Emissions de CO2 en 2020: méthode de calcul

Emissions de CO2 en 2020: méthode de calcul

Guillaume Darding - 12 novembre 2013

De nombreuses discussions sont en cours au niveau des instances européennes pour définir des objectifs d'émissions de CO2 en 2020. Récemment, le report des discussions a fait grand bruit dans les médias. Si l'objectif de 95 grammes de CO2 apparait comme un critère simple, comment est réellement calculé ce nombre?
(article mis à jour le 25 février suite aux dernières décisions européennes - voir le chapitre sur les supercrédits)

Chaque véhicule compte

Les émissions de CO2 sont établies constructeur par constructeur. Elles sont définies à partir de la moyenne des émissions de CO2 de chaque véhicule vendu par le fabricant au cours d'une année légale. Toutefois, les constructeurs peuvent s'allier avec d'autres et combiner leurs émissions de CO2.

Une méthode de calcul qui permettra de sauvegarder nombre de marques de luxe telles que Lamborghini (groupe Volkswagen), Ferrari (groupe Fiat) ou Rolls-Royce (groupe BMW).

Drapeaux marques VAG Volkswagen Automotive Group

Si le constructeur venait à manquer son objectif, il se voit pénaliser d'une amende de 95€ par gramme de CO2 au-dessus de la limite et pour chaque véhicule vendu.

Les petits artisans, de par leur faible volume de vente, sont exemptés de toute legislation (tout comme ils peuvent être affranchis de passer les crash-tests).

Cycle d'homologation

Au jour d'aujourd'hui, le cycle NEDC fait foi. Néanmoins, son caractère peu restrictif et les écarts devenus trop grands avec la consommation réelle (généralement plus de 20% constatés) poussent les autorités européennes (mais pas seulement, le cycle devrait être adopté par d'autres pays/continents) à réviser les spécifications du cycles. Aussi, le WLTC (Worldwide harmonized Light duty Test Cycle) devrait être adopté d'ici à 2017.

Cycle homologation WLTP WLTC

Ce nouveau procédé devrait aboutir à donner des résultats plus proches de la consommation réelle. Par rapport au cycle actuel, la consommation de carburant et les émissions de CO2 devraient augmenter de l'ordre de 15% à véhicule identique par rapport au cycle actuel. L'adoption de ce nouveau cycle pourrait être de nature à modifier la cycle de 95 g de CO2/km.

Le poids, c'est l'ennemi?

Si on considère souvent qu'une réduction du poids est bénéfique pour la réduction de consommation de carburant, la législation européenne est toute autre. En effet, si la moyenne des masses des véhicules vendus par un constructeur est supérieure à celle de la totalité des véhicules vendus en Europe, le constructeur se voit allouer un bonus de 4,57g par tranche de 100kg.

Au contraire, un fabricant de véhicules plus légers se voit pénaliser de 4,57g par tranche de 100kg. En 2020, cette pondération devrait être diminuée à 3,33g.

BMW i8

Par exemple, si les véhicules vendus en Europe durant une année ont un poids moyen de 1.200kg et que les véhicules vendus par un constructeur ont un poids moyen de 1.300kg, alors il devra atteindre un objectif de 99,57 g/km au lieu de 95 g/km.

Initialement, cette règle a été établie afin de prendre en compte les constructeurs de véhicules encombrants (monospaces, limousines,...). Toutefois, cette mesure apparaît aujourd'hui anachronique tant il apparait crucial de diminuer le poids au maximum pour réduire la consommation de carburant.

Supercrédits

Pour chaque véhicule vendu et émettant moins de 50g de CO2 par km, la législation européenne alloue un crédit dans le décompte des ventes: un tel véhicule compte pour 3,5 véhicules vendus.

En 2012, cette régle a permis à Nissan de baisser sa moyenne d'émissions de CO2 de plus de 2g/km alors que la Leaf, seul véhicule de la marque bénéficiant d'un supercrédit, ne représentait que 0,7% des ventes.

