Le bioGNV est-il prêt pour la norme Euro 7 ?
La norme Euro 7 devrait être applicable dès 2029 pour les poids lourds. Face aux futures lourdes contraintes, comment se situe le bioGNV ? Cette question était au centre d’un webinaire proposé par GRDF vendredi 18 octobre 2024. Après notre premier volet consacré au contexte législatif et économique, ce second article rend compte du décryptage effectué par Denis Benita, ingénieur transport et mobilité à l’Ademe, et Richard Lecoupeau de 2C-Consulting, spécialisé dans la transition énergétique appliquée à la mobilité.
Concernant la norme Euro 6, le règlement avait été adopté avec une application fin 2013. Pour l’Euro 7, la Commission européenne a présenté le texte le 10 novembre 2022. La rédaction finale a été adoptée par le Parlement un peu tardivement le 13 mars 2024 puis par le conseil le 12 avril suivant. L’application aux véhicules lourds prévue au départ en 2027 pour les nouveaux modèles a donc connu un décalage avec une date estimée à mi-2028. Un an plus tard sont alors ajoutés les véhicules dont la production a été lancée antérieurement. Egalement concerné, les électriques à batterie et à pile hydrogène bénéficient d’un glissement de sept mois. Autre exception pour les petits constructeurs soumis à la nouvelle norme seulement mi-2031.
Faisant autrefois l’objet de deux textes séparés, les véhicules légers et les poids lourds vont être regroupés dans un seul, mais avec des seuils qui restent distincts. Globalement, avec le nouveau règlement : les valeurs sont revues à la baisse au banc d’essai (WHTC) et sur la route (RDE).
Ce n’est pas tout puisque vont être prises en compte des émissions ignorées jusque-là. Ainsi le protoxyde d’azote (N2O) très impactant pour les gaz à effet de serre, mais aussi les composés ajoutés aux hydrocarbures imbrûlés. Ce qui justifie pour ces derniers le changement d’appellation de HCNM à NMOG.
D’autres produits ont été introduits, mais sans seuil à respecter pour l’instant, faisant l’objet d’une clause de revoyure. C’est le cas des formaldéhydes (HCHO), des particules d’abrasion des pneumatiques et des systèmes de freinage. En outre les particules vont être mesurées, non plus à partir de PN23 (23 nanomètres), mais de PN10, et le calcul de l’ammoniac NH3 adopte le mg/kWh au lieu des ppm. À noter que des exigences de durabilité vont peser spécifiquement sur les batteries des poids lourds électriques et hybrides.
Les projections ont été effectuées sur six camions des marques Iveco (4), Scania (1) et Renault Trucks (1) fonctionnant au GNV, sans précision des modèles. Concernant les mesures sur banc, entre Euro 6 et Euro 7, les oxydes d’azote sont à diviser par plus que 2 (-57 %), passant de 460 à 200 mg/kWh. Pour 4 véhicules, les valeurs sont déjà en dessous, s’étalant de 122 à 184,7 mg/kWh. Deux vont devoir être revus, affichant 201 et 258,5 mg/kWh : « Pas de problématique majeure, les travaux à faire ne sont pas massifs, les pourcentages sont acceptables ». Pour comparaison, à part deux modèles qui passeraient également avec succès (119 et 174 mg/kWh), les camions Volvo, Renault Trucks, MAN et Scania diesel également évalués affichent des valeurs parfois bien plus élevées, entre 269,3 et 385 mg/kWh.
Entre les deux normes, les seuils de CO baissent de 63 %, de 4 000 à 1 500 mg/kWh. Ca passe haut la main avec les camions GNV (de 115,7 à 929 mg/kWh). Idem pour les particules en masse où le nouveau seuil est à 8 mg/kWh : entre 0,1 et 5,8 sur les véhicules du panel.
Concernant les particules en nombre, la sévérité qui passe de 23 à 10 nanomètres devrait se traduire par une hausse des mesures de l’ordre de 50 %. En appliquant ce pourcentage aux 6 camions du panel de départ, on trouve au pire 225 giga-particules par kilowattheure sur banc pour 600 de seuil.
De même en roulage où la contrainte européenne est de 900 giga-particules par kilowattheure, face aux 140 relevées par le CRMT : « On pourrait passer Euro 7 même sans mettre de FAP sur les moteurs à gaz » estime Richard Lecoupeau. Le centre de recherche basé à Dardilly (69) a d’ailleurs également des chiffres avec filtre à particules qui sont au plus inférieurs à 22 giga-particules par kilowattheure : « On gagne à peu près 85 % sur les émissions. On a alors là une marge qui est absolument énorme ».
