Des moteurs diesel qui émettent moins de CO2

Quels carburants alternatifs peuvent être utilisés pour un moteur diesel ?

Nous avons testé du GTL pur (Gas To Liquid), un diesel "artificiel" qui est actuellement le plus souvent produit à partir de gaz naturel ; le GTL peut également être produit à partir de monoxyde de carbone et d'hydrogène de l'air. Un avantage supplémentaire est que le GTL ne contient pas de composés aromatiques qui provoquent de la suie lors de la combustion. Nous avons également utilisé un mélange de 20 % de GTL et de 80 % de diesel.
Nous avons également testé un mélange de 7 et 15 pour cent d'OME (oxyméthylène diméthyléther) et de 93 et 85 pour cent de diesel. L'OME peut également être produit à partir de l'air ou de la biomasse, et serait ainsi neutre en CO₂-neutre. Nous avons également testé le HVO (Hydrogenated Vegetable Oil, un carburant renouvelable en quelque sorte) ainsi qu'un mélange de HVO, d'OME et d'un stabilisateur. Ce dernier est potentiellement 100% renouvelable et nous lui avons donné le nom de R100.
Pour des raisons de comparaison, nous avons mesuré avec du diesel pur.

Qu'est-ce qui est optimisé sur le moteur ? Est-il possible de le faire en cours de fonctionnement ?

Les moteurs diesel state-of-the-art contiennent des logiciels qui permettent de faire fonctionner le moteur de différentes manières. Nous avons mesuré avec un moteur standard monocylindre à quatre temps. Outre le moteur, le turbocompresseur et le post-traitement des gaz d'échappement sont des éléments du système déterminants pour le fonctionnement. Pour ces trois éléments, la température de fonctionnement est très importante. Nous voulions savoir dans quelle mesure les différents carburants modifient les processus haute pression dans le moteur en marche et comment le fonctionnement du moteur peut être optimisé en fonction de ceux-ci. Par exemple, le moteur peut fonctionner différemment si la combustion du carburant produit moins de suie. Dans le processus de combustion, les paramètres importants sont la pression de charge et d'injection, le temps d'injection et le taux de recyclage des gaz d'échappement.

Jusqu'à présent, seul le diesel est disponible dans les stations-service. Mais cela pourrait changer dans un avenir proche.

Oui, certains des mélanges de carburants mentionnés répondent aux exigences réglementaires pour le diesel. Les mélanges de 7% d'OME dans le diesel, le diesel avec 20% de GTL ou de HVO, ainsi que le R100, seraient en principe déjà commercialisables aujourd'hui et pourraient être proposés dans chaque station-service.

Parmi ces mélanges, déjà admis aujourd'hui, le R100 a particulièrement attiré l'attention.

Oui, en ce qui concerne les émissions de suie. Celles-ci ont été très fortement réduites en ajoutant environ 15% d'OME au HVO - plus un stabilisateur -, bien plus qu'avec du GTL pur comme carburant. Les oxyméthylène-éthers existent en différentes variantes. Ce sont des composés chimiques qui contiennent de l'oxygène, appelés carburants oxygénés. Ils améliorent le processus de combustion et assurent une forte réduction de la suie. Avec certains composés oxygénés et selon leur proportion dans le diesel, il se forme en revanche davantage d'oxydes d'azote, ce qui n'est pas non plus souhaitable. Les oxydes d'azote ont un effet négatif sur les poumons humains, sur le climat et sur la formation de smog et d'ozone. De plus, le rendement du moteur peut être réduit. La plupart du temps, nous nous battons avec ce trade-off tridimensionnel : efficacité, suie, oxydes d'azote. Si l'un est bon, l'autre se détériore. Certaines variantes d'OME permettent de réduire substantiellement les oxydes d'azote et la suie tout en conservant un rendement acceptable. Les OME peuvent en outre être utilisés sans que les moteurs et les infrastructures de réservoirs actuels ne doivent être fortement adaptés. Il est tout simplement cher.

Les entreprises qui produisent ces carburants ont-elles participé au projet ?

Oui, Neste Oil nous a fourni le HVO. ASG Analytics nous a fourni l'OME à prix réduit ainsi que le stabilisateur. Nous collaborons également avec les spin-offs de l'ETH combustion and flow solutions GmbH et Vir2sense GmbH. FPT et Liebherr participent à des projets similaires avec OME.

Le projet est financé par l'Office fédéral de l'énergie (OFEN). Outre l'Institut de technique énergétique de l'ETH Zurich, l'EMPA y participe.

Pour quelles autres entreprises la plate-forme pourrait-elle être intéressante ?

Les fabricants de moteurs en premier lieu - et tous ceux chez qui des moteurs diesel sont en service. On pense par exemple aux centres de calcul qui ont de gros moteurs diesel en réserve pour assurer l'alimentation électrique.

Les résultats de ReVerDi peuvent contribuer à réduire les émissions de CO₂-d'une réduction des émissions de CO2 des flottes de véhicules existantes. C'est le grand avantage par rapport aux technologies telles que l'électromobilité.