Présentation
Auteur(s)
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Richard TILAGONE : Chef de projet « Moteurs à gaz » - Institut français du pétrole Ingénieur ENSPM, option Moteur et Institut national des sciences appliquées (INSA‐Lyon), Département génie mécanique construction
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le gaz naturel est à la fois une énergie fossile dont les ressources sont importantes et un carburant pour les applications industrielles et le transport. Quel que soit son champ d’application, cet hydrocarbure présente des avantages spécifiques qui en font une alternative stratégique tant pour une recherche de diversification énergétique viable, que pour élargir l’offre que constituent les carburants liquides conventionnels.
Cet exposé divisé en deux parties étudie ici le gaz naturel en tant que carburant pour les véhicules de transport terrestres. L’objectif est de donner un éclairage suffisamment large pour aborder les principaux éléments nécessaires à estimer le potentiel de ce gaz. Par souci d’honnêteté, les avantages et les inconvénients ont été systématiquement présentés, cet article n’ayant pas pour vocation la promotion de la filière du gaz naturel véhicule, même s’il y contribue, mais, encore une fois, d’en donner les éléments d’appréciation les plus pertinents.
Après une brève présentation dans ce fascicule du gaz naturel en tant qu’énergie fossile, la composition du gaz naturel et les caractéristiques physico-chimiques qui en découlent seront analysées et confrontées aux attentes des motoristes.
Une analyse des différentes approches technologiques aujourd’hui mises en œuvre et des pistes d’évolution est ensuite présentée dans l’article Gaz naturel- Carburant pour véhicule en tenant compte des contraintes propres à l’utilisation de carburant gazeux sur un véhicule. Les contextes normatifs et fiscaux seront partiellement abordés en documentation.
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- Version courante de juil. 2014 par Richard TILAGONE, Bertrand LECOINTE
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Propriétés physico-chimiques2. Composition du gaz naturel
Le gaz naturel distribué sur le territoire peut provenir de différents sites de production (cf. ). Sa composition est donc soumise à des variations fonctions des stratégies d’approvisionnement, elles-mêmes pouvant varier suivant les périodes de l’année. Le gaz naturel reste cependant un mélange composé essentiellement d’alcanes et de gaz inertes, avec une teneur majoritaire en méthane d’au moins 80 % quelle que soit la provenance du gaz. Si l’on prend en compte les six pays principaux fournisseurs de gaz pour la France, les compositions moyennes se distinguent par la teneur en gaz inertes, essentiellement du dioxyde de carbone CO2 et de l’azote N2 , et par la teneur en alcanes dont la molécule moyenne contient plus d’un carbone (éthane, propane, butane et C6+) (figure 1).
Sur le plan mondial, ces variations sont encore plus prononcées (figure 2), avec de fortes disparités d’un pays à l’autre en termes d’énergie contenue par unité de volume. Les difficultés engendrées par ces variations peuvent devenir encore plus critiques dans le cas de la mise au point d’une installation ou d’un moteur destinés à être installés ou utilisés dans n’importe quel pays : dans le cadre européen, l’Allemagne se distingue par la possibilité de distribuer sur son réseau des gaz ayant des pouvoirs calorifiques très différents (3, pour l’indice de Wobbe).
Compte tenu de ces variations, le gaz naturel doit répondre en France à des spécifications définies pour la plupart par Gaz de France, par arrêtés ministériels, voire par certaines normes (cf. ...
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