Tout d'abord, commençons par donner des informations sur les gaz polluants émis par les véhicules, et vous pourrez ensuite comparés à l'aide du tableau de la page 9 les émissions polluantes des différents carburants étudiés dans cet article :

       Le propos qui suit se décompose en deux parties. La première aborde le problème de l'énergie pour l'automobile aujourd'hui , et au delà; la deuxième partie est une prospective sur demain. Il faut toutefois préciser qu'en matière de prospective énergétique, il convient d'être prudent car le développement de nouvelles énergies s'énonce sur des dizaines d'années.

    Nous avons aujourd'hui 3 carburants plus ou moins répandus (essence, gazole et GPL) et 2 sources d'accès réduit (électricité et GNV). Les constructeurs automobiles explorent d'autres pistes et y sont plus ou moins avancés : TOYOTA vend un véhicule à motorisation hybride (moteur thermique et moteur électrique), PEUGEOT et RENAULT étudient la Pile A Combustible.

   Commençons par Les 3 carburants "grand public" que sont le gazole, l'essence et le Gaz de Pétrol Liquéfié. Sur le plan des rejets atmosphériques, le moteur diesel ayant un rendement meilleur que son homologue à essence pourrait être meilleur, oui mais voilà, ce n'est pas le même carburant utilisé.

      Le gazole est à l'origine un déchet inutilisé, donc à bas prix, d'où la mise au point d'un moteur capable de le brûler, à partir de l'invention d'un ingénieur allemand (Rudolph DIESEL en 1897) d'un moteur fonctionnant "à la compression". Ce carburant "déchet" rejette moins de CO et CO2 du fait d'un rendement supérieur à l'essence, mais émet par contre des particules fortement cancérigènes et rejette de l'oxyde d'azote qui agresse terriblement notre couche d'ozone.

   De plus, il faut tenir compte de la pollution en amont, c'est à dire à la production. Etant donné qu'il faut le raffiner de manière plus précise, son processus de fabrication est plus coûteux et émet plus de polluants. Son prix de revient est plus élevé que l'essence et si son prix au litre est inférieur, c'est uniquement parce qu'il est moins taxé. Cet aspect est très singulier : plus dangereux et moins taxé que l'essence. Ajoutons à celà que les raffineurs achètent le pétrole le moins cher et donc, le plus chargé en souffre : les riverains disent merci.
   A la lecture de l'étude qui suit, vous vous rendrez compte qu'aujourd'hui, acheter un véhicule fonctionnant avec du gazole est anti-écologique (rejets cancérigènes, rejets agressant l'ozone) et n'est pas le moins coûteux. 

    Les moteurs à essence Sans Plomb comme le nom l'indique ne rejettent plus de plomb, sont performants en toute condition mais rejettent encore beaucoup de CO-CO2.

    Pour le GPL, les rejets atmosphériques en CO et CO2 sont très inférieurs en mode GPL et sans plomb. N'oublions pas que les véhicules GPL sont des bi carburants fonctionnant aussi bien à l'essence qu'au GPL.

    Continuons avec quelques comparaisons entre ces 3 carburants, et tout d'abord au niveau de la "rentabilité" avec des données "constructeur" puis avec les rejets atmosphériques. Je possède actuellement une Twingo Expression GPL et je consomme environ 7,6 l/100 toutes conditions (charge/vide, routes/autoroutes [ex: je vais en SAVOIE avec 3 adultes et bagages] alors que la précédente Twingo me donnait 7,2 l/100). Ceci pour expliquer que les données "constructeur" ne reflètent pas la réalité et que la consommation fournie est à prendre avec des "pincettes".

1) Quelques coûts

Coût à la pompe d'une Scénic en Euro (BVM)

   Les chiffres précédents et ceux qui suivent sont de juillet 2003.

Consommation d'une Scénic (BVM) en Euro

NB : Un ami consomme environ 9,6 l/100 avec sa SCENIC

Coût d'achat d'une Scénic (BVM) en Euro

* Noter qu'il y a un crédit d'impôts possible de 1 525 € pour l'achat d'un GPL ce qui donnerait 19 025 soit 1 875 € à payer en moins par rapport à la 1,9 Dci et seulement 75 € en plus par rapport à la 1,6 16v Essence. Il est possible d'y ajouter 762 € si vous mettez à la casse votre précédent véhicule.

