Le fonctionnement d’une voiture GNV
Alors que dans quelques pays, comme l’Italie, la mobilité au gaz naturel a toujours eu une place importante, en France, elle semblait promise à disparaître au cœur de la décennie 1990. Son impact des plus vertueux sur l’environnement, en particulier lorsque l’on fait le choix du bioGNV, replace cette solution en bonne place de la mobilité durable.
Avant de parler du fonctionnement des moteurs qui équipent les voitures GNV, il n’est sans doute pas inutile de rappeler rapidement les bienfaits de ce carburant. Avec l’emploi du gaz naturel pour la mobilité, les émissions de CO2 baissent de 25% par rapport à une voiture à essence, et de 15% en comparaison d’un équivalent diesel.
En revanche, le bioGNV gomme presqu’en totalité l’impact carbone à l’utilisation, car le CO2 absorbé par les végétaux méthanisés compense celui réellement libéré derrière le véhicule. Le GNV, qu’il soit le produit ou non de la méthanisation, permet d’éliminer quasiment la totalité des particules émis habituellement à l’échappement des moteurs thermiques.
Concernant les oxydes d’azote, le gain est respectivement d’environ 55% et 85% par rapport à un moteur alimenté à l’essence ou au gazole. Enfin, pas d’odeur et moins de nuisances sonores au passage des véhicules.
Sur environ 15.000 voitures alimentées au GNV qui circulent en France, peu, finalement, sont entre les mains de particuliers. Mais il en existe, comme en témoignent nos articles à ce sujet, et leur nombre ne fera qu’augmenter avec l’ouverture de nouvelles stations d’avitaillement au public.
Mais en 2018, les voitures employant du gaz naturel sont principalement exploitées pour les besoins des entreprises, et parfois de collectivités. Et ce, le plus souvent de façon intensive, confirmant la fiabilité et la solidité des moteurs au GNV, mais aussi l’économie réelle réalisée sur le terme aussi bien sur le poste carburant que sur celui de l’entretien des moteurs, quelque peu réduit.
La conversion d’un moteur essence au GPL est plus connue que sa transformation pour être alimenté au GNV. Techniquement, il est possible de modifier un bloc diesel pour qu’il fonctionne au gaz naturel. Dans la pratique, on oublie, car le coût de l’opération est plus élevé, et les résultats moins convaincants qu’en prenant pour base un moteur à essence. Les constructeurs, eux, ont tranché depuis longtemps.
Par rapport à un bloc qui ne fonctionnera qu’avec ce produit pétrolier liquide, l’alimentation au GNV demande une adaptation pour être gavé au gaz. Le véhicule reçoit donc en plus un réservoir spécifique avec soupape de sécurité et jauge additionnel à installer au tableau de bord, un vapodétendeur chargé de convertir la pression de stockage à celle d’utilisation dans le moteur, différentes électrovannes, un calculateur électronique capable de gérer la bicarburation, un régulateur de richesse couplé à l’habituelle sonde lambda, un système d’injection particulier, des filtres supplémentaires, et un sélecteur manuelle de passage du GNV à l’essence et inversement.
Si tout moteur essence conventionnel peut fonctionner au gaz naturel, l’architecture la plus efficace en termes de compromis puissance/émissions à l’échappement se compose d’un bloc moteur à commande électronique avec recirculation des gaz, d’un turbocompresseur avec refroidisseur, et d’un convertisseur catalytique 3 voies.
Le gaz naturel est stocké sous une pression de 200 bars dans le réservoir dédié. Le démarrage du véhicule s’effectue impérativement et automatiquement à l’essence, le système électronique pilotant le passage au GNV quelques dizaines de secondes plus tard. De même, si la réserve de gaz est épuisée, le moteur reçoit à nouveau de l’essence. Du fait de la bicarburation, les voitures GNV peuvent indifféremment rouler avec l’un ou l’autre des produits.
Pour rouler avec une voiture GNV, deux possibilités : faire convertir un modèle à essence auprès d’un spécialiste agréé, ou acheter, même d’occasion, une voiture proposée neuve en bicarburation par un des constructeurs impliqués dans la mobilité au gaz naturel.
L’indice d’octane du GNV étant supérieur à celui de l’essence, un moteur conçu dès le départ pour fonctionner au gaz, acceptant un taux de compression plus élevé, disposera d’un meilleur rendement. Ce qui plaide pour une voiture équipée en première monte.