Pour les hydrocarbures oxygénés ou non (NMOG), l’Euro 7 demande d’être au plus à 80 mg/kWh sur banc et 105 sur route : « Là, on n’a pas directement de mesures ». Le spécialiste en transition énergétique pour 2C-Consulting est allé chercher des éléments dans un travail commun de FEV Europe, TNO Automotive et VTT Technical Research Center of Finland : « Ils disent que sur les moteurs diesel et à gaz, on peut considérer que la mesure de NMOG est très proche de la mesure NMHC ». Les données recueillies par le CRMT en roulage avec le Iveco Cursor 13 sont comprises entre 5 et 15 mg/kWh : « Logiquement, les mesures NMOG ne devraient pas poser de problème. Ce qui reste des suppositions, mais on peut être relativement confiants ».
Au sujet des N2O, les limites sont à 200 mg/kWh aux tests WHTC et 260 aux essais RDE. Ce produit « a un impact très fort sur le réchauffement climatique avec un PRG à 273. Ce qui veut dire qu’un gramme de ce protoxyde d’azote a le même impact que 273 g de CO2 ». Lors de ses prises de mesures en roulage, le CRMT a observé là également des valeurs bien moindres aux exigences européennes avec moins de 14 mg/kWh.
En réponse, Richard Lecoupeau a estimé : « Il sera beaucoup plus difficile pour les motorisations diesel de matcher avec l’Euro 7 ». Et le B100 ? Il y aura un gros travail à réaliser concernant les oxydes d’azote : « Je pense qu’on y arrivera, mais ça peut être délicat. Ca sera certainement en contrepartie d’une consommation encore plus forte d’AdBlue ou autre. En revanche un facteur qui risque d’être limitant, ce sont les formaldéhydes, car ces moteurs en émettent a priori beaucoup ».
Si la norme Euro 7 fait entrer ces HCHO, c’est pour l’instant sans exprimer d’exigences : « Ce qui est prévu, c’est que la commission devra proposer au plus tard le 31 décembre 2027 des seuils et la technologie de mesures associé qui n’est aujourd’hui pas encore définie. Sans données sur le sujet, je ne sais pas dire si le moteur à gaz est un gros émetteur de HCHO. J’ai juste trouvé que les biocarburants affichent des émissions un peu élevées ».
Avec Denis Benita de l’Ademe, le spécialiste de 2C-Consulting a travaillé sur « une analyse préliminaire qu’on appelle ACV énergétique. Je ne sais pas si le nom restera, mais l’idée, c'est, en s’inspirant de l’ACV Carbone, de connaître le besoin énergétique pour produire des carburants depuis l’extraction de la matière première - pétrole, biomasse, uranium - jusqu’à l’utilisation dans le véhicule ». Autrement dit : « Combien d’énergie il va falloir injecter dans le process pour avoir assez d’énergie à l’autre bout ».
En référence au gazole, la solution électrique à batterie obtiendrait un meilleur score et le bioGNV se placerait également très bien. Le B100, le HVO, et l’hydrogène (électrique à pile à combustible et thermique) seraient assez loin derrière.
En lanterne rouge a priori : les E-Fuels. « Il ne faudrait pas que l’on ait des surconsommations énergétiques pour continuer à maintenir la mobilité qu’on aurait décarbonée. Ce qui ne serait pas gérable », prévient Richard Lecoupeau. Les résultats sont provisoires et demandent encore à être affinés. « On aimerait creuser davantage avec les différents acteurs des filières. L’idée est d’engager en 2025 une étude beaucoup plus complète et aller interviewer les acteurs concernés pour aboutir à des chiffres finaux qui soient validés par tous », explique Denis Benita.
Quels sont les objectifs de ce travail ? Il s’agit « de faire à la fois une analyse économique, mais aussi et surtout environnementale très complète. Jusqu’à maintenant, les deux études que l’on avait sorties sur le rétrofit s’intéressaient essentiellement au critère CO2 ».
Avec cette nouvelle étude va être appliquée « la méthode empreinte-projet qui s’intéresse en plus du CO2 à 15 autres critères comme par exemple l’épuisement des ressources ». Il en ressortira un score unique par solution de décarbonation : « On va affecter des coefficients de pondération à chacun des critères pour ne sortir qu’une seule et unique note qui sera représentative des 16 critères globaux ». Ce qui va permettre de comparer les filières entre-elles autrement qu’en se limitant au CO2 : « Cela va un peu changer la donne. On va aussi avoir des résultats un peu différents de ce que l’on a publié jusqu’à aujourd’hui ».
