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1 - PROCÉDURES D'ESSAIS RÉGLEMENTAIRES

2 - CYCLES RÉGLEMENTAIRES

Article de référence | Réf : BM2506 v1

Procédures d'essais réglementaires
Émissions polluantes des moteurs thermiques - Procédures d'essais

Auteur(s) : Anne JAECKER-VOIROL

Relu et validé le 01 juin 2019

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RÉSUMÉ

Dans les années futures, le nombre de véhicules et les besoins énergétiques associés vont nécessairement fortement augmenter dans les pays en voie de développement, comme dans les autres. L'amélioration de la qualité de l'air dans les villes doit impérativement passer par une diminution des concentrations d'oxydes d'azote. Plus spécifiquement, la pollution dans les grandes agglomérations des pays industrialisés devient un sujet majeur, qui est principalement lié à l’augmentation du trafic routier. À noter que les normes de qualité de l’air sont de plus en plus strictes et contraignent les constructeurs à des procédures de tests réglementés. L'article présente l’état actuel des valeurs limites pour les différents pays, les différents polluants et les différents types de véhicules et de moteurs concernés.

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Auteur(s)

  • Anne JAECKER-VOIROL : Docteur es Chimie Physique de l'Université Louis-Pasteur de Strasbourg, habilitée à diriger des recherches - Ingénieur de recherche à l'IFP - Ancienne responsable du laboratoire « Pollution automobile »

INTRODUCTION

L'homme et la pollution sont intimement liés, mais la perception que l'on en avait s'est considérablement modifiée au cours des siècles. De phénomènes épisodiques liés à des situations météorologiques particulières, nous savons maintenant qu'elle est plus insidieuse et que même la pollution de fond peut avoir des conséquences en terme de santé publique.

À partir des années 1980, la pollution photochimique ou l'augmentation de la concentration d'ozone dans les grandes agglomérations devient un sujet majeur. Parallèlement, on assiste au développement des réseaux de mesures ainsi qu'à leur évolution. Depuis les années 1950, ces réseaux se focalisaient sur les polluants issus de la combustion des installations fixes, à savoir fumées noires, SO2 . Ils s'orientent maintenant vers des mesures d'oxydes d'azote NOx (NO et NO2) dans un premier temps, puis d'ozone O3 et de particules avec les PM10 (particules de diamètres inférieur à 10 μm).

Les normes de qualité de l'air sont de plus en plus strictes. Par exemple, la moyenne annuelle à ne pas dépasser en France pour NO2 est de 48 μg/m3 pour 2006, et elle devra être de 40 μg/m3 en 2010.

L'ozone (O3), un polluant secondaire provenant exclusivement de la photolyse de NO2 , est lui aussi particulièrement surveillé.

Dans les grandes agglomérations des pays industrialisés, cette pollution est principalement liée à l'augmentation du trafic routier et, bien que les normes d'émissions des véhicules aient considérablement évolué, la pollution par l'ozone reste toujours d'actualité. Souvent, la forte réduction des émissions est compensée par l'augmentation du trafic.

De plus, toutes les stations météorologiques du monde enregistrent une augmentation de la température moyenne (+ 0,5 oC à + 0,7 oC depuis 1860). Parallèlement, de nombreux glaciers reculent, voire même disparaissent. En 1995, un rapport du GIEC  confirme l'influence des activités humaines sur les changements climatiques et avance l'hypothèse d'un réchauffement moyen de 1 à 3,5 C d'ici à 2100, qui entraînerait une élévation du niveau de la mer de 15 à 95 cm. La 3e Conférence des Nations unies sur les changements climatiques de Kyoto verra l'adoption d'un protocole à la Convention sur le climat connu sous le nom de « Protocole de Kyoto ». Il engage 38 pays industrialisés dont les États-Unis (qui le dénonceront en 2001), le Canada, le Japon, les pays de l'Union européenne, les pays de l'ancien bloc communiste, à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre (CO2 , CH, N2O, HFC, PFC, SF6) de 5,2 % en moyenne d'ici 2012, par rapport au niveau de 1990. L'Union européenne des 15 a, quant à elle, un objectif de réduction de 8 %.

Si, en 1910, les véhicules pouvaient se contenter d'être « bâtis de façon à exclure toute gêne pour les personnes, par la fumée ou l'odeur » (arrêté allemand du 3 février 1910 ), il n'en est plus de même aujourd'hui.

Au cours des dix prochaines années, le nombre de véhicules et les besoins énergétiques associés devraient fortement augmenter. Les pays en voie de développement vont fortement accroître leur demande, alors que les pays de l'OCDE vont devoir répondre à des normes antipollution de plus en plus strictes. Tout en limitant la hausse du coût des véhicules, les constructeurs et les pétroliers vont devoir satisfaire un double challenge :

  • réduire la pollution locale en agissant sur les émissions de CO, HC, NOx, particules et sur le bruit ;

  • réduire les émissions de gaz à effet de serre, ce qui est directement lié à une baisse de la consommation des véhicules.

L'amélioration de la qualité de l'air dans les villes passe par une diminution des concentrations d'oxydes d'azote et donc de leurs émissions. La part du transport étant très importante sur les émissions de NOx, les législateurs ont imposé aux véhicules des normes de plus en plus sévères.

En Europe, les émissions des véhicules sont limitées par la directive 70/220/CE (cf. Doc. BM 2 506), qui définit la technique de mesure à adopter ainsi que les valeurs limites d'émissions.