La solution de la conversion n’est cependant pas à négliger. Elle permet ainsi de modifier des modèles anciens ou qui n’existent pas sur le marché en alimentation au gaz naturel. Au rallye Monte Carlo des véhicules à énergies nouvelles de 2015, avait été engagée une Citroën 2 CV convertie récemment par Pierre Denis-Farge à la tête de la seule station-service en France à avoir délivré du GNV sans discontinuer pendant plus de 70 ans. Une autre roule dans Paris via la startup « 4 roues sous 1 parapluie ». Deux exemples qui ouvrent de très larges perspectives !
Attention aux mauvais amalgames, et en particulier à celui qui voudrait que la mobilité au gaz serait dangereuse car des voitures équipées pour rouler au GPL ont explosé en France.
Deux éléments de réponses importants : Tout d’abord les véhicules GPL ont été fiabilisés à ce niveau depuis déjà pas mal d’années, d’abord par l’ajout d’une soupape de sécurité sur les réservoirs. Le GNV, lui, est un gaz peu inflammable et non explosif dans les conditions d’exploitation pour la mobilité.
Ces deux qualités lui valent de ne pas connaître les restrictions d’accès dans les parkings souterrains qui étaient imposées pour les voitures GPL. Globalement, les réservoirs de gaz sont bien plus sûrs et résistants que ceux conçus pour recevoir de l’essence ou du gazole. Ils disposent d’un système évacuation qui s’active au besoin, provoquant éventuellement une combustion contrôlée du GNV en cas d’incendie du véhicule.
La vraie question à se poser avant d’acheter une voiture GNV est : « Où faire le plein ? ». Le cap de la centaine de stations-service ouvertes aux particuliers n’a pas encore été franchi, mais ça ne saurait tarder. Les programmes pour combler les déserts et offrir un maillage plus dense se multiplient, bénéficiant parfois d’un financement opéré par l’ADEME.
Pétroliers, gaziers, collectivités, groupes d’agriculteurs, opérateurs de réseaux, etc. : la nature des acteurs qui s’activent en ce sens est diverse, assurant une grande sécurité au développement des stations-service. Sur une voiture, l’avitaillement en GNV n’est pas vraiment plus compliqué que de remplir un réservoir d’essence ou de gazole. Il suffit juste de se familiariser avec le système de verrouillage de l’embout à relier au véhicule et du bouton sur lequel appuyer pour compléter le plein.
Carte des stations GNV en France
SOMMAIRE
- Pourquoi choisir le GNV ?
- Particuliers et professionnels
- Base essence ou diesel
- Fonctionnement du moteur
- Première monte ou conversion
- Sécurité
- Stations-services
Pourquoi choisir le GNV ?
Avant de parler du fonctionnement des moteurs qui équipent les voitures GNV, il n’est sans doute pas inutile de rappeler rapidement les bienfaits de ce carburant. Avec l’emploi du gaz naturel pour la mobilité, les émissions de CO2 baissent de 25% par rapport à une voiture à essence, et de 15% en comparaison d’un équivalent diesel.
En revanche, le bioGNV gomme presqu’en totalité l’impact carbone à l’utilisation, car le CO2 absorbé par les végétaux méthanisés compense celui réellement libéré derrière le véhicule. Le GNV, qu’il soit le produit ou non de la méthanisation, permet d’éliminer quasiment la totalité des particules émis habituellement à l’échappement des moteurs thermiques.
Concernant les oxydes d’azote, le gain est respectivement d’environ 55% et 85% par rapport à un moteur alimenté à l’essence ou au gazole. Enfin, pas d’odeur et moins de nuisances sonores au passage des véhicules.
Particuliers et professionnels
Sur environ 15.000 voitures alimentées au GNV qui circulent en France, peu, finalement, sont entre les mains de particuliers. Mais il en existe, comme en témoignent nos articles à ce sujet, et leur nombre ne fera qu’augmenter avec l’ouverture de nouvelles stations d’avitaillement au public.
Mais en 2018, les voitures employant du gaz naturel sont principalement exploitées pour les besoins des entreprises, et parfois de collectivités. Et ce, le plus souvent de façon intensive, confirmant la fiabilité et la solidité des moteurs au GNV, mais aussi l’économie réelle réalisée sur le terme aussi bien sur le poste carburant que sur celui de l’entretien des moteurs, quelque peu réduit.
Base essence ou diesel
La conversion d’un moteur essence au GPL est plus connue que sa transformation pour être alimenté au GNV. Techniquement, il est possible de modifier un bloc diesel pour qu’il fonctionne au gaz naturel. Dans la pratique, on oublie, car le coût de l’opération est plus élevé, et les résultats moins convaincants qu’en prenant pour base un moteur à essence. Les constructeurs, eux, ont tranché depuis longtemps.
Par rapport à un bloc qui ne fonctionnera qu’avec ce produit pétrolier liquide, l’alimentation au GNV demande une adaptation pour être gavé au gaz. Le véhicule reçoit donc en plus un réservoir spécifique avec soupape de sécurité et jauge additionnel à installer au tableau de bord, un vapodétendeur chargé de convertir la pression de stockage à celle d’utilisation dans le moteur, différentes électrovannes, un calculateur électronique capable de gérer la bicarburation, un régulateur de richesse couplé à l’habituelle sonde lambda, un système d’injection particulier, des filtres supplémentaires, et un sélecteur manuelle de passage du GNV à l’essence et inversement.
Fonctionnement du moteur
Si tout moteur essence conventionnel peut fonctionner au gaz naturel, l’architecture la plus efficace en termes de compromis puissance/émissions à l’échappement se compose d’un bloc moteur à commande électronique avec recirculation des gaz, d’un turbocompresseur avec refroidisseur, et d’un convertisseur catalytique 3 voies.
Le gaz naturel est stocké sous une pression de 200 bars dans le réservoir dédié. Le démarrage du véhicule s’effectue impérativement et automatiquement à l’essence, le système électronique pilotant le passage au GNV quelques dizaines de secondes plus tard. De même, si la réserve de gaz est épuisée, le moteur reçoit à nouveau de l’essence. Du fait de la bicarburation, les voitures GNV peuvent indifféremment rouler avec l’un ou l’autre des produits.
Première monte ou conversion
Pour rouler avec une voiture GNV, deux possibilités : faire convertir un modèle à essence auprès d’un spécialiste agréé, ou acheter, même d’occasion, une voiture proposée neuve en bicarburation par un des constructeurs impliqués dans la mobilité au gaz naturel.
L’indice d’octane du GNV étant supérieur à celui de l’essence, un moteur conçu dès le départ pour fonctionner au gaz, acceptant un taux de compression plus élevé, disposera d’un meilleur rendement. Ce qui plaide pour une voiture équipée en première monte.
La solution de la conversion n’est cependant pas à négliger. Elle permet ainsi de modifier des modèles anciens ou qui n’existent pas sur le marché en alimentation au gaz naturel. Au rallye Monte Carlo des véhicules à énergies nouvelles de 2015, avait été engagée une Citroën 2 CV convertie récemment par Pierre Denis-Farge à la tête de la seule station-service en France à avoir délivré du GNV sans discontinuer pendant plus de 70 ans. Une autre roule dans Paris via la startup « 4 roues sous 1 parapluie ». Deux exemples qui ouvrent de très larges perspectives !
Sécurité
Attention aux mauvais amalgames, et en particulier à celui qui voudrait que la mobilité au gaz serait dangereuse car des voitures équipées pour rouler au GPL ont explosé en France.
Deux éléments de réponses importants : Tout d’abord les véhicules GPL ont été fiabilisés à ce niveau depuis déjà pas mal d’années, d’abord par l’ajout d’une soupape de sécurité sur les réservoirs. Le GNV, lui, est un gaz peu inflammable et non explosif dans les conditions d’exploitation pour la mobilité.
Ces deux qualités lui valent de ne pas connaître les restrictions d’accès dans les parkings souterrains qui étaient imposées pour les voitures GPL. Globalement, les réservoirs de gaz sont bien plus sûrs et résistants que ceux conçus pour recevoir de l’essence ou du gazole. Ils disposent d’un système évacuation qui s’active au besoin, provoquant éventuellement une combustion contrôlée du GNV en cas d’incendie du véhicule.
Stations-services
La vraie question à se poser avant d’acheter une voiture GNV est : « Où faire le plein ? ». Le cap de la centaine de stations-service ouvertes aux particuliers n’a pas encore été franchi, mais ça ne saurait tarder. Les programmes pour combler les déserts et offrir un maillage plus dense se multiplient, bénéficiant parfois d’un financement opéré par l’ADEME.
Pétroliers, gaziers, collectivités, groupes d’agriculteurs, opérateurs de réseaux, etc. : la nature des acteurs qui s’activent en ce sens est diverse, assurant une grande sécurité au développement des stations-service. Sur une voiture, l’avitaillement en GNV n’est pas vraiment plus compliqué que de remplir un réservoir d’essence ou de gazole. Il suffit juste de se familiariser avec le système de verrouillage de l’embout à relier au véhicule et du bouton sur lequel appuyer pour compléter le plein.
Carte des stations GNV en France
