Engines

1
LAutomobile propre
DRIRE Ile de France 9 septembre2005 André
Douaud, CCFA
Quels progrès en dépollution
2
La Pollution LocaleCO, COV, NOx, Particules,
SO2, Bruit

• Après 35 ans et 21réglements antipollution
  automobile
• ? maîtrise de lenjeu

3
Pollution Locale en voie de résolutionQuasi-zéro
émission gt amélioration qualité de lair
FRANCE ?Si tous les véhicules du parc
respectaient EURO 4 2005, les réductions
démissions seraient de 69 à 86 par rapport à
la situation actuelle
Normes EURORéduction gt 97 des émissions HCNOx
entre 1971 et 2005
Ref. Union Européenne et Citepa
4
Parc Automobile VP en Francepoids des véhicules
anciens
Ref. CCFA 2004
5
21 Normes de Dépollution ont été élaborées par
la Commission Européenne et transposées par
lEtat Français entre 1970 et 2003
Poids Lourd -95lt ?lt-76
100
100
-88
80
CO
60
40
40
33
20
17
12
12
0
100
100
-82
80
HC
60
47
40
42
25
20
18
18
0
100
100
-76
80
NOx
63
60
49
40
35
24
20
14
0
100
100
-95
80
Voiture Particulière Diesel -98lt?lt-91
PM
60
40
38
25
20
5
5
0
Euro 0
Euro I
Euro II
Euro III
Euro IV
Euro V
6
Réglementation Poids Lourdslimites - cycle 13
modes (ESC) - fumées (ELR)
7
Indicateurs de la route en France
8
NOx emissionsWith climate measures scenario
kt
9
CAFE NOx EU 25, réduction de 72 des émissions
des VP
EU 25, 2000 Total 11583 kt
VP route 2779 kt
EU 25, 2020 5889 kt
VP route 766 kt
From IIASA CAFE emission report, 2004
10
Clean Air For Europe Emissions de Particules
EU-15
47kt
PM2.5 EU15 2020
Total 784 kt
159kt
PM2.5 EU15 2000
Total 1324 kt
From IIASA CAFE emission report, 2004
11
Projet de règlement VP Euro 5 en discussion
septembre 2005
Autres points de discussion Durabilité 100 000km
ou 160 000km Masse gt2.5t sans dérogation Date
dapplication 2008 ou 2010
12
LES TECHNOLOGIES

• 1/ Les Moteurs
• 2/ Les Carburants

13
Les moteurs à injection directe

• Diesel  Success story 
• Généralisé Common rail 1000gt2000bars,
  injections multiples dans le cycle pour maitriser
  rendement, bruit, émissions, post-traitement.
  Injecteur pompe marginal
• Essence
• Séries limitées Renault Richesse 1, PSA, V W
  mélange pauvre. Gains de consommation lt15 ainsi
  que dépollution NOx et PM difficile

14
DownsizingGain en rendement et performance
Fuel consumption (l/100 km)
1,87 l IDI old generation
6
5,5
14
5
2 l DW HDI
14
4,5
1,4 l TURBO DI
4
10
15
20
25
Acceleration 80 to 120 km/h in 5th (s)
Inertia 1130 kg
Source PSA 2000
15
Hybride les 3 postes de gain
1

Efficiency Increase Engine Efficiency Electric
CVT (50)
Efficiency Increase Engine Efficiency Electric
CVT (45)
Fuel Economy Improvement Rate
Regenerative Brake (25)
Regenerative Brake (30)
Engine Stop (25)
Engine Stop (10)
0
Japanese 10-15mode
US City mode (LA4)
Référence Toyota, 7ème engineering fondation, 2001
16
CO2 Comparaison des technologies Diesel /
Hybride / Stop Start / Downsizing
17
(No Transcript)
18
Nouveaux procédés de combustion HCCI et CAI

• Homogeneous Charge Compression Ignition (diesel)
• allumage simultané d'un mélange
  airfuelrésiduels suivi d'un dégagement
  d'énergie controlé par l'hétérogénéité du mélange
  à petite échelle
• Controlled Auto Ignition (essence)
• Dégagement d'énergie contrôlé par le délai d auto
  inflammation
• HCCI et CAI se caractérisent
  par
• Combustion rapide gt rendement
  élevé
• Mais à basse température
• gt pas de formation de NOx
• gt pas de formation de
  particules