Nissan Leaf

Selon un texte adopté par le Parlement Européen en date du 25 février (499 votes pour, 107 contre, 9 abstentions), les supercrédits seront abandonnés de 2016 à 2019 pour être à nouveau applicables en 2020. Leur portée sera toutefois réduite: un véhicule émettant moins de 50 g/km ne comptera plus que pour 2 (au lieu de 3,5 actuellement) en 2020, 1,67 en 2021 et 1,33 en 2022. Ils prendront fin en 2023. De plus, les supercrédits ne pourront pas faire baisser de plus de 7,5 g/km la moyenne d'un constructeur.

Eco-innovations

Les éco-innovations permettent de réduire de 1 à 7g de CO2 par km les émissions d'un véhicule donné. Pour être qualifiée d'éco-innovation, la technologie doit être nouvelle sur le marché automobile, s'appliquer à des fonctions essentielles du véhicule (ne sont donc pas concernés les systèmes multimédias par exemple) et ne pas concerner une fonction touchant directement à la motorisation du véhicule (ces améliorations étant déjà prises en compte dans le cycle d'homologation).

Audi A8 - phares LED

Concrètement, Audi a récemment validé l'éclairage à LED comme étant une éco-innovation. Chaque véhicule vendu avec cette technologie permettra au constructeur de déduire 1 gramme de CO2.

Conclusion

L'objectif de 95 grammes de CO2 par kilomètre demande encore beaucoup de débats avant que la méthodologie ne soit finalisée. Globalement, tous les constructeurs se sont accordés sur ce chiffre. Notamment, Volkswagen et Greenpeace se sont accordés sur cet objectif à l'occasion du dernier salon de Genève.

En revanche, des tensions apparaissent alors que le mode de calcul des émissions doit évoluer. BMW, qui vient d'investir massivement sur le marché des véhicules électriques, estime que le supercrédit ne devrait pas être révisé à la baisse.

Au final, selon le vote du Parlement Européen en date du 25 février 2014, la réglementation européenne fera un compromis: l'objectif de 95 g/km en 2020 ne s'appliquera qu'à 95% des véhicules vendus. Dès 2021, la moyenne prendra en compte tous les véhicules. Enfin, les supercrédits vont être réduits progressivement entre 2020 et 2022.

Le nouveau cycle de validation WLTC fait lui aussi débat: il n'est toujours pas finalisé (et ne devrait pas l'être avant 2017) et les émissions mesurées lors de ce cycle devraient être sensiblement plus élevées que celles mesurées avec le cycle actuel.

Gamme Renault électrique  - Twizy, Fluence, Kangoo, Zoé

Ces points sont cruciaux pour la bonne réalisation des objectifs d'émissions de CO2 en 2020. Ces cinq dernières années, les émissions se sont améliorées, en matière de véhicules neufs vendus, de l'ordre de 3,6% par an. Pour atteindre les objectifs fixés à 2020, les constructeurs devront améliorer leur bilan de CO2 d'environ 4,1% par an.

La diminution des supercrédits et le changement de cycle d'homologation pourraient changer drastiquement la faculté de certains constructeurs à réaliser ces améliorations. Cela explique dès lors pourquoi l'objectif de 95 grammes de CO2 par kilomètre est l'objet de nombreux débats.

Source: Transport & Environnement

Commentaires sur l'article:

PatrickD

15 janvier 2018 à 19h55

Bonjour et tout d'abord merci pour votre blog qui est particulièrement intéressant!
Petite question tardive (article de 2013).
Les chiffres d'émission de CO2 (de certaines voitures ou de toutes, je ne sais pas) indiquent deux catégories: "Emissions de CO2 (g/km)" et "Emissions de CO2 liées à la production globale de carburant et/ou d'électricité (g/km)"...
Pouvez-vous clarifier à quoi correspondent ces deux chiffres ? (par ex. pour une Peugeot 308 PureTech 130 Active EAT6 ils sont de 106 et 24). Je suppose que c'est 106 dont 24, mais à quoi correspondent ces 24 g/km ?

