Normes Euro 6: un défi (aussi) pour les moteurs à essence

Normes Euro 6: un défi (aussi) pour les moteurs à essence

Publié le 05 décembre 2013

L'application des normes Euro 6 en 2014 représente un changement notable pour les moteurs diesel avec une forte restriction en matière d'émissions d'oxydes d'azote (NOx), elle est aussi un challenge pour les moteurs essence à injection directe. En cause, la limitation du nombre de particules émises par kilomètre.

Particules fines: en nombre ou en masse?

Jusqu'à présent, le nombre de particules fines était évalué selon la masse de ces dernières. Depuis la norme Euro 5, les particules fines sont limitées à 4,5 mg/km, aussi bien pour les moteurs essence que diesel. Cette limite a notamment été à l'origine de la généralisation des filtres à particules équipant les moteurs diesel.

La norme Euro 5 définit par ailleurs une limite de 6x1011 particules par kilomètre pour les moteurs diesel, une limite qui n'existe pas pour les moteurs essence. Début 2012, la Commission Européenne a revu les critères d'application pour ces derniers. Dès septembre 2014, les moteurs essence devront émettre moins de 6x1012 particules par kilomètre et ils devront satisfaire aux mêmes exigences que les moteurs diesels en 2017.

D'après les premiers tests effectués sur moteurs essence, les moteurs à injection directe respectent déjà la norme Euro 6 applicable en 2014 avec des valeurs atteignant 2,3x1012 particules par kilomètre (Ford Ecoboost, Hyundai 1,6l GDI), voire 4x1012 dans le cas du Renault 1,2l TCe . Néanmoins, ils ne sont pas en règle avec la future législation débutant en 2017.

Renault Clio Estate 1.2l TCe 115ch

Les moteurs essence à injection directe ont eu un effet très positif sur la réduction de la consommation de carburant et par là-même la réduction des émissions de CO2 notamment. Néanmoins, ce type d'injection induit un effet négatif sur les émissions des oxydes d'azote et de particules, surtout lorsque ces moteurs fonctionnent en mélange pauvre (excès d'air dans le cylindre - tous les moteurs à injection directe ne fonctionnant pas selon ce mode).

A l'heure actuelle, un moteur à injection directe d'essence rejette 10 à 40 fois plus de particules en masse et plus de 1000 fois plus de particules en nombre. Comparé à un moteur diesel, les moteurs essence à injection directe rejettent un nombre équivalent de particules en masse et environ 10 fois plus de particules en nombre (ce qui signifie que les particules rejetées par les moteurs essence sont plus petites et potentiellement plus nocives car plus facilement respirables).

Voies d'amélioration

D'ici à 2017, les constructeurs devront donc s'attacher à émettre moins de particules avec les moteurs essence à injection directe. Pour ce faire, il existe plusieurs solutions:

  • Calibration moteur
    De nouveaux réglages moteurs pourraient aider à diminuer le nombre de particules fines rejetées. Ils pourraient concerner le taux d'EGR (recirculation des gaz d'échappement) ou encore la quantité de carburant injectée.
    Cette mesure pourrait néanmoins s'avérer superficielle dans le sens où elle ne pourrait qu'améliorer les émissions sur les cycles d'homologation mais présenter un apport relatif en conduite réelle.

Renault 1.2l TCe 115ch - tumble intérieur du cylindre

  • Améliorations des organes moteur
    Outre les habituelles améliorations destinées à réduire la consommation de carburant (réduction des frictions internes en particulier), l'augmentation de la pression d'injection, un dessin optimisé des conduits d'admission ou une optimisation des lois d'ouverture/fermeture des soupapes peuvent aider à diminuer les émissions de particules.
  • Injection indirecte
    Certains constructeurs (dont Lexus et Audi) ont décidé de coupler l'injection indirecte à l'injection directe d'essence de manière à optimiser l'homogénéité du mélange air/essence à l'intérieur du cylindre dans certaines phases critiques sans pénaliser les émissions de gaz et de particules nocifs. Cette technologie peut s'avérer efficace mais elle est coûteuse et complexe à mettre en oeuvre.
  • Filtre à particules
    A l'image des moteurs diesel, les moteurs à injection directe pourraient être à leur tour équipés d'un filtre à particules. Toutefois, la technologie pour les moteurs à essence serait plus simple que la mécanique utilisée dans le cas du diesel (limitation de la contrepression, coût plus faible). Ce procédé permettrait de réduire de l'ordre de 1.000 fois les émissions de particules (en nombre).

