Pourquoi votre voiture pollue

Pourquoi votre voiture pollue

L’Almanach Cousteau de l’Environnement – Boire, manger, respirer – pages 519-521

 

Embouteillage des villes

 

La Californie, où le smog photochimique faisait de nombreuses victimes depuis les années 40, fut le premier Etat à édicter des lois pour réduire la pollution automobile et qui imposa constamment les normes  les plus sévères du monde. A la fin des années 60, un nombre croissant d’études ont permis de démontrer les liens entre gaz d’échappement et smog et entre smog et problèmes de santé.

Les proportions du mélange air/carburant correspond à un compromis entre combustion complète (il ne sort du pot d’échappement que du gaz carbonique et de l’eau) et puissance de la voiture. Du milieu des années 60 jusqu’au début des années 70, les constructeurs parvenaient à répondre aux nouvelles normes antipollution simplement en injectant plus d’air dans l’échappement (effet chalumeau) ou par le procédé du retard à l’allumage, qui avait le désavantage d’augmenter la consommation de carburant (jusqu’à 25% pour les grosses cylindrées).

Jusqu’au milieu des années 70, les automobiles rejetaient un mélange d’hydrocarbures imbrûlés, de gaz carbonique, d’anhydride sulfureux et de goudrons. Aux températures élevées du moteur, l’oxygène se combine avec l’azote pour former des oxydes d’azote, des composants du smog  transformés en polluants toxiques sous l’effet des rayonnements solaires. Les automobiles de cette génération rejetaient en moyenne 5 grammes d’hydrocarbures, 50 grammes d’oxyde de carbone et 2,2 grammes d’oxydes d’azote au kilomètre. Ils rejetaient aussi des particules de plomb, un élément métallique connu pour provoquer des anémies, des maladies rénales, un retard mental, de la cécité et parfois la mort. Le plomb était utilisé comme additif pour améliorer l’indice d’octane (les octanes empêchent le mélange air/carburant d’exploser prématurément et de faire cogner le moteur). Il aurait suffi de produire des carburants contenant plus d’octanes, mais le coût était trop élevé. Au cours des années 60, les automobiles américaines ont consommé 2,8 millions de tonnes de plomb, dont 60% s’est retrouvé dans l’atmosphère.

En 1975, l’invention du convertisseur catalytique (pot catalytique) permit de réduire encore la pollution automobile en transformant une grande partie de l’oxyde de carbone et des hydrocarbures issus du moteur en acide carbonique et en vapeur d’eau. Ce nouveau système, ne réglait cependant pas le problème des oxydes d’azote. Il aurait fallu les réduire, réaction inverse de celle catalysée dans le convertisseur. Volvo a été le premier fabricant à réussir cet exploit technologique, avec son convertisseur à trois actions équipant sa série 240 et qui associait des catalyseurs à base de palladium (oxydation de l’oxyde de carbone et des hydrocarbures) et de rhodium (réduction des oxydes d’azote).

Les pots catalytiques sont des dispositifs à la fois simples et efficaces, mais ont l’inconvénient de pouvoir être détruits par des carburants chargés en plomb (le chlore et le brome des sels de plomb se déposent dans le pot catalytique et l’empêchent de fonctionner. Ils n’étaient pas les seuls à apporter aux constructeurs automobiles une réponse aux normes antipollution. La Honda Civic utilisait un double carburateur et une double chambre de combustion. La Volkswagen Rabbit utilisait un système d’injection optimisant le mélange air/carburant, Volvo associait son nouveau convertisseur avec une injection de carburant pilotée par ordinateur. Citroën, Peugeot et Renault s’orientaient vers l’injection automatique…

DieselGate

Devant la généralisation du pot catalytique, les pays européens ont décidé de supprimer le plomb dans l’essence à partir de janvier 2000. Le super sans plomb SP98 indice d’octane 98),  le plus ancien, est compatible avec tous les véhicules essence, même anciens. Le SP95 (indice d’octane 95) est compatible avec tous les véhicules essence mis en circulation après juillet 1990. Le SP95-E10, qui contient jusqu’à 10% d’éthanol,est compatible avec les automobiles fabriqués après 2000 et deviendra le standard européen.