Merci d'avance.
Guillaume Darding [administrateur]

15 janvier 2018 à 21h39

Bonjour Patrick,

l'article date certes de 4 ans, mais il est toujours d'actualité ;-)

Il y a habituellement 3 données qui peuvent qualifier les émissions de CO2:
- les émissions de CO2 du réservoir à la roue: il s'agit typiquement des émissions de CO2 due à la combustion du carburant au sein du moteur et de plus, c'est la donnée officielle que doivent communiquer les constructeurs. Il s'agit donc des émissions de CO2 mesurées sur le cycle d'homologation.
- les émissions de CO2 du puits au réservoir: il s'agit des émissions de CO2 liées à la production de carburant et/ou d'électricité.
- les émissions de CO2 du puits à la roue: elles deviennent utiles à l'heure où on souhaite comparer les émissions de CO2 d'un véhicule électrique à celles d'un véhicule à moteur thermique. Il s'agit de la somme des émissions de CO2 du puits au résevoir et des émissions de CO2 du réservoir à la roue.

Les émissions de CO2 du puits à la roue, dans le cas de votre exemple avec la Peugeot 308, sont donc de 130 g/km, dont 24 g de CO2/km du puits au réservoir et 106 g de CO2/km du réservoir à la roue. La donnée d'homologation que doit fournir le constructeur sur ses brochures est 106 g de CO2/km.
PatrickD

15 janvier 2018 à 23h01

Réponse rapide et claire ! Merci beaucoup.
Si j'ai bien compris alors la valeur "du puits au réservoir" doit être proportionnelle à la valeur "du réservoir à la roue" (et indépendante du constructeur) à type d'énergie égal. Ça semble assez vrai sur les quelques modèles pour lesquels j'ai fait le rapport (en gros si on dit: puits-réservoir = K * réservoir-roue, alors K ≈ 0,227 pour l'essence et K ≈ 0,17 pour le diesel), mais il y a des variations (en particulier sur le diesel). Qui fixe les valeurs "du puits au réservoir"?
Merci
Guillaume Darding [administrateur]

16 janvier 2018 à 10h19

Bonjour Patrick,

les facteurs utilisés pour évaluer les émissions de CO2 du puits au réservoir et du réservoir à la roue sont le résultats d'estimations.

Dans le cas du réservoir à la roue, on eut considérer que ces estimations sont relativement précises puisque basées sur la teneur en carbone du carburant et le pouvoir calorifique de ce dernier. Il y a naturellement des variations selon les différents organismes qui calculent cette valeur, néanmoins les résultats restent proches au final. Pour l'Europe, la Commission Européenne communique et met à jour régulièrement ce facteur (en prenant en compte notamment l'évolution de carburant avec un pourcentage requis de biocarburant).

Pour ce qui concerne le calcul du puits au réservoir, c'est une tout autre affaire car il est bien plus complexe d'évaluer ce facteur. Tout dépend, en effet, de la méthode d'extraction du carburant, du transport nécessaire pour acheminer le carburant vers la station essence, etc. Donc, cette valeur est une moyenne et fait l'objet de nombreuses études pour l'estimer. A ce titre, il n'y a pas de données officielles (i.e. déterminée par la Commission Européenne) car les résultats sont très volatiles d'une étude à l'autre.
PatrickD

16 janvier 2018 à 18h15

Là vous m'avez perdu...
Initialement vous écrivez: "les émissions de CO2 du réservoir à la roue: il s'agit typiquement des émissions de CO2 due à la combustion du carburant au sein du moteur et ..... Il s'agit donc des émissions de CO2 mesurées sur le cycle d'homologation".
Puis "Dans le cas du réservoir à la roue, on peut considérer que ces estimations sont relativement précises puisque basées sur la teneur en carbone du carburant et le pouvoir calorifique de ce dernier"...
Question: Mesures (même biaisées "légalement") ou estimations pour les émissions "du réservoir à la roue" ?
Merci encore.
Guillaume Darding [administrateur]

16 janvier 2018 à 21h01

Patrick, effectivement, j'ai inversé le problème dans ma réponse précédente... De fait, lors du cycle d'homologation, on mesure les émissions de CO2 du réservoir à la roue et on estime la consommation de carburant à partir de cette mesure.