    A ces chiffres brut il faut ajouter que les moteurs au GPL ont une longévité supérieure.

2) les rejets (Cf. tableau page 9)

   Le GPL est sans odeur et propre. Non toxique, il ne contient ni plomb, ni benzène, ni soufre. Sa combustion ne dégage aucune particule imbrûlée et réduit les émissions de monoxyde de carbone, d'oxyde d'azote et d'hydrocarbures.

     Le gazole produit des particules nombreuses et cancérigènes. PEUGEOT commence à proposer des filtres à particules sur certains de ses modèles haut de gamme. Il produit aussi de l'oxyde d'azote qui agresse directement l'ozone. Les fameux pics enregistrés dans nos villes, sont directement issus du trafic automobile et principalement des véhicules au gazole.

     Au sujet des risques d'explosion, il faut savoir qu'un réservoir à essence soumis à une flamme vive explose au bout de 3 minutes, un réservoir GPL sans soupape de sécurité au bout de 20 minutes et un réservoir GPL avec soupape n'explose pas. Il semblerait que des véhicules au GPL soient utilisés aux EtatsUnis dans les films pour les cascades (information à vérifier).

     Il faut prendre garde d'oublier les éléments non chiffrables que sont le confort, l'agrément de conduite, démarrage tout temps et d'autres (souplesse,...).

     En conclusion de ce qui précède, on peut écrire qu'actuellement il n'y a pas "photo" sur la préférence à accorder lors du choix du carburant pour une voiture : c'est le GPL qui s'impose aujourd'hui. Mais demain ???

Qu'est-ce que le Gaz de Pétrole Liquéfié

   les premiers moteurs de ce type datent de 1920 . Ils ont cependant évolué, en profitant des innovations concernant le moteur à essence classique. L'électronique et le pot catalytique ont autant transformé les moteurs à essence que les moteurs GPL. En plus de lire ce qui va suivre, je vous engage à aller visiter aussi le site http://pschryve.free.fr/.

   Le GPL est un mélange d'hydrocarbures ayant un poids moléculaire peu élevé avec trois ou quatre atomes de carbone, Le fonctionnement moteur repose sur une réaction chimique entre l'oxygène de l'air et les alcanes (CxHy) contenus dans le carburant. C'est la rupture des liaisons C-H et C-C qui génère la chaleur. Or on trouve ces liaisons dans des proportions comparables dans le GPL/C (X=3 ou 4) et dans l'essence (4<X<11). Que le GPL soit utilisé en phase gazeuse constitue un avantage au niveau de la combustion puisque l'essence doit être vaporisée en fines gouttelettes pour "imiter" un gaz. La combustion est ainsi de meilleure qualité que pour l'essence (l'indice d'octane atteint 98 pour l'essence sans plomb alors que pour le GPL il atteint 104). Cependant, les gouttelettes d'essence occupent moins de place que le GPL gazeux, permettant d'avoir une quantité d'oxygène plus importante dans le mélange. Ceci explique la légère perte de puissance sur certains systèmes GPL. De plus le GPL/C brûle complètement, contrairement à l'essence.

   C'est à dire propane, propylène, n-butane, isobutane, butènes, dans des proportions variables. La fabrication de ce carburant est dérivée du traitement du brut dans les raffineries et de la séparation (dégazage) du gaz naturel (méthane- éthane). Les gaz de pétrole liquéfiés peuvent aussi contenir de faibles quantités de méthane, d'éthylène, de pentane et de pantènes et, exceptionnellement, d'hydrocarbures tels que le butadiène, l'acétylène et le méthylacétyléne. Ces derniers hydrocarbures sont présents uniquement en tant que sous-produits de la production d'oléfines à usage pétrochimique (steam cracking). Outre les hydrocarbures, on trouvera aussi parfois des composés sulfurés (mercaptans et alkyles sulfures) en quantité extrêmement faible. mais qui ont une certaine importance en ce qui concerne la corrosivité du produit. Pourquoi le GPL peut-il se substituer à l'essence dans un moteur à explosion ?

   Les GPL sont des gaz facilement liquéfiables à la température ambiante sous une faible pression (4-18 atmosphères) : cette particularité permet un stockage et un transport plus simples que pour les gaz non condensables tels que le méthane, l'éthane, l'éthylène, qui exigent des pressions très élevées pour pouvoir être liquéfiés à la température ambiante.