Il faudra attendre un peu pour connaître les conclusions dans le détail, mais il est déjà possible de dire que les rétrofits électrique, hydrogène ou bioGNV restent plus intéressants que de produire des véhicules neufs.
Le (long) chemin d’une nouvelle norme
Avant qu’un nouveau texte législatif européen soit applicable, il a connu plusieurs étapes que Denis Benita de l’Ademe a balayées : « Tout en haut de la pyramide, le Conseil européen impulse les grandes orientations. Concrètement, derrière, c’est la Commission européenne qui va rédiger les propositions de loi ». C’est donc cette dernière qui a produit le premier texte qui a circulé il y a 2 ans concernant la norme Euro 7. Il a alors été amendé par le Parlement européen qui l’a ensuite transmis au Conseil de l’Union européenne. A partir de là, un « jeu de va-et-vient entre le Parlement et le conseil jusqu’à validation définitive du texte ».Concernant la norme Euro 6, le règlement avait été adopté avec une application fin 2013. Pour l’Euro 7, la Commission européenne a présenté le texte le 10 novembre 2022. La rédaction finale a été adoptée par le Parlement un peu tardivement le 13 mars 2024 puis par le conseil le 12 avril suivant. L’application aux véhicules lourds prévue au départ en 2027 pour les nouveaux modèles a donc connu un décalage avec une date estimée à mi-2028. Un an plus tard sont alors ajoutés les véhicules dont la production a été lancée antérieurement. Egalement concerné, les électriques à batterie et à pile hydrogène bénéficient d’un glissement de sept mois. Autre exception pour les petits constructeurs soumis à la nouvelle norme seulement mi-2031.
Les principales nouveautés de l’Euro 7
Depuis 1990 et Euro 0, la norme pour les poids lourds a évolué. Avec l’Euro 6 en 2014 ont été introduites « les mesures PEMS embarquées dans les véhicules, quand ils sont neufs, mais aussi quand ils sont en service ». Richard Lecoupeau de 2C-Consulting a identifié les principales nouveautés de l’Euro 7.Faisant autrefois l’objet de deux textes séparés, les véhicules légers et les poids lourds vont être regroupés dans un seul, mais avec des seuils qui restent distincts. Globalement, avec le nouveau règlement : les valeurs sont revues à la baisse au banc d’essai (WHTC) et sur la route (RDE).
Ce n’est pas tout puisque vont être prises en compte des émissions ignorées jusque-là. Ainsi le protoxyde d’azote (N2O) très impactant pour les gaz à effet de serre, mais aussi les composés ajoutés aux hydrocarbures imbrûlés. Ce qui justifie pour ces derniers le changement d’appellation de HCNM à NMOG.
D’autres produits ont été introduits, mais sans seuil à respecter pour l’instant, faisant l’objet d’une clause de revoyure. C’est le cas des formaldéhydes (HCHO), des particules d’abrasion des pneumatiques et des systèmes de freinage. En outre les particules vont être mesurées, non plus à partir de PN23 (23 nanomètres), mais de PN10, et le calcul de l’ammoniac NH3 adopte le mg/kWh au lieu des ppm. À noter que des exigences de durabilité vont peser spécifiquement sur les batteries des poids lourds électriques et hybrides.
BioGNV et seuils Euro 7
En s’appuyant sur d’autres typologies de mesures, par exemple les résultats COC d’homologation, Richard Lecoupeau a balayé tous les seuils pour évaluer les difficultés qu’ils pourraient amener « et se dire si l’on est confiant ou pas pour la motorisation gaz ».Les projections ont été effectuées sur six camions des marques Iveco (4), Scania (1) et Renault Trucks (1) fonctionnant au GNV, sans précision des modèles. Concernant les mesures sur banc, entre Euro 6 et Euro 7, les oxydes d’azote sont à diviser par plus que 2 (-57 %), passant de 460 à 200 mg/kWh. Pour 4 véhicules, les valeurs sont déjà en dessous, s’étalant de 122 à 184,7 mg/kWh. Deux vont devoir être revus, affichant 201 et 258,5 mg/kWh : « Pas de problématique majeure, les travaux à faire ne sont pas massifs, les pourcentages sont acceptables ». Pour comparaison, à part deux modèles qui passeraient également avec succès (119 et 174 mg/kWh), les camions Volvo, Renault Trucks, MAN et Scania diesel également évalués affichent des valeurs parfois bien plus élevées, entre 269,3 et 385 mg/kWh.
