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1 - PROCÉDURES D'ESSAIS RÉGLEMENTAIRES

2 - CYCLES RÉGLEMENTAIRES

Article de référence | Réf : BM2506 v1

Cycles réglementaires
Émissions polluantes des moteurs thermiques - Procédures d'essais

Auteur(s) : Anne JAECKER-VOIROL

Relu et validé le 01 juin 2019

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RÉSUMÉ

Dans les années futures, le nombre de véhicules et les besoins énergétiques associés vont nécessairement fortement augmenter dans les pays en voie de développement, comme dans les autres. L'amélioration de la qualité de l'air dans les villes doit impérativement passer par une diminution des concentrations d'oxydes d'azote. Plus spécifiquement, la pollution dans les grandes agglomérations des pays industrialisés devient un sujet majeur, qui est principalement lié à l’augmentation du trafic routier. À noter que les normes de qualité de l’air sont de plus en plus strictes et contraignent les constructeurs à des procédures de tests réglementés. L'article présente l’état actuel des valeurs limites pour les différents pays, les différents polluants et les différents types de véhicules et de moteurs concernés.

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ABSTRACT

Polluting discharges of heat engines - testing procedures

In the years to come, the number of vehicles and the related needs in energy are bound to increase in emerging countries and others. The improvement of the quality of the air in cities must be achieved through a decrease in the concentration of nitrogen oxides. More specifically, pollution in the large urban areas of industrial countries has become a major concern, which is mainly linked to the increase in road traffic. it must be noted that the air quality standards are increasingly strict and oblige manufacturers to conduct regulated testing procedures. This article presents the current state of threshold values for the various countries, pollutants, types of vehicles and engines concerned.

Auteur(s)

  • Anne JAECKER-VOIROL : Docteur es Chimie Physique de l'Université Louis-Pasteur de Strasbourg, habilitée à diriger des recherches - Ingénieur de recherche à l'IFP - Ancienne responsable du laboratoire « Pollution automobile »

INTRODUCTION

L'homme et la pollution sont intimement liés, mais la perception que l'on en avait s'est considérablement modifiée au cours des siècles. De phénomènes épisodiques liés à des situations météorologiques particulières, nous savons maintenant qu'elle est plus insidieuse et que même la pollution de fond peut avoir des conséquences en terme de santé publique.

À partir des années 1980, la pollution photochimique ou l'augmentation de la concentration d'ozone dans les grandes agglomérations devient un sujet majeur. Parallèlement, on assiste au développement des réseaux de mesures ainsi qu'à leur évolution. Depuis les années 1950, ces réseaux se focalisaient sur les polluants issus de la combustion des installations fixes, à savoir fumées noires, SO2  . Ils s'orientent maintenant vers des mesures d'oxydes d'azote NOx (NO et NO2) dans un premier temps, puis d'ozone O3 et de particules avec les PM10 (particules de diamètres inférieur à 10 μm).

Les normes de qualité de l'air sont de plus en plus strictes. Par exemple, la moyenne annuelle à ne pas dépasser en France pour NO2 est de 48 μg/m3 pour 2006, et elle devra être de 40 μg/m3 en 2010.

L'ozone (O3), un polluant secondaire provenant exclusivement de la photolyse de NO2  , est lui aussi particulièrement surveillé.

Dans les grandes agglomérations des pays industrialisés, cette pollution est principalement liée à l'augmentation du trafic routier et, bien que les normes d'émissions des véhicules aient considérablement évolué, la pollution par l'ozone reste toujours d'actualité. Souvent, la forte réduction des émissions est compensée par l'augmentation du trafic.

De plus, toutes les stations météorologiques du monde enregistrent une augmentation de la température moyenne (+ 0,5 oC à + 0,7 oC depuis 1860). Parallèlement, de nombreux glaciers reculent, voire même disparaissent. En 1995, un rapport du GIEC  confirme l'influence des activités humaines sur les changements climatiques et avance l'hypothèse d'un réchauffement moyen de 1 à 3,5 C d'ici à 2100, qui entraînerait une élévation du niveau de la mer de 15 à 95 cm. La 3e Conférence des Nations unies sur les changements climatiques de Kyoto verra l'adoption d'un protocole à la Convention sur le climat connu sous le nom de « Protocole de Kyoto ». Il engage 38 pays industrialisés dont les États-Unis (qui le dénonceront en 2001), le Canada, le Japon, les pays de l'Union européenne, les pays de l'ancien bloc communiste, à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre (CO2  , CH4  , N2O, HFC, PFC, SF6) de 5,2 % en moyenne d'ici 2012, par rapport au niveau de 1990. L'Union européenne des 15 a, quant à elle, un objectif de réduction de 8 %.

Si, en 1910, les véhicules pouvaient se contenter d'être « bâtis de façon à exclure toute gêne pour les personnes, par la fumée ou l'odeur » (arrêté allemand du 3 février 1910 ), il n'en est plus de même aujourd'hui.

Au cours des dix prochaines années, le nombre de véhicules et les besoins énergétiques associés devraient fortement augmenter. Les pays en voie de développement vont fortement accroître leur demande, alors que les pays de l'OCDE vont devoir répondre à des normes antipollution de plus en plus strictes. Tout en limitant la hausse du coût des véhicules, les constructeurs et les pétroliers vont devoir satisfaire un double challenge :

  • réduire la pollution locale en agissant sur les émissions de CO, HC, NOx, particules et sur le bruit ;

  • réduire les émissions de gaz à effet de serre, ce qui est directement lié à une baisse de la consommation des véhicules.