   Les GPL raffinés sont en général presque inodores et extrêmement inflammables, étant donné leur grande volatilité. Ils peuvent donner, au contact de l'air, des mélanges explosifs. Pour mieux les reconnaître ou déceler d'éventuelles fuites, on leur donne une odeur particulière au moyen de substances appropriées (mercaptans).

   Les GPL ne sont pas vraiment toxiques : ils présentent tout au plus un léger pouvoir anesthésiant, s'ils sont inhalés longuement et peuvent provoquer des migraines et des maux d'estomac. Lorsque le GPL se répand sous sa forme liquide, hors d'un conteneur sous pression, s'évapore en produisant du froid : au contact de la peau, il provoque des brûlures caractéristiques appelées "brûlures froides". Les particularités physico-chimiques des GPL (courbe de distillation, tension de vapeur, poids spécifique, pouvoir calorifique, rendement dans les moteurs. etc.) dépendent de leur teneur en divers hydrocarbures.

   Les produits du commerce sont très différents les uns des autres. En outre, leur tension de vapeur, leur poids spécifique et leurs propriétés antidétonantes sont très sensibles aux variations de la température ambiante. Les méthodes de calcul du nombre d'octane sont récentes (moteur ASTM-CFR dans des conditions de fonctionnement Motor Method Norme ASTM D 2623). Les essais ont démontré qu'un indice de 92 doit être considéré comme la valeur minimale pour l'alimentation des voitures qui utilisent ce type de carburant. Des GPL contenant des hydrocarbures oléfiniques (plus particulièrement du propylène) peuvent donner lieu à des phénomènes de détonation et de pré allumage d'autant plus sensibles que leur teneur en hydrocarbures oléfiniques est plus grande et que le taux de compression du moteur est plus élevé. On peut en dire autant pour les GPL à haute teneur de n- butane. A cet égard, le N-G-P-A, organisme chargé en Amérique de l'unification des normes, prévoit que les GPL (spécification HD-5) doivent contenir un maximum de 5 % en volume de propylène. Le pouvoir calorifique du GPL est pratiquement égal à celui de l'essence si on l'exprime en kilocalories par kilo de carburant mais ces valeurs seront très différentes si elles sont exprimées en kilocalories par litre de carburant liquide à 15 °C. Cette diversité provient de la différence des densités entre le GPL et l'essence : en moyenne, la densité à 15 °C d'un GPL est de 0.555 kg/litre et celle de l'essence de 0.730 kg/litre. Un moteur alimenté avec de l'essence développe une puissance supérieure de 10 à 12 % mais accuse également une consommation spécifique plus élevée et, partant, un rendement global plus bas qu'un moteur alimenté au GPL.

   Les pouvoirs calorifiques des deux carburants étant pratiquement égaux, la diminution de puissance constatée avec le GPL est due à un remplissage inférieur des cylindres. Les causes sont peuvent être :

• La présence d'un mélangeur entre le filtre à air et le carburateur (la perte de charge dans le conduit d'admission provoque une diminution de puissance de 5 à 6%). Un aménagement adéquat de l'entrée du gaz, obtenu en perforant le carburateur et en appliquant un gicleur qui envoie directement dans le section la plus étroite du Venturi, permettrait d'atténuer sensiblement cette perte de puissance. Un mélange plus chaud, et donc moins dense, car la vaporisation du GPL se produit dans un réducteur-vaporisateur. Le carburant arrive déjà chaud dans le carburateur alors que le mélange air/essence subit un refroidissement dû à la chaleur latente de vaporisation de l'essence. La perte de puissance enregistrée est de l'ordre de 5-6 %, d'autre part, elle est inévitable étant donné que, pour garantir un rapport constant air-combustible, le dispositif d'alimentation doit envoyer le GPL se trouvant déjà à l'état gazeux dans la section la plus étroite du carburateur.

