Le processus de mise au point d'un nouveau carburant

1 - Recherche fondamentale

2 - Développement en laboratoire

3 - Validation sur véhicules



Les carburants de qualité supérieure contiennent des composants exclusifs, propres à chaque pétrolier.
La mise au point d'un nouveau carburant nécessite un programme de recherche scientifique comprenant 3 phases principales : recherche fondamentale, portant sur de nouveaux assemblages de produits, évaluation des performances en laboratoire et enfin tests de validation sur véhicules.


 
 

Recherche fondamentale

Des études menées en laboratoire permettent d'isoler de nouvelles molécules actives sur la propreté du moteur ou les propriétés du carburant et d'élaborer une additivation spécifique. Ces molécules, chimiquement assez simples quand il s'agissait d'assurer par exemple la propreté des moteurs de technologie ancienne (comme les moteurs essence à carburateur) sont de plus en plus complexes avec le développement des technologies modernes.




Développement en laboratoire

Deux types d'essais sont menés en laboratoire. Certains essais ont pour but d'évaluer les propriétés du carburant. D'autres sont effectués sur moteurs au banc selon des procédures normalisées, afin essentiellement d'évaluer et de comparer les propriétés détergentes des carburants testés.


Propriétés du carburant

Pour les essences et le gazole, on mesure la tendance à la corrosion, l'odeur, la compatibilité avec les carburants du marché, la désémulsion en présence d'eau. D'autres mesures, telles que la tendance au moussage, le pouvoir lubrifiant, concernent spécifiquement le gazole.


Exemple 1 : méthode NF M 07-075 d'évaluation de la tendance au moussage des gazoles

Le test consiste à injecter 100 ml de gazole dans une éprouvette graduée sous une pression constante de 400 mbar.

Deux paramètres sont retenus :
  • Le volume de mousse V = Vlu - 100 (ml)

  • La persistance de la mousse T (s)
Test de moussage NF M 07-075



Gazole sans additif


Gazole additivé

Exemple 2 : méthode ASTM D 665 d'évaluation de la tendance à la corrosion des essences et du gazole

Le test consiste à mesurer les risques de corrosion (et l'efficacité des inhibiteurs de corrosion) en plongeant une éprouvette d'acier fraîchement polie dans un mélange agité carburant-eau (eau douce ou eau de mer) pendant 24 heures.



Carburant sans
inhibiteur de corrosion


Carburant avec
inhibiteur de corrosion


Essais sur moteurs au banc


MOTEURS ESSENCE

Pour une essence, on mesure fréquemment son aptitude à prévenir la formation de dépôts sur les soupapes d'admission selon la méthode M 102 E CEC F-05-A-93.


Méthode M 102 E de propreté des soupapes d'admission

Le moteur utilisé pour cet essai est un moteur 4 temps de 2.3 l de cylindrée (Mercédès
M 102 E, monté sur des véhicules de tourisme). L'essai dure 60 heures, dans des conditions cycliques qui simulent un fonctionnement avec des arrêts fréquents, de type urbain.
Les résultats d'essai sont représentés par le poids des dépôts sur les soupapes d'admission ainsi qu'une cotation de l'encrassement dans les chapelles d'admission et dans la chambre de combustion.



On pratique aussi des essais de détergence injecteurs, et pour les véhicules anciens du parc automobile essence, des essais de propreté des carburateurs.



MOTEURS DIESEL

Pour évaluer les performances d'un gazole en matière de détergence, l'une des méthodes les plus utilisées consiste à préciser son aptitude à prévenir la formation de dépôts sur les injecteurs d'un moteur à injection indirecte. Il s'agit de la procédure Peugeot XUD 9 CEC F-23-A-01.


Méthode XUD 9 de détergence injecteurs

Le moteur utilisé pour cet essai en cellule est un moteur diesel de 1.9 l de cylindrée (PSA XUD9), monté sur des véhicules de tourisme. L'essai dure 10 heures dans des conditions cycliques.
Pour évaluer l'encrassement des injecteurs, on mesure, avant et après essai, un débit d'air traversant l'injecteur à différentes levées d'aiguille. Les résultats sont exprimés en terme de pourcentage de débit résiduel. Le critère de performance retenu correspond à la moyenne des débits résiduels de chacun des 4 injecteurs pour la levée d'aiguille de 0.10 mm.



D'autres méthodes sont développées pour évaluer les performances des gazoles sur les moteurs diesel de nouvelle génération, comme les moteurs à injection directe de type " common-rail ".




Validation sur véhicules

De nombreux essais de validation sur véhicules sont réalisés afin notamment de mettre en évidence l'effet d'un carburant sur les émissions de polluants et sur la consommation.
Le carburant est testé sur des véhicules représentatifs du parc automobile dans différentes conditions d'utilisation (endurance de longue durée sur route, cycle de roulage au banc pollution).

Les contrôles pollution sont effectués suivant la directive 70/220/CEE.
Les conditions d'utilisation sur route sont simulées sur un banc d'essais à rouleaux. La procédure englobe des cycles de conduite (cycle européen NMVEG), durant lesquels les gaz d'échappement sont canalisés dans une installation de dilution pour être ensuite traités par des baies d'analyses.

Cycle d'essai NMVEG(*)





(*) Durée 1190 s - Distance 11,007 km - Vitesse moyenne 32,5 km/h


Les baies d'analyses déterminent les taux d'hydrocarbures imbrûlés (HC), de monoxyde de carbone (CO), de dioxyde de carbone (CO2) et d'oxyde d'azote (NOx). La quantité de particules émises pendant le test est déterminée par le pesage des filtres.