Ammoniac: un danger dans nos voitures?

Ammoniac: un danger dans nos voitures?

Guillaume Darding - 26 juillet 2013

Introduction

Il y a quelques mois, l'explosion d'une usine d'engrais a été à l'origine de 14 décès et de près de 200 personnes blessées, sans compter d'importants dégâts matériels alentours. L'ammoniac (NH3) a tout d'abord été mis en cause avant que le nitrate d'ammonium, fabriqué à partir d'ammoniac, ne soit désigné comme principal facteur de l'explosion.

Explosion usine West fertilizer - wikimedia commons

Pour autant, l'ammoniac, utilisé pour réduire les oxides d'azote grâce au SCR, est-il dangereux appliqué à l'automobile? Si l'ammoniac a été tout d'abord été mis en cause, c'est parce qu'il présente des risques d'inflammabilité lorsqu'il est fortement concentré dans l'air (plus de 15%) et qu'il est en présence d'un déclencheur (flamme, étincelle).

AdBlue: la technologie actuelle

Dans le domaine automobile, le SCR est un dispositif qui traite les oxydes d'azote NOx à l'aide d'ammoniac NH3 (voir l'article précédent). Toutefois, l'ammoniac n'est pas stocké en tant que tel dans le véhicule.

AdBlue Distributeur Tokheim

L'AdBlue, composé à 32,5% d'urée et 67,5% d'eau: il ne contient donc pas d'ammoniac. Sous l'effet de la chaleur des gaz d'échappement, l'urée injecté dans la ligne d'échappement se décompose alors en NH3. La consommation d'AdBlue n'excède pas 5% de la consommation de carburant. Enfin, pour brûler 1g de diesel, il faut environ 15g d'air. De fait, la concentration d'ammoniac dans les gaz d'échappement n'excède pas 0,3%, une valeur très éloignée du seuil d'inflammabilité.

L'Adblue en lui-même n'est pas considéré comme un liquide dangereux: il n'est ni inflammable, ni toxique. La seule recommendation en cas de contact de l'AdBlue avec les yeux ou la peau est de rincer abondamment à l'eau.

AdAmmine: le futur?

L'AdAmmine (plus connu sous le nom d'ammoniac solide) est un produit développé par la société danoise Amminex, récemment approchée par Faurecia (développement du système ASDS basé sur cette technologie).

Les réservoirs d'AdAmmine contiennent du chlorure de strontium (SrCl2) à l'état solide dans lequel est piégé de l'ammoniac. Sous l'effet d'une faible élevation de température (température interne du réservoir de l'ordre de 60 °C), l'ammoniac est relaché sous forme gazeuse directement dans la ligne d'échappement.

AdAmmine ammoniac solide - Amminex

Ce procédé a pour avantage d'augmenter l'efficacité du SCR à des faibles températures (faible charge/régime moteur) et de réduire potentiellement la contrepression des systèmes d'échappement par rapport à un système fonctionnant avec de l'AdBlue.

En vue de la validation du produit, Faurecia a mené de nombreux tests de fiabilité des réservoirs d'AdAmmine. De ces tests, il ressort que les réservoirs en eux-mêmes ne sont ni inflammables ni toxiques.

Faurecia ASDS ammoniac solide

En cas d'immersion partielle dans l'eau, l'équipementier a relevé que de faibles quantités de NH3 pouvaient s'échapper. Plongé complètement dans l'eau, l'ammoniac se dissout complètement dans l'eau. L'AdAmmine est classé en catégorie 3 concernant l'impact sur le milieu aquatique (effets nocifs limités).

Lorsque les réservoirs sont exposés au feu, ils peuvent aussi libérer de faibles quantités de NH3 sous l'effet de la chaleur, sans toutefois atteindre une forte concentration dans l'air environ (de l'ordre de 400g d'ammoniac libéré sur un total de 5kg). Enfin, en cas de choc ou de forte pression sur le réservoir, aucune fuite de NH3 n'a été détectée.

Conclusion

L'ammoniac et ses dérivés (AdBlue, AdAmmine,...) utilisés dans l'industrie automobile ne représentent pas de danger particulier pour les conducteurs et les passagers de véhicules légers, tant en conduite normale que d'accident.

La seule incommodation relevée à ce jour est une odeur désagréable et potentiellement irritante dégagée par la ligne d'échappement de certains camions dépassant le seuil autorisé de rejet d'ammoniac dans l'atmosphère.