Quant aux émissions de CO2 du puits au réservoir, il s'agit dans tous les cas d'estimations basés sur des calculs "savants".

En espérant avoir clarifier la situation!
PatrickD

16 janvier 2018 à 23h23

Oui, c'est clair maintenant.
Merci pour votre patience :-)

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

Hier

Bonjour Chevallier, votre commentaire à propos de l'efficacité des systèmes SCR repose sur des données qui sont obsolètes car elles reposent sur les normes Euro 6b. Les SCR ont largement évolué depuis : plus proches du moteur et injecteurs plus performants en particulier. D'autre part, je rappelle que les SCR existent depuis de nombreuses années sur les poids lourds, donc les constructeurs n'ont pas attendus de les implanter dans les lignes d'échappement des automobiles pour découvrir subitement des problèmes de températures, "niant" tous les problèmes comme vous l'affirmez ! Concernant Amminex, si la technologie est prometteuse, elle est identique, dans son concept à de l'Adblue !!! Le SCR consiste à faire réagir du NH3 avec le NOx. La différence dans le cas d'Amminex (ou Faurecia ASDS, c'est selon), c'est que le NH3 est stocké directement à l'état gazeux tandis que dans le cas de l'Adblue, il faut convertir le liquide en gaz puis l'urée en NH3. Soit, mais le NH3 gazeux, il faut le stocker, ne pas le relâcher dans la nature (c'est un gaz toxique) et contrôler le débit dans les gaz d'échappement. Donc, la solution Amminex a aussi ses défauts, mais surtout, comment concevez-vous le changement de cartouche une fois celle-ci vide ? D'ailleurs, il faut un minimum de 2 cartouches (le temps de pouvoir changer la cartouche vide, la réduction des NOx doit impérativement être opérationnelle - donc question encombrement, c'est franchement discutable) et il y a un grand risque d'avoir un nombre incalculable de références de cartouche. Et qui va les changer ? Pensez-vous que tous les constructeurs vont s'entendre sur une seule référence de cartouche ? La manipulation de cartouche NH3 ne peut pas être faite pas n'importe qui (notamment, il est impensable de se retrouver avec des cartouches dans la nature). La technologie Amminex a fait ses preuves sur des flottes de bus, mais vous la survendez allègrement. En l'état, elle ne peut pas être déployée sur des véhicules particuliers : en raison de ses contraintes, probablement de son coût, mais surtout, les systèmes SCR avec AdBlue sont largement compétitifs en terme d'efficacité.

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

Hier

Bonjour David, le Skyactiv-X est effectivement équipé d'un système EGR et d'un filtre à particules (voir le paragraphe au sujet de l'échappement). Concernant la fréquence plus élevée du changement des bougies pour le Skyactiv-X, elle est surtout due à la présence de l'EGR refroidi par eau (même phénomène pour le Skyactiv-G 2.5 turbo, non commercialisé en Europe) et non au mode de combustion du moteur.

