4. Etude de facteurs explicatifs
4.6. Effet de la température du moteur
En ce qui concerne les émissions de NOx, le bon fonctionnement des systèmes de dépollution des véhicules diesel et des véhicules gaz supposent des températures assez élevées qui ne sont atteintes respectivement que 20 et 2 minutes après la mise en marche du moteur33. Durant cette phase de démarrage à froid, les taux d’émissions sont assez élevés pour que, malgré la faible durée, la contribution de cette phase de démarrage puisse avoir un impact majeur. L’objectif de cette partie est donc de quantifier cet impact dans des conditions d’exploitation réelles.
Dans le cadre du projet Equilibre, pour des véhicules de 44 tonnes réalisant de la distribution, la distance moyenne parcourue entre deux opérations varie entre 30 et 60 km suivant les transporteurs. Dans une journée, un véhicule qui parcourt entre 200 et 300 km réalise ainsi plusieurs courts trajets. Le temps passé à l’arrêt varie entre 30 et 60 % du temps total avec un temps moyen passé à l’arrêt de 40 minutes. Ce temps d’arrêt moyen doit être comparé au temps nécessaire au refroidissement du moteur et du système de dépollution, lequel est de 4 heures pour un véhicule diesel et de 2 heures pour un véhicule gaz34. La conclusion est que, dans le cadre de missions de distribution, la température du moteur n’aura aucun effet en dehors du démarrage en début de journée. La possibilité d’un second démarrage à froid ne se pose donc que pour des missions de long-courrier, pour lesquelles on pourrait observer un arrêt de longue durée en milieu de journée dans le cadre d’un aller-retour. Cependant, en pratique, sur vingt-et-un mois d’exploitation d’un véhicule habituellement affecté à ce type de mission, on n’observe qu’une seule fois une pause aussi longue… et ce n’est même pas au cours d’une mission de long-courrier. Allant au-delà de ces quelques observations, une réflexion économique triviale conduit à la conclusion que le cas d’un second démarrage à froid dans la journée ne peut être que marginal : un transporteur ne laisse pas un véhicule inoccupé pendant 4 heures.
En théorie, l’étude des démarrages à froid nécessiterait une mesure de la température et plus précisément de la température du système de dépollution. En pratique, dans le cadre du projet Equilibre, on ne connaît que les températures de l’huile, de l’eau et du carburant. L’examen approfondi des données montre qu’aucune de ces températures n’est suffisamment corrélée à la température du système de dépollution35. Les résultats présentés sur les démarrages à froid ne comportent donc aucune mesure de température et l’existence d’un démarrage à froid est déterminée à partir de la durée de l’arrêt du véhicule. En pratique, une fois établie l’inexistence d’un second démarrage à froid, l’absence d’une mesure de la température du système de dépollution n’est pas gênante - ce n’est que pour établir cette inexistence d’un second démarrage à froid que l’absence de cette mesure a été un handicap.
33 Communication personnelle de Bernard Guiot (CRMT). Ces chiffres sont susceptibles de varier en
fonction des développements technologiques.
34 Communication personnelle de Bernard Guiot (CRMT).
35 Au démarrage, la température de l’eau atteint une valeur stable en 10 minutes, alors que les mesures
des émissions de NOx montrent que le système de dépollution d’un véhicule diesel n’a pas encore atteint
La figure 4.19 présente les émissions de NOx au cours de la journée pour un véhicule diesel réalisant un trajet long-courrier. Sur ce trajet, les émissions de NOx au cours de la phase de démarrage, associée aux dix premiers kilomètres, représentent 14 % des émissions au cours de la journée pour 2.3 % du kilométrage. Comme en témoignent la valeur maximale de la vitesse ainsi que son instabilité, cette phase de démarrage se situe en périphérie de zone urbaine. On note aussi une pente de 2 % sur les derniers kilomètres de cette phase de démarrage, laquelle pente induit une consommation élevée. Sur cet exemple, le taux d’émission dépend donc de la nature de la route, du profil altimétrique et enfin du démarrage à froid.
Figure 4.19 : Emissions de NOx – DIESEL
On a donc recherché un second démarrage à froid réalisé dans des conditions différentes. La figure 4.20 présente un second démarrage à froid au milieu d’un trajet sur route nationale ; la situation est aussi complexe que celle rencontrée en début de journée sur la figure précédente. Cette phase de redémarrage peut être délimitée par la marche sur les émissions cumulées, après quoi la pente retrouve une valeur normale. Durant cette phase, le total des émissions est de 30 grammes ; cette valeur est par ailleurs similaire à celle observée en début de journée.
Figure 4.20 : Emissions De NOx , démarrage à froid au kilomètre 105 – DIESEL Trajet Annecy-Thonon sur route nationale.
Au kilomètre 105, le « saut » des émissions de NOx cumulées (courbe rouge sur la figure du bas) est corrélé au redémarrage après un arrêt de plus de 4 heures (figure du haut). Finalement, pour tous les trajets, on a mesuré les émissions de NOx sur les vingt premières minutes de la journée, sans chercher à isoler les facteurs explicatifs : sur les vingt-et-un mois de l’expérimentation, ils varient entre 20 et 30 grammes, avec une moyenne à 25 grammes. Comparée aux 250 grammes émis en moyenne sur la totalité d’un trajet, cette valeur signifie que la phase de démarrage compte en moyenne pour 10 % des émissions de NOx ; si on défalque ce qui est propre à une phase de démarrage, généralement réalisée en zone périurbaine, l’impact d’un moteur froid est encore inférieur à ce pourcentage. Comparé aux aménagements, au trafic, aux conditions de livraison ou aux conditions éoliennes, le démarrage à froid n’est donc finalement qu’un facteur secondaire dont une étude approfondie des effets n’a pas paru prioritaire dans ce projet.
Comparé aux autres facteurs explicatifs, le démarrage à froid (dont il faut défalquer la contribution propre au démarrage) a un impact secondaire sur le
total des émissions de NOx d’un véhicule. En particulier, on notera que l’impact
des manœuvres est bien supérieur à celui des démarrages à froid. Cette conclusion pourrait cependant être révisée si on disposait de mesures dans les premières minutes suivant la mise en marche du moteur.