Conclusion

Depuis quelques années, les moteurs diesel sont régulièrement pointés du doigt à cause de la législation favorable à ces derniers. De nombreux gouvernements européens ont pris des mesures visant à limiter les émissions de CO2 (système de bonus/malus en France), sans compter les normes européennes plus tolérantes concernant les émissions d'oxydes d'azote.

Audi S3 TFSI

La norme Euro 6 annulera presque complètement cet avantage. Toutefois, cette harmonisation entre les moteurs à essence et les moteurs diesel implique le comptage des particules appliquable depuis 2009 concernant les moteurs diesel et une nouveauté en 2014 pour les moteur essence.

Ce nouveau paramètre prendra tout son sens en 2017 où tous les moteurs devront satisfaire aux mêmes critères d'émissions de particules. Ce choix incitera les constructeurs a poursuivre leurs efforts en matière de dépollution, que ce soit en améliorant le fonctionnement de leur moteur ou en ajoutant, à l'image des nouvelles avancées effectuées sur les moteurs diesel, des dispositifs de dépollution type filtre à particules.

Source: Transport & Environnement
Crédits photos: Audi, Renault

Les 10 derniers commentaires sur le sujet (voir les 12 commentaires):

Castelli

26 mars 2015 à 14h30

Bonjour,

Donc il ne faut pas changer de voiture avant 2017 au vu de cet article ?
Guillaume Darding [administrateur]

02 avril 2015 à 16h33

@Castelli: je ne pense pas qu'il soit nécessaire d'attendre pour changer son véhicule, l'alchimie est plus complexe que l'application d'une nouvelle norme. L'industrie automobile est, quiqu'on en dise, une industrie en perpétuelle évolution. En 2017, vous penserez sûrement qu'il ne faut pas changer de voiture avant 2020!
Sophie

29 mai 2015 à 08h43

Bonjour,
Du coup est ce que ça vaut quand même le coup de privilégier un moteur essence contre le diesel (pour notre cas scenic1.2 TCE 130 VS 1.6 DCI 130)? Est ce que ça reste plus "propre"? Parce qu'on voulait vraiment revenir à de l'essence mais du coup on se pose la question...
Merci!
Guillaume Darding [administrateur]

29 mai 2015 à 12h18

@Sophie: les moteurs du Scenic sont conformes aux normes Euro 5. De fait, le DCI 130 n'a pas de dispositif spécifique pour réduire les NOx (type SCR) et ses émissions de NOx sont 7 fois plus importantes que le TCe 130. A l'inverse, le TCe émet plus de particules tant en nombre qu'en masse.

D'autre part, l'écart de prix est très important entre ces 2 motorisations, à la faveur du TCe. A mon sens, à moins de faire plus de 45.000 km/an, il est préférable d'opter pour l'essence. Si vous faites régulièrement des longs trajets, mais un faible kilométrage annuel, une alternative pourrait être le DCi 110.
jda

20 octobre 2015 à 03h48

Bonjour,

j'aimerais savoir pourquoi il existe ce décalage (et donc ce favoritisme) concernant la limite en nombre de particules fines entre les moteurs essences et diesels ? Car le FAP est obligatoire sur les moteurs diesels depuis longtemps, alors qu'il suffit d'en équiper également les moteurs essences (de modèles plus simples et donc plus économiques, qui plus est...).
Guillaume Darding [administrateur]

20 octobre 2015 à 11h45

Bonjour jda,
ce décalage existe car jusqu'à présent, l'injection de carburant était majoritairement indirecte dans les cylindres pour un moteur essence, le problème d'émissions de particules fines n'existait donc pas pour un moteur essence car le mélange air/carburant était plus homogène. L'injection directe essence a débuté au début des années 2000 avant de se généraliser à la fin de cette même décennie. Les moteur essence ont fait l'objet de normes en matière de particules fines depuis l'application des normes Euro 5 (2009).
Le filtre à particules diesel n'est pas indispensable depuis si longtemps à vrai dire: il l'est depuis 2009, cela reste relativement récent (les premières applications sont plus anciennes puisque certains véhicules ont été équipés de FàP dès 2000, mais la généralisation a véritablement commencé vers 2007).
Matthieu GIRARD

19 septembre 2016 à 17h38

Bonjour Guillaume,

Merci pour vos réponses.