   L'augmentation du rendement global du GPL par rapport à l'essence peut s'expliquer par une meilleure combustion due à une plus grande homogénéité du mélange gaz/air et par le fait que le réglage du mélangeur, effectué de façon à obtenir un maximum de puissance avec un minimum de consommation, fournit mélange légèrement plus pauvre. Mais, étant donné que les GPL de compositions différentes ont également un poids spécifique différent, il s'en suit une consommation en poids différente pour le même réglage du mélangeur. Puisqu'on peut considérer qu'à une vitesse constante la quantité d'air requise par le moteur est également constante, un rapport air-carburant différent correspondra à chaque débit de gaz. Il en résulte que pour des GPL de compositions différentes on obtiendra des consommations et des rendements différents ce qui n'enlève rien au fait qu'avec un réglage du mélangeur adapté à chaque type de gaz, on enregistrera toujours une puissance maximum avec un minimum de consommation.

   En admettant donc que l'emploi du GPL provoque une perte de puissance de l'ordre 12%, les installations de gaz liquide ne permettent pas moins d'obtenir, si elles sont bien réglées, une consommation spécifique inférieure de combustible, c'est-à-dire un plus grand nombre de chevaux par kilo de GPL. Indépendamment du facteur exclusivement économique, une autre raison devrait faire préférer l'emploi du GPL à celui de l'essence : il assure une longévité du moteur supérieure d'environ 50 %..

   Sa combustion étant plus complète que celle des combustibles liquides, il en résulte une diminution de dépôts dans la chambre de combustion et sur les pistons : le fonctionnement souple, sans détonation, se traduit par des meilleures conditions de travail des bielles, des paliers et des organes annexes.

  La nature gazeuse du combustible à son entrée dans le moteur élimine l'action de lavage des parois des cylindres pendant les phases d'accélération poussée, avec une diminution appréciable de l'usure des chemises des cylindres, des pistons et des segments.

  Les soupapes et les bougies, malgré les températures plus élevées de fonctionnement, ont également une durée plus longue. Tous ces facteurs permettent d'espacer les révisions périodiques du moteur, dont le fonctionnement normal peut augmenter ainsi de 50 a 200%. Le fait qu'il n'existe pas de lavage des cylindres par le carburant évite la dilution du lubrifiant, et l'on peut ainsi espacer beaucoup plus les vidanges.

   Si l'alimentation au GPL provoque une augmentation de viscosité de l'huile moteur , elle cause, par contre, une plus grande oxydation du lubrifiant à cause de la chaleur dégagée, plus élevée qu'avec l'essence et favorisée par l'absence l'isolation sur les pièces (dépôts sur la tête du piston). Pour éviter une diminution du rendement, il faudra donc que le moteur à GPL soir lubrifié avec une huile moins visqueuse que celle utilisée pour les moteurs à essence - par exemple une SAE 30 au lieu d'une SAE 40 - et que le rétablissement du niveau soit effectué avec des huiles SAE d'une viscosité inférieure d'environ une unité par rapport à celle de l'huile utilisée après la vidange. En contrepartie des avantages présentés par le GPL, correspond une plus grande usure des sièges des soupapes, ce qui a comme conséquence un manque de jeu des poussoirs et le grillage des soupapes, qui restent partiellement ouvertes. Ce phénomène est plus perceptible lorsque le moteur est lubrifié avec de l'huile ne contenant pas de cendres et d'additifs organométalliques

Éléments rajoutés à une voiture à essence pour  assuré  le fonctionnement au GPL

Réservoir
    Il est de forme cylindrique, placé dans le coffre, ou de forme torique, installé à la place de la roue de secours.
    Ses contraintes de constructions sont extrêmement sévères. Dans une accident grave, les dangers se présenteront à bien d'autres niveaux avant que la solidité du réservoir puisse être mise en cause.
    Plusieurs éléments viennent se greffer au réservoir, comme le dispositif de limitation du remplissage à 85%,(qui évite que le réservoir n'explose en cas d'incendie) , les dispositifs de remplissage et de prélèvement du gaz, plongeant au fond du réservoir. Ces fonctions sont parfois réunies dans une "polyvanne". Un limiteur de débit, comme son nom l'indique, limite le débit de fuite en cas de rupture des canalisations. Le carburant est donc prélevé dans la phase liquide. Ce choix amène des contraintes supplémentaires (puisqu'il faut de toute manière le vaporiser par la suite)

Électrovanne

   Placée juste après le réservoir dans le trajet du gaz, son but principal est de bloquer ou de laisser passer le GPL/C liquide, selon que le moteur fonctionne en mode essence ou GPL par exemple. Au repos, elle est fermée, ce qui est nécessaire à la sécurité. L'ouverture est commandée par la centrale électronique.
    On trouve en général un filtre et un décanteur pour purifier le GPL/C, qui est toujours en phase liquide à ce niveau.