Les différentes normes sont appelées « Euro », suivi d'un numéro.

La première norme Euro date de 1993, depuis elle a été révisée à plusieurs reprises, devenant de plus en plus sévère tant au niveau des valeurs limites que du nombre de polluants réglementés et des conditions de mesures de ces polluants. De plus, les moteurs industriels et les véhicules non routiers, un moment épargnés, doivent eux aussi s'adapter à des normes de plus en plus strictes.

L'état actuel, ou annoncé dans un avenir proche, des valeurs limites pour les différents pays est présenté pour les différents polluants et les différents types de véhicules et/ou de moteurs concernés.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm2506


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1. Procédures d'essais réglementaires

Les polluants émis par les véhicules, et par les moteurs thermiques en général, sont de plus en plus contraints. Pour ce faire, différentes procédures de tests ont été définies. Bien évidemment, les émissions des véhicules sont réglementées en sortie de pot d'échappement, et on peut soit mesurer les émissions du véhicule dans leur globalité (véhicule), soit évaluer le moteur seul. La plupart du temps, ces mesures sont réalisées à température ambiante mais, avec l'avènement des systèmes de post-traitement, la notion de durée de mise en action du catalyseur est devenue fondamentale. On estime qu'environ 80 % du CO et des HC sont émis lorsque le catalyseur n'est pas encore activé. Aux procédures réalisées à température ambiante, une procédure avec des mesures à – 7 oC a été ajoutée.

À l'origine, les normes étaient surtout destinées aux véhicules neufs, puis la notion de durabilité a été introduite, avec des contrôles réalisés après un certain nombre de kilomètres et la mise en place de facteurs de dépréciation. Afin de s'assurer du bon fonctionnement des systèmes de dépollution, les véhicules ont été équipés de systèmes de contrôle, le diagnostic embarqué ou OBD (On-Board Diagnostic ). Pour les véhicules à allumage commandé, on s'est aperçu que les émissions d'HC pouvaient avoir deux origines : les émissions des gaz d'échappement et les pertes par évaporation. En effet, une partie du carburant peut s'évaporer du réservoir et tout au long du circuit. Une procédure spécifique a donc été définie pour mesurer ces pertes par évaporation.

1.1 Procédure réglementée pour les émissions à l'échappement

Pour pouvoir contrôler l'application des règlements en matière de gaz d'échappement, il a été nécessaire de concevoir des procédures standardisées permettant d'obtenir des conditions de mesures des polluants les plus reproductibles possibles. Pour les véhicules particuliers, les tests sont réalisés sur un banc dynamométrique à rouleaux avec des cycles de conduite normalisés. Pour les poids lourds et les gros moteurs, en général, seuls les moteurs sont testés sur banc, mais on peut signaler l'apparition de...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GIEC -   IPCC Second Assessment – Climate Change 1995.  -  (1995)http://www.ipcc.ch/pub/sa(F).pdf

  • (2) - DEGOBERT (P.) -   Automobile et pollution.  -  Éditions Technip, Paris (1995).

  • (3) - Unece -   *  -  consulté le 16 juin 2009 www.unece.org/trans/doc/2003/wp29/TRANS-WP29-131-inf19e.ppt

  • (4) - ANDRÉ (J.M.), LACOUR (S), HUGOT (M.), OLAH (Z.), JOURNARD (R.) -   Impact of the gearshift strategy on emission measurements.  -  Artemis 3142 Report. Disponible sur le site http://www.inrets.fr/ur/lte/publications/publications-pdf/Joumard/A3142reportJMALTE0307.pdf

  • (5) - JEULAND (N.), UBRICH (E.) -   Perspectives des évolutions réglementaires au-delà d'Euro IV pour les véhicules légers et utilitaires légers (Euro V, Euro V+, Euro VI). Présenté dans le cadre du Panorama 2008 et disponible sur le site : http://www.ifp.fr/infor mation-publications/notes-de-synthese-pano rama/panorama-2008/perspectives-des-evolu tions-reglementaires-au-dela-d-euro-4-pour-les-vehicules-legers-et-utilitaires-legers-euro- 5-euro5-euro6  - 

1 Sites internet

EPA – Federal Register electronic version http://www.epa.gov/docs/fedrgstr/EPA-AIR/, consultée le 15/01/2009

Delphi 2008 Passenger Cars & Light Duty Trucks et 2008 Heavy Duty & Off-Road Vehicles https://www.delphiautoparts.com/fra/fr

Dieselnet http://www.dieselnet.com

HAUT DE PAGE

2 Réglementation

Directive 70/156/CEE du Conseil du 6 février 1970 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives à la réception des véhicules à moteur et de leurs remorques, JO no L 042 du 23/02/1970 p. 0001-0015.

Directive 70/220/CEE du Conseil du 20 mars 1970 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures à prendre contre la pollution de l'air par les gaz provenant des moteurs à allumage commandé équipant les véhicules à moteur. JO no L 076 du 06/04/1970, p. 0001-0022.

Directive 72/306/CEE du Conseil du 2 août 1972 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures à prendre contre les émissions de polluants provenant des moteurs Diesel destinés à la propulsion des véhicules. JO no L 190 du 20/08/1972, p. 0001-0023.

Directive 88/77/CEE du Conseil du 3 décembre 1987 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures à prendre contre les émissions de...

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