J'ai pu lire que le trois-cylindres FORD, malgré son injection directe, n’utilisait jamais le mélange par charges stratifiées, génératrices de particules...!!! Qu'en pensez-vous?

Le moteur FORD 1.0l ecoboost sans respecter la future norme 6C, serait-il moins émetteur que les autres moteurs essence à injection directe actuellement disponibles?
Il faut savoir que seul le manque d'avantage fiscal, limite aujourd'hui en France la diffusion des utilitaires essence (+ avantageux pour une utilisation en ville: courtes distances, arrêts réguliers), heureusement si le nombre de particules émises est bien supérieur aux diesels "fapés"...

D'autre part, je vous confirme que les consommations annoncées par FORD sont théoriques et inatteignables (impossible de descendre en dessous des 7l/100km avec un FORD Transir courier (sur route/autoroute, allures légales, moteur chaud, sans chargement, pressions vérifiés, véhicule entretenu et sans utiliser la clim°). Il est grand temps que les nouvelles normes d'homologation en condition réelle d'utilisation entrent en vigueur, à moins que les constructeurs trouvent encore des failles!

Auriez-vous des données concernant le moteur Mercedes 184ch turbo qui équipe la classe C génération W205 (depuis 2014), notamment sur la question des émissions polluantes (particules, ...). Ce moteur est-il "propre"?

Vous remerciant.


Matthieu GIRARD
Guillaume Darding [administrateur]

19 septembre 2016 à 21h27

Bonjour Matthieu,

sauf erreur de ma part, il n'y a pas de moteur actuellement en production qui fonctionne en mode stratifié. Volkswagen a bien tenté le coup il y a dix ans (moteurs FSI atmosphérique), mais a rapidement abandonné ce mode de fonctionnement.

En revanche, le fonctionnement en mode stratifié pourrait être généralisé à partir de l'année prochaine. La principale raison vient du fait que les Etats-Unis vont abaisser la quantité de soufre admissible dans le carburant en 2017.

Les moteurs fonctionnant en charge stratifiée génèrent beaucoup d'oxydes d'azote (NOx). Pour pallier à ce problème, il faut prévoir un piège à NOx dans le système d'échappement. Or, ce dispositif est très sensible à la présence de soufre qui réduit significativement son efficacité et sa fiabilité (risque de casse prématurée).

Le Ford Ecoboost fait partie des moteurs qui ont justement été utilisés pour démontrer la faiblesse des moteurs à injection directe en matière d'émissions de particules. Afin de passer les prochaines normes, les motoristes vont devoir ajouter un filtre à particules (dont le fonctionnement devrait être plus simple et le coût moindre que les filtres utilisés pour un moteur diesel) et/ou, sur les plus gros moteurs, un système de double injection (directe et indirecte) comme l'ont initiés Lexus et Audi.

Je comprends tout à fait votre frustration concernant la différence entre consommation théorique et consommation réelle. Les prochaines normes vont améliorer cela, en tout cas pour les tests en conditions réelles. L'affaire Volkswagen va nécessairement pousser les constructeurs à plus de transparence (il faut tout de même noter que les chiffres de consommation affichés par les constructeurs ne font que répondre à une obligation européenne. Il est toutefois déplorable que certains constructeurs aient pu utiliser des chiffres d'autonomies complètement farfelus).

Je n'ai malheureusement pas d'information particulières concernant les émissions polluantes de la C200!
Zebu

03 novembre 2017 à 03h56

Bonjour, un moteur à essence à injection indirecte rejette t'il du NOx ? Merci
Guillaume Darding [administrateur]

03 novembre 2017 à 09h29

Bonjour Zebu,

les moteurs essence à injection indirecte rejettent eux-aussi des NOx. Toutefois, ces émissions restent relativement limitées (60 mg/km depuis la norme Euro 5) et ce, que ce soit sur le cycle d'homologation ou sur la route: plusieurs campagnes de mesures ont été effectuées par des organisations indépendantes et les moteurs à injection indirecte ne montrent pas de dépassement de la norme sur ce critère-là.

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