Le moteur de ce camion hybride GNC - électrique a été totalement repensé
Le Southwest Research Institute (SWRI) a développé un groupe motopropulseur hybride couplant un moteur GNC à une batterie de 40 kWh. Une technologie qui permet de diminuer drastiquement les émissions de NOx.
La réglementation actuelle limite les émissions totales d’oxydes d’azote (NOx) d’un moteur à 0,2 gramme par cheval-heure, mais le futur cadre légal entrera progressivement en vigueur d'ici 2027 et nécessitera de les réduire encore de 80 à 90 %. Et même si aujourd’hui, le GNV, c'est 95 % de particules fines et 50 % de NOx en moins par rapport à la norme Euro VI, il est évident que les moteurs au gaz naturel doivent encore améliorer leurs performances.
C’est le cadre du projet mené par le SWRI (San-Antonio, USA), sur la base d’un petit camion Isuzu dont la motorisation a été complètement repensée. Grâce au financement reçu du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) en 2021 (dans le cadre d'un programme plus vaste de 11 millions de dollars visant à promouvoir le développement de technologies avancées pour les véhicules au gaz naturel), le Southwest Research Institute est parvenu à créer un prototype de petit utilitaire capable de se conformer à la norme la plus stricte, soit 0,02 gramme par cheval-heure.
Pour Ryan Williams, responsable de la section des moteurs à allumage commandé de la division Powertrain Engineering de SwRI, ces résultats ne tiennent pas du miracle, mais bien du choix radical fait, dès le départ, de repenser complètement la motorisation. Pour lui, « le problème avec la plupart des moteurs au gaz naturel est qu'ils sont généralement dérivés d'une plateforme de moteur diesel hautement optimisée pour la combustion du carburant diesel. Pour ce programme, notre équipe a complètement repensé la culasse autour d'un moteur à essence moderne mieux adapté au gaz naturel. Cette approche de conception a produit une combustion beaucoup plus rapide, ouvrant de nouvelles voies vers un rendement plus élevé ».
La réglementation actuelle limite les émissions totales d’oxydes d’azote (NOx) d’un moteur à 0,2 gramme par cheval-heure, mais le futur cadre légal entrera progressivement en vigueur d'ici 2027 et nécessitera de les réduire encore de 80 à 90 %. Et même si aujourd’hui, le GNV, c'est 95 % de particules fines et 50 % de NOx en moins par rapport à la norme Euro VI, il est évident que les moteurs au gaz naturel doivent encore améliorer leurs performances.
C’est le cadre du projet mené par le SWRI (San-Antonio, USA), sur la base d’un petit camion Isuzu dont la motorisation a été complètement repensée. Grâce au financement reçu du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) en 2021 (dans le cadre d'un programme plus vaste de 11 millions de dollars visant à promouvoir le développement de technologies avancées pour les véhicules au gaz naturel), le Southwest Research Institute est parvenu à créer un prototype de petit utilitaire capable de se conformer à la norme la plus stricte, soit 0,02 gramme par cheval-heure.
Le véhicule de démonstration intègre une architecture hybride "P2" qui place un moteur électrique de 100 kW entre le moteur et la transmission, alimenté par une batterie de 40 kWh. Cette configuration permet de passer en toute transparence d'un mode VE à un mode moteur seul ou à un mode hybride combiné en fonction de la vitesse du véhicule et de la puissance demandée.
Pour Ryan Williams, responsable de la section des moteurs à allumage commandé de la division Powertrain Engineering de SwRI, ces résultats ne tiennent pas du miracle, mais bien du choix radical fait, dès le départ, de repenser complètement la motorisation. Pour lui, « le problème avec la plupart des moteurs au gaz naturel est qu'ils sont généralement dérivés d'une plateforme de moteur diesel hautement optimisée pour la combustion du carburant diesel. Pour ce programme, notre équipe a complètement repensé la culasse autour d'un moteur à essence moderne mieux adapté au gaz naturel. Cette approche de conception a produit une combustion beaucoup plus rapide, ouvrant de nouvelles voies vers un rendement plus élevé ».
Source : www.swri.org
"moteurs à allumage commandé"
La problématique n’est pas uniquement liée à la conception du moteur, elle est surtout liée à la différence entre un moteur à allumage commandé et un à allumage par compression. Le second, plus coupleux et avec un couple plus bas, est beaucoup plus adapté à une utilisation lourde (PL, bus ou car).
Malgré toutes les technologies développées (turbo à géométrie variable, calage variable des soupapes, multi-soupapes) la différence reste.
Je le vois bien avec les cars régionaux, les bus gaz (à allumage commandé) ont beaucoup plus de mal à respecter les horaires, dans les rampes un peu longues ils perdent sacrément en vitesse quand un diesel les franchit sans sourciller sur le couple.
La technique employée permet juste de gommer cette différence avec le moteur électrique qui vient en soutient du moteur thermique sous forte sollicitation.
Une technologie dual-fuel permet d’alimenter un moteur à allumage par compression avec un carburant nécessitant un allumage commandé donc en conservant les avantages du premier.
Merci @Christophe pour cette explication complémentaire, mais quel lien avec les émissions de NOx mis en évidence en début de l’article ?
Et cela pourrait-il être adapté aux véhicules légers ?
Cela aurait-il un sens ?
Morts prématurés en France dus aux NOx : 7 700
Morts prématurés en France dus aux particules : 44 000.
Résoudre la problématique des particules revient à résoudre la problématique des NOx.
L’inverse n’est pas vrai :
- l’électrification ne résout aucunement la problématique des particules d’abrasion (90 % des émissions sur une voiture récente)
- le moteur à allumage commandé ne résout pas le problème des particules à l’échappement, si il y en a effectivement moins en masse, il y en a plus en nombre, elles sont plus petites donc plus dangereuses.
La solution passe donc par une réduction drastique de la circulation automobile et le transfert des autosolistes vers les Transports Collectifs (et la marche et le vélo mais avec de sérieuses limites de distances et de météo pour le second).
C’est bien tout le problème de la focalisation des politiques sur le véhicule plutôt que sur l’usage.