Le respect des normes antipollution représente l’une des premières causes d’investissement de l’industrie automobile. L’objectif des normes européennes successives est de réduire l’émission de gaz à effet de serre ou nocifs (monoxyde de Carbone, oxydes d’azote), d’hydrocarbures imbrûlés et de particules fines. L’Euro-1 en 1992 avait engendré la généralisation des pots catalytique. L’Euro-6d en 2017, nettement plus sévère pour les moteurs diesel, leur impose notamment de diviser par deux les rejets de NOx par rapport à l’Euro-5, obligeant les constructeurs à ajouter un nouveau filtre sur les moteurs diesel, ce qui occasionne un coût supplémentaire.

Parmi les solutions proposées par les constructeurs pour réduire les émissions polluantes, on peut citer l’alternateur réversible (“Stop and Start”), l’allègement des carrosseries (aluminium), la motorisation hybride initiée par les constructeurs japonais Honda et Toyota (Toyota Prius, Lexus RX400h, Honda Civic IMA), la motorisation électrique, la pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène (non encore installée sur des véhicules de série), les biocarburants comme l’éthanol et le diester (essentiellement des agro-carburants qui posent de graves problèmes environnementaux).

 En septembre 2015, un gigantesque scandale connu sous le nom de “Dieselgate” a secoué le monde de l’automobile. Une enquête avait révélé que Volkswagen a installé pendant des années un logiciel sur la plupart de ses véhicules à moteur diesel pour tromper les tests  anti-pollution. La fraude à grande échelle du premier constructeur automobile allemand a concerné près de 11 millions de voitures, dont 600 000 vendues aux États-Unis. Le “Dieselgate” n’a pas empêché Volkswagen d’afficher des résultats financiers historiques en 2017, avec un bénéfice net pour ses douze marques (Volkswagen, Audi, Skoda, Seat, Porsche…) de 11,35 milliards d’euros, soit pratiquement le double par rapport à 2016. Il serait naïf de croire que Volkswagen était seul à frauder… D’autres constructeurs ont depuis été mis en cause et des enquêtes pour tromperie visent par exemple Renault, PSA, Fiat.

En 2012, le diesel  représentait 56 % des ventes en Europe, favorisé depuis une quinzaine d’années par un cadre fiscal européen particulièrement avantageux. Ce record ne sera sans doute jamais battu. Le Dieselgate et les émissions de particules et d’oxydes d’azote ont provoqué une chute des ventes de véhicules diesel dans le monde. Toyota a déclaré renoncer au diesel, Fiat devrait lui emboîter le pas, PSA et Renault hésiteraient à continuer de développer cette technologie… Les acheteurs se tournent de plus en plus vers les véhicules essence, faute de véritables alternatives électriques ou autre énergie verte.  Certaines villes, comme Paris, Rome, Bruxelles, Barcelone, Madrid, promettent d’interdire le diesel à plus ou moins longue échéance. Le diesel devrait maintenir une certaine part de marché en Europe, car il reste une alternative économiquement pertinente pour les gros rouleurs et les utilitaires.

 L’objectif de l’injection directe, qui pulvérise dans la chambre de combustion une brume de carburant, est de consommer moins de carburants pour rejeter moins de polluants. Les moteurs à essence traditionnelles à injection indirecte n’émettaient pas de particules fines, contrairement aux moteurs diesel ou essence à injection directe. Avec les nouvelles technologies d’injection directe à rampe commune, les particules rejetées sont devenues encore plus fines et donc plus nocives. Il ne suffira pas de remplacer le diesel par l’essence….

voiture électrique

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