Vaporisateur Détendeur
    Ce dispositif a pour but de rendre le GPL/C gazeux et de diminuer sa pression jusqu'à environ la pression atmosphérique, faisant passer le carburant de sa pression de stockage à sa pression d'utilisation. Il est constitué de deux chambres qui fonctionnent chacune comme les détendeurs qui accompagnent les bouteilles de gaz.
    La première chambre se charge de la vaporisation du gaz. Or ce phénomène de détente d'un fluide absorbe de l'énergie, c'est ce qui fait marcher les réfrigérateurs! C'est pour cela que cet organe est largement traversé par le liquide de refroidissement tout chaud qui vient du moteur, sans quoi tout gèlerait.

     Les éléments qui suivent concernent les voitures à injection, laissant de côté les modèles à carburateurs qui disparaissent au fur et à mesure de la généralisation des pots catalytiques, dispositifs qui exigent une gestion précise (et donc électronique) du mélange. Ce n'est donc qu'une solution technologique parmi d'autres.

Doseur-distributeur
    Ce dispositif a pour but de répartir le GPL/C en égale quantité aux différents cylindres et également de doser précisément cette quantité. Un moteur pas à pas assure le déplacement, via un système vis écrou, d'un vérin qui obstrue des fentes réalisées dans l'alésage qui guide le piston. On peut ainsi régler précisément la place qu'a le gaz pour s'écouler, et connaissant sa pression, on peut déterminer le débit( On constate que le gaz est fourni en continu, à la différence de l'injection essence. Ceci est imposé par la compressibilité importante du gaz)
    Ce dispositif inclut également un servo qui peut bloquer le trajet du gaz en cas de surcharge du moteur ou autres incidents, tout comme le fait l'électrovanne précédemment décrite.( On constate que le gaz est fourni en continu, à la différence de l'injection essence. Ceci est du à la compressibilité du gaz)

Injecteurs
    Disposés au même niveau que les injecteurs pour le circuit essence, c'est à dire juste avant la soupape d'admission, ils ont un rôle passif, ils guident seulement le gaz vers la chambre d'admission. Une membrane joue le rôle d'anti-retour.

Éléments d'origine intervenant dans le fonctionnement au gaz

Sonde Lambda
   Ce dispositif permet de connaître le taux d'oxygène dans les gaz d'échappement (en réalité elle ne donne qu'une information absence/présence, non quantifiée). Une présence d'oxygène trahit un manque de carburant dans le mélange (essence ou GPL/C) et l'absence d'oxygène traduit une combustion incomplète. L'idéal est de rester à la frontière entre ces deux états, c'est le travail de l'électronique.

Le moteur GPL: une solution écologique

   Le moteur GPL est souvent présenté comme un moteur écologique, ce qui est justifié. Bien sûr il y a des rejets, mais ils sont en grande partie "neutralisés" par le pot catalytique, ou plus exactement transformés en rejets relativement inoffensifs. La combustion du GPL/C crée essentiellement du CO₂ (dioxyde de carbone), et de l'eau. Un petit peu de CO aussi et presque rien de NO_X.

  Le pot catalytique 3 voies, agit, comme son nom l'indique plus ou moins, sur trois espèces de polluants:

• le CO est transformé en CO₂,

• les HC (hydrocarbures) sont transformés en eau et en CO₂,

• les NO_X sont transformés en diazote N₂.

  Le CO₂ est donc le rejet polluant principal du moteur GPL. Cependant un moteur essence en rejette encore plus. Et ce n'est pas le pire des rejets. Certes le CO₂ est accusé d'être responsable du réchauffement de la planète, mais les végétaux en sont friands et surtout les risques sur la santé humaine sont faible. Ce n'est pas le cas des NO_X, du SO₂ et des particules, que le moteur GPL ne rejette qu'en très petites quantités ou pas du tout, contrairement aux moteurs essence et diesel. Ces derniers polluants ont des effets néfastes pour l'environnement et l'homme en particulier.

   Pour un usage identique du véhicule, le coût de revient complet est réduit d'environ 25% comparé à l'utilisation du Super95, soit moins cher que le gazole. Les dernières données de pollutions comparées (en g/km dégagés par un véhicule léger) sont: