Des gaz d'echappement exempts de suie

30.04.2019 Il existe différentes possibilités pour réduire la consommation de carburants fossiles sur les routes suisses. Les améliorations techniques pour la réduction de la consommation de carburant en font tout autant partie que l’encouragement de la mobilité électrique. Une autre possibilité est de remplacer l’essence et le diesel par des carburants biogènes comme le biodiesel, le bioéthanol ou l’huile végétale. Pour s’imposer, les biocarburants doivent disposer des paramètres de performance souhaités et de faibles émissions de substances polluantes. Dans ce domaine, les chercheurs du laboratoire de contrôle des gaz d’échappement de la Haute École spécialisée bernoise à Nidau (BE) ont acquis d’importantes connaissances au cours des dernières années sous la direction du prof. Jan Czerwinski.

Mercredi matin au laboratoire de contrôle des gaz d’échappement à Nidau : une puissante voiture tout-terrain Dodge Durango blanche, 5.7 litres et moteur V8 et 350 CV est sur le banc dynamométrique. Les rapports d’essai complimentent « l’entrée musclée » de la quatre roues motrices. Aujourd’hui toutefois, c’est l’étalon sauvage qui se tient docilement dans l’écurie. Le coffre est ouvert. Un assortiment d’appareils de mesure occupe la surface de chargement. Un tube conduit les gaz d’échappement de la voiture à essence équipée d’un catalyseur à trois voies dans la pièce voisine. Un appareil de mesure y analyse la composition des gaz d’échappement. « Dans le cas présent, le mandant veut importer la voiture des États-Unis en Suisse et a besoin que nous lui fournissions les justificatifs nécessaires », affirme Philippe Wili, technicien de mesure au laboratoire de contrôle des gaz d’échappement. « La mesure est réalisée selon la nouvelle norme Euro 6d temp avec un PEMS (Portable Emission Measuring Systems). Ce système est utilisé pour la mesure des émissions dans les conditions réelles de conduite (RDE - Real Driving Emissions). »

Le laboratoire de contrôle des gaz d’échappement de Nidau dispose de deux bancs d’essai à rouleaux. L’établissement, reconnu par l’Office fédéral des routes (OFROU), réalise des mesures sur les gaz d’échappement de motos et de véhicules jusqu’à 3,5 tonnes. Les mandants sont des importateurs, des garagistes et des particuliers qui souhaitent faire entrer un véhicule en Suisse et qui ne dispose pas encore d’une mesure des gaz d’échappement nécessaire pour la mise en circulation dudit véhicule. Les contrôles de qualité des systèmes de traitement des gaz d’échappement appliqués aux moteurs diesel représentent un second pilier pour le laboratoire de contrôle des gaz d’échappement. Celui-ci effectue les essais nécessaires à l’obtention d’une certification pour des systèmes SCR (réduction catalytique sélective des oxydes d’azote) et pour les filtres à particules (DPF).

Du biobutanol pour les moteurs diesel et essence

Jan Czerwinski dirige le laboratoire de contrôle des gaz d’échappement depuis 1989. Au cours des trois dernières décennies, le scientifique d’aujourd’hui 65 ans a suivi de près les mesures mises en oeuvre pour la réduction des substances polluantes, notamment à partir des moteurs diesel. M. Czerwinski est également professeur dans les domaines de la thermodynamique et des moteurs à combustion à la Haute École spécialisée bernoise. Il forme des ingénieurs automobiles spécialisés dans les moteurs à combustion et mène des recherches importantes pour l’environnement. « Nous n’inventons pas les objets d’analyse, nous reprenons des thèmes de la recherche importants pour le marché comme les émissions et la qualité de l’air », affirme M. Czerwinski.

Un projet de recherche se penche actuellement sur le biobutanol. Ce carburant, acquis par exemple à partir de sucre ou de bois, est utilisé pur ou dilué aux États-Unis pour l’exploitation de moteurs à essence (cf. graphique p. 4, à droite). Le biobutanol n’est pas encore utilisé en Suisse en raison de son prix élevé. À l’avenir, ce carburant pourrait jouer un rôle plus important. En effet, il présente une densité énergétique plus élevée que le bioéthanol et se mélange mieux avec l’essence et le diesel. Comme le dernier projet de l’équipe de chercheurs de M. Czerwinski l’a démontré, la formation du mélange air-carburant dans les moteurs à essence n’est pas optimale en cas de basses températures. Par conséquent, les problèmes surviennent lors du démarrage à froid. Ces problèmes doivent alors être résolus par une plus faible quantité de biobutanol ou d’autres mesures. Un projet jumeau analyse l’utilisation du biobutanol avec les moteurs diesel. Les chercheurs souhaitent, entre autres, découvrir jusqu’à quel pourcentage il est possible d’ajouter le biocarburant. La part de biocarburant ne doit pas être trop élevée pour ne pas trop altérer l’inflammabilité du mélange air-biocarburant-diesel.

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