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

Hier

Normes Euros 6, entre la poire et le fromage. ….s’agissant des moteurs diesel, dont la critique des systèmes Adblue (injection d’urée dans un catalyseur de réduction des Nox SCR) reste à faire. Les constructeurs automobiles ont mis une chape de plomb sur le manque patent d’efficience et de fiabilité des systèmes d’injection d’Adblue (solution aqueuse (32,5% d’Urée + 67, 5% d’eau distillée) qu’ils ont développés …de l’aveu même des sous-traitants comme Faurecia que le fabrique pour PSA, ne parvenant qu’à réduire seulement 32% des Nox d’un moteur diesel, violant délibérément la norme Euro 6b. Des réservoirs d’Adblue, curieusement sans évent d’arrivée air atmosphérique, ceux de 2015 de 1ère génération, des constructeurs ayant oublié leurs classiques (ce vase d’Eme Mariotte, des années 1660, qui l’avait…) avec des pompes immergées très vite défaillantes, des causes de surcharges, mal identifiées, conduisant aussi à des injecteurs obturés par une Urée assez corrosive, au même titre que la soude caustique, corrodant les aiguilles… Des définitions de composants mal calibrées eu égard à l’endurance qu’en attendaient les automobilistes diésélistes, un plancher de 160 000 Km, sans ennui… Des constructeurs qui ont sous-estimé la stabilité dans le temps de cet Adblue, niant sa décomposition avec la température entre 30-41°C, niant l’évaporation de l’eau de la solution, liée à l’agitation du roulage, faisant croitre dans le temps la viscosité cinématique de cette solution (coagulation partielle des molécules d’Urée)… de même que la cristallisation de celles-ci sous température négative de -11°C, obligeant à installer un réchauffeur dans le réservoir. Des automobilistes abusés, dans la p’urée au regard de cette norme Euro-6b, en vigueur depuis septembre 2015, qui croyaient ne pas polluer l’environnement (Nox) brutalement contraints, sous OBD inquisiteur, aux remplacements forcés de leur Kit Adblue défaillant, souvent à leurs frais, remplacés par de flambants Kits réservoirs-pompes, qui, sans améliorer le petit 32% d’efficience de dépollution, sont en évolution masquée par des constructeurs voulant en améliorer l’endurance, sans se mouiller, sans en informer les propriétaires des véhicules, y ayant fait intégrer, à la hussarde, un mécanisme d’auto-nettoyage qui se manifeste par une nette émission de décibels durant 5 à 6 secondes, à chaque mise à l’arrêt du véhicule... des automobilistes cobayes, alimentant les comptes d’exploitation des Faurecia-Plastic-Omnium & consorts. …Quantité de ceux-là, échaudés, qui, s’ils avaient eu vent de cette galère, auraient reporté leurs achats sur des véhicules à essence, dès 2015. Un Diesegate à l’intérieur de l’autre… que l’on ne veut pas voir ? D’autant plus que cette technologie de l’Adblue est clairement dans l’obsolescence, depuis la prise de contrôle de la startup danoise, Amminex, à 91,5 % par l’équipementier Faurecia au mois de décembre 2016, 5 années déjà... Une startup qui a développé, dans les années 2012, une solution innovante, économique et très performante, venant à bout des 99 % d’émissions d’oxyde d’azote d’un moteur diesel, un procédé de stockage de l’ammoniac sous forme solide, par l’utilisation de sels métalliques de chlorure de Strontium, agissant comme une éponge, stockant de grande quantité d’ammoniac, sous un très faible volume, aisément utilisable à travers un classique catalyseur SCR, pour réduire ces Nox en Azote gazeux et en vapeur d’eau, des gaz inoffensifs pour l’environnement. Un système ASDS (Ammonia Storage and Delivery System), dont on attend fébrilement les Kits de remplacement pour les installer sans difficulté, en lieux et place, puisque beaucoup moins encombrant que leurs aïeux "Kits Adblue" défaillants et obsolètes, l’atmosphère des villes n’en pouvant plus d’attendre… On peut se poser la question si ces 5 années n’ont pas plutôt, chez Faurecia, servi à développer cette catalyse, sans poison, de l’Ammoniac ou l’Hydrazine pour en tirer l’Hydrogène nécessaire à la pile à combustible des futurs véhicules de tourisme, électrifiés... ? Un moyen danois pour d’abord permettre à ces automobilistes, d’amortir l’investissement de leur véhicule diesel sur plus longue période de roulage, sans interdiction d’utilisation… Donner du temps au temps pour qu’ils puissent économiquement passer à l’électrique ensuite…

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