Entre les deux normes, les seuils de CO baissent de 63 %, de 4 000 à 1 500 mg/kWh. Ca passe haut la main avec les camions GNV (de 115,7 à 929 mg/kWh). Idem pour les particules en masse où le nouveau seuil est à 8 mg/kWh : entre 0,1 et 5,8 sur les véhicules du panel.
RDE : les valeurs sur route
Pour ces mêmes produits, mais à l’utilisation RDE (Real Driving Emissions), les projections s’appuient sur des mesures effectuées par le CRMT avec un tracteur routier Iveco 460 GNV (Cursor 13) Euro 6 Step D de 2019. Pour Euro 7, les baisses imposées par l’Europe sont de 62 % sur les NOx, 13 % sur le CH4, et 68 % sur le CO. Ce camion affiche déjà des émissions en deçà des seuils fixés. Il a été observé un maximum de 170 mg/kWh pour les oxydes d’azote alors qu’il est demandé un maximum de 260 mg/kWh, 70 mg/kWh pour le méthane contre 650 mg/kWh, et 700 mg/kWh pour le monoxyde de carbone contre 1 950 mg/kWh.Concernant les particules en nombre, la sévérité qui passe de 23 à 10 nanomètres devrait se traduire par une hausse des mesures de l’ordre de 50 %. En appliquant ce pourcentage aux 6 camions du panel de départ, on trouve au pire 225 giga-particules par kilowattheure sur banc pour 600 de seuil.
De même en roulage où la contrainte européenne est de 900 giga-particules par kilowattheure, face aux 140 relevées par le CRMT : « On pourrait passer Euro 7 même sans mettre de FAP sur les moteurs à gaz » estime Richard Lecoupeau. Le centre de recherche basé à Dardilly (69) a d’ailleurs également des chiffres avec filtre à particules qui sont au plus inférieurs à 22 giga-particules par kilowattheure : « On gagne à peu près 85 % sur les émissions. On a alors là une marge qui est absolument énorme ».
Les nouveaux produits pris en compte
Concernant le NH3, les valeurs à ne pas dépasser sont de 60 mg/kWh sur banc (WHTC) et 85 en roulage (RDE). Celles relevées en laboratoire avec les 6 camions du panel s’échelonnent de 1,4 à 5,8 mg/kWh. A l’utilisation, le CRMT trouve 18 mg/kWh sans FAP. « On est très large, ça passera facilement sans avoir à faire de mise au point spécifique », se réjouit encore Richard Lecoupeau.Pour les hydrocarbures oxygénés ou non (NMOG), l’Euro 7 demande d’être au plus à 80 mg/kWh sur banc et 105 sur route : « Là, on n’a pas directement de mesures ». Le spécialiste en transition énergétique pour 2C-Consulting est allé chercher des éléments dans un travail commun de FEV Europe, TNO Automotive et VTT Technical Research Center of Finland : « Ils disent que sur les moteurs diesel et à gaz, on peut considérer que la mesure de NMOG est très proche de la mesure NMHC ». Les données recueillies par le CRMT en roulage avec le Iveco Cursor 13 sont comprises entre 5 et 15 mg/kWh : « Logiquement, les mesures NMOG ne devraient pas poser de problème. Ce qui reste des suppositions, mais on peut être relativement confiants ».
Au sujet des N2O, les limites sont à 200 mg/kWh aux tests WHTC et 260 aux essais RDE. Ce produit « a un impact très fort sur le réchauffement climatique avec un PRG à 273. Ce qui veut dire qu’un gramme de ce protoxyde d’azote a le même impact que 273 g de CO2 ». Lors de ses prises de mesures en roulage, le CRMT a observé là également des valeurs bien moindres aux exigences européennes avec moins de 14 mg/kWh.
« Il sera beaucoup plus difficile pour les motorisations diesel de matcher avec l’Euro 7 »Responsable GRDF des relations filières véhicules et stations GNV/bioGNV, et animateur du webinaire, Benoit Domingos a résumé : « Les motorisations gaz sont en excellente voie pour pouvoir passer la nouvelle réglementation Euro 7 sans grandes difficultés, même si ça implique des investissements assez importants puisqu’on a des seuils qui se sont sévérisés de manière assez notable ».
