts, réductions des émissions de NOx et de suies dues notamment à l’ abaissement de la température de la chambre de combustion.

La teneur en eau a été optimisée pour obtenir la meilleure efficacité en terme de réduction des émissions de polluants NOx et suies d’une part, et de stabilité d’émulsion d’autre part. La pertinence du nouveau type de carburant réside dans ses caractéristiques de stabilité acquise grâce à des additifs purement organiques qui ne contiennent ni élément métallique ni composé halogèné, ce qui n’aura pas d’effet sur les rejets de gaz d’échappement.

La base gazole entrant dans la composition de l’EEG répond en tous points à la norme européenne EN 590, en vigueur,qui définit le gazole commercial européen.

Dans un premier temps, le nouveau carburant (EEG, Emulsion d’Eau dans le Gazole) sera destiné au parc diesel des flottes professionnelles faciles à appovisionner et disposant d’une logistique spécifique (bus, autocars, bennes à ordures ménagères,véhicules de nettoyage de la voirie, locomotives et moteurs diesel), ainsi qu’aux installations fixes (générateurs d’électricité).

Devant les premiers résultats obtenus, en matière de réduction des émissions de polluants, la DHYCA ainsi que les autres administrations concernées se sont montrées intéressées. Elles ont autorisé la Société ELF à réaliser des expérimentations afin de constituer un dossier en vue de l’homologation puis de la commercialisation banalisée de ce nouveau type de carburant.

I – LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS

A partir d’une formulation optimisée (eau, gazole, additif) prenant en compte :

– la stabilité de l’émulsion,
– les réductions des émissions,
– l’opérabilité du moteur (variation de puissance, réglages, suivi technique),

les essais ont été entrepris tant en laboratoire que sur un banc moteur ou sur véhicule, en partenariat avec un constructeur de poids lourds, des sociétés de transport urbain, ou des sociétés municipales d’enlèvement d’ordures ou de nettoyage.

1.1 Stabilité de l’émulsion

C’est le critère primordial à satisfaire, sans lequel il ne saurait y avoir de carburant EEG. Divers aspects de la stabilité ont été étudiés et les problèmes connexes résolus : stabilité au stockage (le produit tient plus de 4 mois), stabilité aux basses températures, stabilité aux variations brutales de température, stabilité à l’oxydation, résistance à la contamination bactérienne

1. 2 Réduction des émissions de polluants rapportées aux émissions d’un gazole commercial

Le bénéfice environnemental est significatif sur les moteurs de poids lourds, en particulier sur les anciens moteurs MAN SC10, équipant les bus urbains.

On constate, par des mesures effectuées sur des cycles normalisés (cycle européen R49-13 modes, cycle AUTONAT, cycle AQA-RATP, cycle RVI, etc…), pour un carburant EEG comparé avec le gazole entrant dans la formulation de l’EEG :

– une réduction des émissions de NOx de 15 à 30 %;
– une réduction des fumées et des suies de 30 à 80 %;
– une réduction des émissions de particules de 10 à 80 %.

Ces résultats devront être affinés et optimisés en fonction de la composition des EEG,notammant de la teneur en eau de la teneur en soufre des carburants diesel, en fonction également des types futurs et des nouvelles technologies de dépollution des moteurs. Ensuite les résultats devront être confirmés par des essais de durabilité des performances obtenues.

1. 3 Réduction de la consommation énergétique

Rapportée à la base « gazole », on observe une légère tendance à la réduction de la consommation énergétique de 2% environ, explicable par une combustion plus complète des hydrocarbures en présence d’eau et conduisant ainsi à une légère amélioration du rendement.

1. 4 Entretien et suivi technique et statistique des véhicules alimentés en EEG

Une centaine de véhicules utilisent aujourd’hui l’EEG comme carburant (bus, cars, bennes). Depuis mai 1995, 3 bus urbains ont roulé plus de 250000 km sans incident majeur, ni manifestation d’usure . Les kilomètres parcourus par l’ensemble des 100 véhicules approchent désormais 600 000 km.

Le suivi technique et statistique des moteurs et équipements alimentés par des EEG est effectué selon un protocole ELF/RVI qui inclut une analyse de risques, liés à l’utilisation.

S’étendant sur plusieurs années, il portera sur des échantillons bien déterminés de véhicules. Le protocole fait appel à l’IFP agissant comme expert.

II – LA METHODOLOGIE POUR CARACTERISER LE NOUVEAU TYPE DE CARBURANT EEG

Dans un premier temps ELF a mis au point un protocole d’essais, validé par ses propres laboratoires de contrôle comprenant d’une part la caractérisation de l’émulsion proprement dite et d’autre part la caractérisation de l’EEG utilisée comme carburant de moteur diesel à l’aide de méthodes d’essais démarquées des méthodes pétrolières classiques figurant dans la norme européenne EN 590 définissant le gazole.

La prise en compte des méthodes d’essais proposées par ELF, tant par l’Administration (DHYCA, DGDDI, DGCCRF) que par les deux industries concernées pétrolière et automobile (Poids Lourds), nécessite des travaux d’homologation des caractéristiques, de validation et de normalisation des méthodes d’essais par le Bureau de Normalisation du Pétrole (BNPé), organisme français de normalisation des méthodes d’essais relatives aux produits pétroliers.

Ces travaux appuyés sur des essais circulaires organisés dans le cadre des missions du BNPé, aboutiront à la normalisation. Ils devraient être lancés dans le mois à venir et se dérouler sur une année.

Il devrait alors être possible de définir les spécifications garantissant une qualité loyale et marchande des EEG pour leur usage comme carburant diesel.

Enfin, pour passer au stade de la commercialisation, le carburant EEG devra faire l’objet de toutes les procédures concernant la mise à la consommation d’un nouveau carburant, y compris la notification aux instances européennes en conformité avec la Directive 83/189.

III – CONCLUSION

En conclusion, l’émulsion d’eau dans le gazole (EEG) apparaît comme un nouveau type de carburant propre, pour moteur diesel de poids lourds, susceptible de réduire de façon sensible les émissions de polluants en particulier les NOx, suies et particules, utilisable immédiatement sans modification importante des moteurs et équipements des véhicules existants.

Toutefois, des travaux de confirmation et d’approfondissement des avantages environnementaux ainsi que des essais de durabilité restent à effectuer. De plus, pour aboutir à sa mise à la consommation même réservée aux flottes professionnelles captives, faciles à approvisionner, il est nécessaire de disposer de spécifications reconnues, relatives à des caractéristiques précises mesurées par des méthodes d’essais normalisées, en conformité avec les procédures administratives françaises ainsi qu’en conformité avec les règlements techniques européens.

Toutes ces conditions étant remplies, d’ici un ou deux ans, un nouveau type de carburant, l’ EEG, devrait voir le jour.

D’après le Ministère de l’Économie, des Finances et de l’Industrie, 15/06/1999

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