Les missions polluantesdu moteur Diesel non routier

et leurs rglementations

JB ANDRAUD

C 16 H 34 + 24,5 ( O2 + 3,76 N2 ) 16 CO2 + 17 H2O + 92 N2

Le temps disponible pour la prparation du mlange air/carburant tant trs faible (rgime de rotation lev), un moteur diesel fonctionne avec un excs dair afin que chaque molcules de gazole

Il faut thoriquement 14,9 g dair pour brler 1g de gazole.

1. Equation de combustion (complte) du moteur Diesel.

rotation lev), un moteur diesel fonctionne avec un excs dair afin que chaque molcules de gazole trouve loxygne ncessaire sa combustion.

Pratiquement, il faut de 20 30 g dair pour brler correctement 1 g de gazole.

Mais, les conditions svres dutilisation dont le dmarrage et lutilisation froid, la recherche de la puissance maximale, les rgimes levs et bien dautres facteurs font que la combustion nest jamais parfaite comme dans lquation ci-dessus.

Par consquent, les gaz dchappement contiennent des substances plus ou moins polluantes et nocives, en plus du CO2 de lquation de combustion..

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2. Pollutions issues de la combustion des moteurs Diesel.

Nonpolluants

Polluants et nocifs

NOxCO

PARTICULES

CO2O3

H2ON2

HCC

SO2

Tde lair

Charge

Tcarburant

Tmoteur

Rgime moteur

Dbut dinjection

Pression dinjection

Dure dinjection

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Moteur DieselAir

Gazole Energie mcanique

Gaz

moteur

C16 H34

O2+N2

POLLUANTS ORIGINE EFFETS

MONXYDE DE CARBONE CO Provient dun mlange trop riche(trop de carburant ou pas assez dair)Inodore, incolore, se fixe lhmoglobine

du sang. Risque de mort par asphyxie.

HYDROCARBURES HC Proviennent dun mlange trop riche Inodores, ils entranent des difficults respiratoires. Certains composs sont

OXYDES DAZOTE NOxIls rsultent de mlanges pauvres et de

temprature de combustion leves. Forte toxicit pulmonaire. Il est

responsable des pluies acides et participe leffet de serre.

GAZ CARBONIQUE CO2 Provient de la combustion des nergies fossilesIl est considr comme non toxique pour

lhomme des teneurs < 5%. Il est le principal responsables de leffet de serre.

3. Composition des polluants contenus dans les gaz dchappement du Diesel.

HYDROCARBURES IMBRULES

HC Proviennent dun mlange trop riche ou dune combustion incomplte.

respiratoires. Certains composs sont cancrignes. Ils participent leffet de

serre.

P

A

R

T

I

C

U

L

E

S

Rsidus de combustion, ce sont les suies responsables des fumes noires

des moteurs diesels.

Ces composs sont le support des particules, ils fixent les HC et le SO2 et

peuvent atteindre les alvoles pulmonaires.

OZONE O3Il nest pas directement mis par les moteurs. Il se produit par raction

photochimique de certains HC et NOxsous laction des rayons solaires.

Irritations des voies respiratoires et des muqueuses oculaires.

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SO2DIOXYDE DE SOUFREProvient du souffre contenu dans le

carburant (pouvoir lubrifiantInhalations fortement irritantes, ragit avec

le NO2, pour former du SO3 et du H2SO4, d'o la formation de pluies acides

CCARBONESuies sches

3. Composition des polluants contenus dans les gaz dchappement du Diesel.

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Influence du point dinjection sur les missions doxyde dazote et dimbrls.

Comme dans les domaines des vhicules automobiles et industriels et des matriels, les moteurs actuellement employs sur les matriels doivent fournir un maximum de puissance en consommant le moins possible, compte tenu des prix des carburants.

Les moteurs sont de plus soumis des normes dmissions sonores et des normes antipollution, avec des seuils d'mission respecter, notamment pour les particules et les oxydes d'azote.

4. Evolution des normes de pollution.

oxydes d'azote.Les seuils des normes diminuent

constamment, ce qui oblige les motoristes innover et investir lourdement pour les respecter.

Ainsi, aujourdhui, un puissant moteur diesel de matriel est du type injection sous haute pression common-rail (rampe commune), il est aussi souvent dot de la technologie multisoupapes et de solutions de traitement des gaz d'chappement.JB ANDRAUD

4. Evolution des normes de pollution.Rduire au niveau mondial la pollution l'chappement est devenu un

dfi pour les pays dvelopps. Tout comme les normes EURO qui rgissent les missions de polluants sur les vhicules routiers (poids lourds, automobiles, ), de nouvelles normes environnementales ont vu le jour rglementant les machines mobiles non routiers (tracteurs, matriel agricole, motoculture, engins de chantier, ).

La loi sur l'air de 1990 (1990 Clean Air Act) a donn l'EPA (Agence de Protection de l'Environnement, organisme amricain) le pouvoir de rglementer les missions des moteurs non routiers, contribuant significativement au non respect des objectifs en matire d'ozone et/ou de monoxyde de carbone.

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respect des objectifs en matire d'ozone et/ou de monoxyde de carbone. Les normes TIER (Time of Implementation for Emission Regulations)

apparaissent ainsi ds 1996.

En parallle, l'Union Europenne a mis en place une rglementation comparable (norme 97/68EC) en plusieurs tapes dnommes Phases ou Stage reprenant sensiblement les mmes limites que celles imposes par l'EPA.

La plupart des motoristes doivent alors rpondre aux deux lgislations ds lors qu'ils sont prsents sur les deux continents.

4. Evolution des normes de pollution.Norme Europenne des moteurs routiers:

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4. Evolution des normes de pollution.Norme Europenne des moteurs routiers:

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4. Evolution des normes de pollution.Norme Europenne des moteurs routiers:

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4. Evolution des normes de pollution.

Evolution de la norme Europenne des moteurs non routiers:

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4. Evolution des normes de pollution.

Evolution de la norme Europenne des moteurs non routiers:

Reprsentation des niveaux dmissions admis par tape pour des moteurs de 174 751hp

Lanalyse de ce schma nous montre que:-1 tracteur de 200 chevaux TIER1 de 1996 mettait autant de Nox que 23 tracteurs TIER4 intrim de 2012 de mme puissance !!!-1 tracteur de 200 chevaux TIER1 de 1996 mettait autant de particules que 27 tracteurs TIER4 intrim de 2012 de mme puissance !!!

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4. Evolution des normes de pollution.

Norme Europenne des moteurs non routiers:

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4. Evolution des normes de pollution.

Norme US des moteurs non routiers :

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