Dans le cadre de l'industrie automobile, les catalyseurs SCR devront être équipés d'un dispositif de conversion de l'ammoniac non consommée durant la réaction SCR pour réduire à des quantités insignifiantes les rejets de NH3 dans l'air.

Il n'est pas à craindre un quelconque risque d'explosion supplémentaire dû à la présence d'un système SCR sous le véhicule après un accident de la route par exemple.

Sources: Faurecia, CSST, Amminex, DAF, Volvo trucks, UNECE
Crédits images: Wikimedia Commons (usine West Fertilizer, représentation de l'atome NH3), Tokheim (distributeur diesel/AdBlue), Amminex (AdAmmine), Mercedes (image d'accueil)

Commentaire:

Nom d'utilisateur:

Adresse mail (non visible):

Site internet (optionnel):

Quelle est la forme géométrique du logo utilisé par Renault?

Réseaux sociaux
Commentaires
Guillaume Darding à propos de l'article «Normes Euro 6 : vue d'ensemble»

Il y a 2 heures

Bonjour pjmdur, dans le cas d'un hybride, le mode de calcul pour calculer les émissions de CO2 selon le cycle WLTP revient à mesurer les émissions du moteur selon les différents modes de fonctionnement (cas où le niveau de charge de la batterie est maintenu et cas où le moteur électrique est utilisé jusqu'à l'épuisement de la batterie). En fonction de l'autonomie du véhicule électrique, les émissions mesurées dans le cas où le moteur est sollicité (maintien de la charge de la batterie) sont pondérées. La courbe est indicative et montre que plus le véhicule a une forte autonomie en mode électrique, plus le facteur de pondération sera important (par conséquent, les émissions de CO2 seront plus faibles). En réalité, le calcul est beaucoup plus complexe car la courbe varie sensiblement selon les phases de conduite du cycle d'homologation. Ces courbes sont censée être représentatives du taux d'utilisation du véhicule électrique en mode électrique et se basent sur des études statistiques. Au final, les émissions de CO2 déclarées n'ont absolument rien à voir avec ce que le moteur émettra lorsque la batterie est vide et la seule manière d'approcher les émissions officielles, c'est de rouler une grande partie du temps en mode électrique !

pjmdur à propos de l'article «Normes Euro 6 : vue d'ensemble»

Il y a 8 heures

Bonjour Guillaume, Un premier test en vrai grandeur d'un utilisateur du 3008 II Hybride 4 donne 5,6l sur 1000km, ce qui est plutôt correct pour un véhicule essence 4X4 de cette puissance. Mais c'est 3 fois environ le chiffre mixte WLTP annoncé.. D'autres tests de journalistes qui ont avoué n'être pas vraiment représentatifs car routes sinueuses parcourues d'une façon sportive, ont donné environ 7L. je me demande sérieusement comment sont réalisés les tests WLTP pour un véhicule Hybride/Plugin? J'avoue ne pas avoir compris la courbe %/autonomie batterie.

Guillaume Darding à propos de l'article «Présentation moteur : Mazda Skyactiv-X»

Il y a 13 heures

Bonjour Scotch et merci pour vos encouragements ! Concernant le taux de compression, c'est une donnée très importante dans la conception d'un moteur et le taux de compression effectif (du au retard de la fermeture des soupapes à l'admission) n'en est qu'une conséquence. Le fait d'avoir un taux de compression élevé vous donne la possibilité de basculer vers des modes de fonctionnement permettant la réduction des pertes par pompage (le cycle Atkinson comme vous l'évoquez, par exemple). Si, dans une conception moteur, on part avec un taux de compression faible, il n'y aura que peu de marge de manoeuvre sur ce critère-là. La charge moteur est gérée, autant que faire se peut, par le taux d'EGR (interne et externe) et la quantité de carburant injecté, le compresseur vient en renfort pour assurer un bon remplissage des cylindres et le papillon reste ouvert au maximum : c'est le mode de fonctionnement privilégié dans la zone SPCCI. En dehors de cette zone, le papillon va moduler la quantité d'air admise. Considérant que le moteur fonctionne en mode "classique" principalement à haut régime et/ou à forte charge, on peut en déduire que le papillon reste de toute façon assez largement ouvert et que les pertes induites par cet organe restent limitées. Le compresseur est débrayable car au-delà d'un certain régime moteur, il consomme beaucoup de puissance moteur (le compresseur est entraîné par le vilebrequin) et il est donc préférable de le désactiver. L'embrayage n'est donc pas utilisé pour moduler la pression de suralimentation.

© Guillaume Darding

Mentions légales