L'amélioration de la qualité de l'air dans les villes passe par une diminution des concentrations d'oxydes d'azote et donc de leurs émissions. La part du transport étant très importante sur les émissions de NOx, les législateurs ont imposé aux véhicules des normes de plus en plus sévères.

En Europe, les émissions des véhicules sont limitées par la directive 70/220/CE (cf. Doc. Émissions polluantes des moteurs thermiques BM 2 506), qui définit la technique de mesure à adopter ainsi que les valeurs limites d'émissions.

Les différentes normes sont appelées « Euro », suivi d'un numéro.

La première norme Euro date de 1993, depuis elle a été révisée à plusieurs reprises, devenant de plus en plus sévère tant au niveau des valeurs limites que du nombre de polluants réglementés et des conditions de mesures de ces polluants. De plus, les moteurs industriels et les véhicules non routiers, un moment épargnés, doivent eux aussi s'adapter à des normes de plus en plus strictes.

L'état actuel, ou annoncé dans un avenir proche, des valeurs limites pour les différents pays est présenté pour les différents polluants et les différents types de véhicules et/ou de moteurs concernés.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm2506


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2. Cycles réglementaires

Toutes ces réglementations font appel à des cycles normalisés qui peuvent être différents d'un pays à l'autre.

2.1 Cycles réglementaires pour véhicules légers

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2.1.1 Cycles de conduite américains

  • Cycle FTP 72

    Le cycle FTP 72 (Federal Test Procedure  ) est aussi appelé UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) ou cycle LA 4. En Suède, il prend le nom de cycle A10 ou CVS (Constant Volume Sampler  ) et de cycle ADR 27 (Australian Design Rules  ) en Australie. Il ne faut pas le confondre avec le cycle UDDS pour poids lourds.

    Il simule un parcours de 12,07 km avec des arrêts fréquents. La vitesse varie de 0 à 91,2 km/h, pour une vitesse moyenne de 31,5 km/h. Il se compose de deux phases :

    • la première, de 505 s, correspond à un parcours de 5,78 km à une vitesse moyenne de 41,2 km/h ;

    • la seconde, de 864 s, correspond à un parcours de 6,21 km à 25,9 km/h de moyenne.

    La première phase est réalisée avec un démarrage à froid, après une nuit complète à l'arrêt sous une température ambiante de 20 oC. Aux États-Unis, des facteurs de pondération sont appliqués : 0,43 pour la première phase et 0,57 pour la seconde. En Suède, les deux phases ont le même facteur de pondération.

  • Cycle FTP 75

    Le cycle FTP 75 est dérivé du cycle FTP 72 en y ajoutant une troisième phase de 505 s, identique à la première phase du cycle FTP 72, mais réalisée avec un départ moteur chaud. Cette 3e phase est séparée de la partie FTP 72 par un arrêt du moteur de 10 minutes. La durée de ce cycle est de 1 874 s (sans compter les 10 minutes d'arrêt) ; la distance parcourue est de 17,76 km à une vitesse moyenne de 34,1 km/h (figure 5).

    Les émissions gazeuses de chaque phase sont collectées séparément dans des sacs en téflon, et exprimées après analyse en g/mile (ou g/km). La valeur finale d'émission est calculée en appliquant des facteurs de pondération...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GIEC -   IPCC Second Assessment – Climate Change 1995.  -  (1995)http://www.ipcc.ch/pub/sa(F).pdf

  • (2) - DEGOBERT (P.) -   Automobile et pollution.  -  Éditions Technip, Paris (1995).

  • (3) - Unece -   *  -  consulté le 16 juin 2009 www.unece.org/trans/doc/2003/wp29/TRANS-WP29-131-inf19e.ppt

  • (4) - ANDRÉ (J.M.), LACOUR (S), HUGOT (M.), OLAH (Z.), JOURNARD (R.) -   Impact of the gearshift strategy on emission measurements.  -  Artemis 3142 Report. Disponible sur le site http://www.inrets.fr/ur/lte/publications/publications-pdf/Joumard/A3142reportJMALTE0307.pdf

  • (5) - JEULAND (N.), UBRICH (E.) -   Perspectives des évolutions réglementaires au-delà d'Euro IV pour les véhicules légers et utilitaires légers (Euro V, Euro V+, Euro VI). Présenté dans le cadre du Panorama 2008 et disponible sur le site : http://www.ifp.fr/infor mation-publications/notes-de-synthese-pano rama/panorama-2008/perspectives-des-evolu tions-reglementaires-au-dela-d-euro-4-pour-les-vehicules-legers-et-utilitaires-legers-euro- 5-euro5-euro6  - 

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites internet

EPA – Federal Register electronic version http://www.epa.gov/docs/fedrgstr/EPA-AIR/, consultée le 15/01/2009

Delphi 2008 Passenger Cars & Light Duty Trucks et 2008 Heavy Duty & Off-Road Vehicles https://www.delphiautoparts.com/fra/fr

Dieselnet http://www.dieselnet.com

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2 Réglementation

Directive 70/156/CEE du Conseil du 6 février 1970 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives à la réception des véhicules à moteur et de leurs remorques, JO no L 042 du 23/02/1970 p. 0001-0015.

Directive 70/220/CEE du Conseil du 20 mars 1970 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures à prendre contre la pollution de l'air par les gaz provenant des moteurs à allumage commandé équipant les véhicules à moteur. JO no L 076 du 06/04/1970, p. 0001-0022.

Directive 72/306/CEE du Conseil du 2 août 1972 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures à prendre contre les émissions de polluants provenant des moteurs Diesel destinés à la propulsion des véhicules. JO no L 190 du 20/08/1972, p. 0001-0023.

Directive 88/77/CEE du Conseil du 3 décembre 1987 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures à prendre contre les émissions...

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