Caractérisation des gaz à effet de serre et des émissions d'échappement des véhicules actuels alimentés aux biocarburants avancés

Caractérisation des gaz à effet de serre et des émissions d'échappement des véhicules actuels alimentés aux biocarburants avancés

ÉTAT: Terminé

I. Aperçu

L'objectif du présent projet était de caractériser les émissions provenant des véhicules dotés d'un moteur à injection directe d'essence et d'un moteur à injection dans la lumière d'admission alimentés au butanol.

Les moteurs à injection directe d'essence suralimentés par turbocompresseur de taille réduite font rapidement leur apparition dans le parc des véhicules routiers nord-américain, car ils permettent une réduction de la consommation de carburant par rapport aux véhicules à injection dans la lumière d'admission. Les véhicules à injection directe d'essence sont utilisés par les fabricants d'automobiles pour respecter les règlements canadiens et américains sur les émissions de gaz à effet de serre des véhicules légers à passagers. Le butanol a des propriétés intéressantes en tant que carburant des transports de pointe et peut être produit à partir de différentes biosources. Ce projet permettra de comprendre les influences et les synergies des carburants de la prochaine génération et des technologies automobiles de pointe sur les émissions et l'efficacité.

Dans le cadre du Plan d'action II, les représentants d'Environnement Canada de la Section de la recherche et de la mesure des émissions ont rencontré les représentants du Vehicle Technologies Office du Département de l'Énergie des États-Unis. L'intérêt des Américains et des Canadiens pour le butanol et les moteurs à injection directe d'essence a été abordé et on a discuté de la portée initiale du projet.

Le Canada et les États-Unis ont ciblé le potentiel de réduction des gaz à effet de serre des biocarburants avec leurs stratégies et normes respectives sur les carburants renouvelables. Étant donné que les normes d'émissions des véhicules et des moteurs au Canada sont harmonisées avec celles des États-Unis, Environnement Canada effectue des essais de contrôle des émissions en respectant le Code of Federal Regulations de l'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis. Les résultats des essais de contrôle des émissions provenant d'Environnement Canada et de divers laboratoires du Département de l'Énergie des États-Unis sont en harmonie. Ce projet permet de faire l'analyse comparative des sciences ainsi que de la matrice d'essai élargie et des ensembles de données d'essai dans le cas des deux pays, améliorant ainsi les efforts de collaboration et la gestion des ressources.

La mise à l'essai de ces nouveaux carburants dans les systèmes et véhicules à technologies de pointe fournira des données fiables sur les émissions de gaz à effet de serre et des principaux contaminants atmosphériques produites par les gaz d'échappement. Il fournira aussi au Canada et aux États-Unis des données scientifiques à l'interne qu'ils pourront utiliser pour optimiser les règlements actuels et futurs.

II. Description du projet

Environnement Canada a caractérisé les émissions et l'économie de carburant en se fondant sur un véhicule Hyundai Sonata 2011 doté d'un moteur de 2,4 L à injection directe d'essence alimenté par un mélange contenant 16 % de butanol et un carburant de base. Un véhicule Volvo S40 2010 à injection dans la lumière d'admission dont la cylindrée du moteur est similaire a également été soumis à un essai aux fins de comparaison en utilisant les mêmes carburants. Des essais de contrôle des émissions sur un dynamomètre à châssis seront effectués par la Section de la recherche et de la mesure des émissions de la Division des analyses et de la qualité de l'air, située à Ottawa, en Ontario.

Afin d'obtenir des données représentatives d'un grand nombre de conditions et de régions géographiques au Canada et aux États-Unis, les véhicules choisis ont été soumis à un essai dans deux différentes conditions de conduite à différentes conditions ambiantes. La FTP-75 (Procédure d'essai fédérale) représente un cycle de conduite urbaine type permettant d'obtenir les émissions à la mise en marche du moteur et en fonctionnement transitoire. La procédure d'essai fédérale supplémentaire 06 des États-Unis (Supplemental Federal Test Procedure ou SFTP) simule une conduite agressive à haute vitesse et à grande accélération avec des fluctuations rapides de vitesse. Les deux cycles sont prescrits en vertu du Code of Federal Regulations. Outre les essais effectués aux températures normales, les véhicules seront soumis à une température plus froide de - 18 °C (0 °F).

Une caractérisation détaillée des émissions d'échappement a été réalisée afin de comprendre à la fois les émissions réglementées (monoxyde de carbone, oxyde d'azote, hydrocarbures, hydrocarbures non méthaniques, gaz organiques non méthaniques, masse de particule totale) et les émissions non réglementées, y compris l'analyse des gaz à effet de serre (dioxyde de carbone, méthane, oxyde nitreux), la spéciation des hydrocarbures (substances toxiques atmosphériques, composés organiques volatils, carbonyles) et la caractérisation des particules, dont le carbone noir, le comptage du nombre de particules et la distribution granulométrique. Toutes les différences remarquées dans le rendement du carburant ont également été notées.

III. Durée du projet

Ce projet a pris fin le 29 mars 2013.

IV. Partenaires/participants

Gouvernment

• Environnement Canada
• Département de l'Énergie des États-Unis