19
Performance de Combustions HCCI développées à l'
IFP
20
La prolifération des technologies SOUTENABLE ?
Gasoline Engine Technology Trend
Vision des technologies gt 2020 GMP, d'après FEV
21
Emission ZERO, oui,
mais quelle complexité et à quel coût?
Exemple Diesel poids lourd, déNOx Urée Coût
6 000, application VP ???
22
Renault Trucks a choisi le S.C.R. (catalyseur
DeNox)
Suppression des fuites d'ammoniac H3 H2O
N2 H2O
injection urée eau
hydrolyse de l'urée en ammoniac (NH3)
N2 H2O
Catalyseur SCR Vanadium, Titane, ...
NOx
Clean Up Cat
réduction des NOx par l'ammoniac NOx NH3
N2 H2O

• Très favorable pour la consommation (effet de
  serre)
• Permet de passer Euro 5
  (émissions)

23
Le système S.C.R.
Sonde temp. gaz
N2 H2O
Capteur NOx
NOx
Silencieux SCR
DNOx Injecteur
CAN Moteur Défaut OBD
ECU NOx sensor
Réduction NOx
Eau moteur
E.Vanne
Eau moteur
DNOx Pompe
Calculateur moteur
Capteurs Temp niveau AdBlue
Reservoir AdBlue
AdBlue tuyaux chauffés
AdBlue in
Rechauffeur
24
SCR Exemple d'installation Renault Trucks
véhicule Premium
Système de dosage AdBlue
Silencieux SCR
Entrée gaz
Réservoir AdBlue
Réservoir carburant
SCR
AdBlue Injecteur
25
Filtre à Particules Diesel efficacité 100
toutes tailles
Ref IFP, PREDIT Mars 2005
26
Communication Scientifique et Technique Facteur
clé defficacité des Politiques Publiques
Sondage Ipsos, FFAC novembre 2003 A propos de la
pollution de lair dans nos grandes villes,
diriez vous quactuellement cette pollution..
Qualité de lair Paris (trafic)
CO
NO
Une division par 10 en 15 ans
Une division par 3 en 15 ans
27
La Pollution Globale Les gaz à effet de serre,
CO2, (CH4, N2O, CFC, O3)

• 2 voies de progrès
• Rendement consommation des moteurs
• Carburants sans carbone fossile

28
CO2 anthropogénique Monde 2000Répartition ()
des 23 milliards de tonnes
Résidentiel
9
Tertiaire
Total Route 20
Industries
3
Agriculture
22
2
Route VP 12
Route VUL 3
Route PL 5
Production Energie
Transport
hors route 7
37
29
Energies des transports routiersMonde 2002
Conventionnel 1750 Mtep
Alternatif 35 Mtep
Diesel 600
GPL
ETOH
GN
EMHV
Essence 950
ETBE
30
CO2 engagement des constructeurs Moyenne
production à 140g/km en 2008
Moyenne PSA Renault en France 148,5 g en 2003
Source ACEA et ADEME
31
Efficacité CO2 Variation 2004 / 2003France
770 000 véhicules neufs lt 140gCO2 en 2004(38
du marché 2004, 32 en 2003)
32
Marché France 2004 Voitures particulièresCO2
par type de carburant, effet volume
33
La voiture 2005 - 2010 est  localement  propre

• POLLUTION LOCALE
• La dépollution automobile ( CO, HC, NOx,
  Particule,bruit) est acquise du fait du respect
  des normes.
• Le renouvellement du parc et le traitement des
  autres émetteurs sont désormais les principaux
  axes de progrès de la qualité de l'air

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Vers la voiture  Globalement  propre

• POLLUTION GLOBALE CO2
• L Automobile Européenne contribue à réduire les
  émissions de CO2
• Très basse consommation d énergie (140gCO2/km)
• la Diésélisation "propre" est très efficace
• Mais lautomobile devra recourir aux énergies
  sans carbone fossile -carburants issus de la
  biomasse- pour réduire plus fortement ses
  émissions de gaz à effet de serre