En réponse, Richard Lecoupeau a estimé : « Il sera beaucoup plus difficile pour les motorisations diesel de matcher avec l’Euro 7 ». Et le B100 ? Il y aura un gros travail à réaliser concernant les oxydes d’azote : « Je pense qu’on y arrivera, mais ça peut être délicat. Ca sera certainement en contrepartie d’une consommation encore plus forte d’AdBlue ou autre. En revanche un facteur qui risque d’être limitant, ce sont les formaldéhydes, car ces moteurs en émettent a priori beaucoup ».
Si la norme Euro 7 fait entrer ces HCHO, c’est pour l’instant sans exprimer d’exigences : « Ce qui est prévu, c’est que la commission devra proposer au plus tard le 31 décembre 2027 des seuils et la technologie de mesures associé qui n’est aujourd’hui pas encore définie. Sans données sur le sujet, je ne sais pas dire si le moteur à gaz est un gros émetteur de HCHO. J’ai juste trouvé que les biocarburants affichent des émissions un peu élevées ».
ACV énergétiques : vers une nouvelle approche
« On parle beaucoup de transition énergétique, mais pas assez de la problématique que va générer cette transition sur les ressources », a souligné Richard Lecoupeau. « Remplacer le gazole, c'est quelque chose de très compliqué aussi d’un point de vue des flux énergétiques et des ressources. Le remplacer par une seule énergie, c’est quasiment impossible, même avec le biométhane ».Avec Denis Benita de l’Ademe, le spécialiste de 2C-Consulting a travaillé sur « une analyse préliminaire qu’on appelle ACV énergétique. Je ne sais pas si le nom restera, mais l’idée, c'est, en s’inspirant de l’ACV Carbone, de connaître le besoin énergétique pour produire des carburants depuis l’extraction de la matière première - pétrole, biomasse, uranium - jusqu’à l’utilisation dans le véhicule ». Autrement dit : « Combien d’énergie il va falloir injecter dans le process pour avoir assez d’énergie à l’autre bout ».
En référence au gazole, la solution électrique à batterie obtiendrait un meilleur score et le bioGNV se placerait également très bien. Le B100, le HVO, et l’hydrogène (électrique à pile à combustible et thermique) seraient assez loin derrière.
En lanterne rouge a priori : les E-Fuels. « Il ne faudrait pas que l’on ait des surconsommations énergétiques pour continuer à maintenir la mobilité qu’on aurait décarbonée. Ce qui ne serait pas gérable », prévient Richard Lecoupeau. Les résultats sont provisoires et demandent encore à être affinés. « On aimerait creuser davantage avec les différents acteurs des filières. L’idée est d’engager en 2025 une étude beaucoup plus complète et aller interviewer les acteurs concernés pour aboutir à des chiffres finaux qui soient validés par tous », explique Denis Benita.
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Une étude ACV multicarburants attendue en fin d’année
Une autre étude (400 pages) de l’Ademe devrait sortir à la fin de la présente année 2024 : « Elle est essentiellement axée sur le rétrofit, mais aussi sur les véhicules neufs. C’est une étude multi-filières : électrique à batterie, électrique à pile à combustible hydrogène, hydrogène dans des moteurs thermiques, et bioGNV. Plusieurs véhicules vont être passés à la moulinette ». Parmi les engins qui vont être étudiés, « des bus 12 et 18 mètres, des autocars régionaux scolaires, des camions 19 et 44 tonnes, des bennes à ordures ménagères. Ca va être très complet en termes de véhicules et de filières ».Quels sont les objectifs de ce travail ? Il s’agit « de faire à la fois une analyse économique, mais aussi et surtout environnementale très complète. Jusqu’à maintenant, les deux études que l’on avait sorties sur le rétrofit s’intéressaient essentiellement au critère CO2 ».
Avec cette nouvelle étude va être appliquée « la méthode empreinte-projet qui s’intéresse en plus du CO2 à 15 autres critères comme par exemple l’épuisement des ressources ». Il en ressortira un score unique par solution de décarbonation : « On va affecter des coefficients de pondération à chacun des critères pour ne sortir qu’une seule et unique note qui sera représentative des 16 critères globaux ». Ce qui va permettre de comparer les filières entre-elles autrement qu’en se limitant au CO2 : « Cela va un peu changer la donne. On va aussi avoir des résultats un peu différents de ce que l’on a publié jusqu’à aujourd’hui ».
Il faudra attendre un peu pour connaître les conclusions dans le détail, mais il est déjà possible de dire que les rétrofits électrique, hydrogène ou bioGNV restent plus intéressants que de produire des véhicules neufs.
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