TPE 2006-2007: Le Bioethanol
Lien au moteur automobile
S'il est bien intéressant de savoir comment fabriquer du bioéthanol, ça l'est encore plus de savoir comment ce dernier va être utilisé dans les moteurs.Fondamentalement, il existe 4 façons différentes d'introduire le bioéthanol dans un moteur automobile.
1)Ethanol anhydre mélangé à de l’essence
Cette première solution consiste à utiliser le bioéthanol anhydre (sans eau), c’est à dire pur, en mélange avec l’essence conventionnelle.
a) Faibles Concentrations
Pour des petites concentrations, c’est à dire de 5 à 10%, l’éthanol peut être incorporé directement à l’essence et fonctionner dans des véhicules normaux, sans avoir besoin de modifier le moteur.
Pour des raisons purement légales de compatibilité avec les normes européennes, le taux maximum d'alcool en mélange à de l'essence sans plomb en Europe est fixé à 5%.
Cependant quelques probèlmes se posent : un problème important lié à l'utilisation d'éthanol en mélange à faible taux d'incorporation est l'augmentation de la pression de vapeur (ou volatilité). Les conséquences en sont une augmentation des émissions par évaporation, et un risque de formation de bouchon de vapeur par temps très chaud et en haute altitude.
b) Concentrations plus élevées
Au-delà des valeurs réduites, l’utilisation du bioéthanol nécessite une transformation du moteur. C’est ainsi que sont apparus les moteurs « flex-fuel » (flexibles), qui vont permettre à des véhicules d’utiliser indifféremment de l’éthanol ou de l’essence, jusqu’à 85% de concentration en éthanol.
source : Science et Vie
Ce dessin permet
d'observer que le véhicule flex-fuel
subit un certain nombres de modifications par rapport à un
véhicule standard. Au niveau du moteur, l’allumage et la combustion étant différents des véhicules standards, le véhicule flex-fuel nécessite des améliorations. Ainsi, il est capable de s’adapter en fonction du pourcentage d’éthanol dans le réservoir.
Au niveau des autres composants, la plus grande nécessité est de renforcer les matériaux, car l’éthanol a un pouvoir corrosif que l’essence conventionnelle ne possédait pas.
2) Ethanol anhydre mélangé avec du diesel
Cette deuxième solution permet d’incorporer de l’éthanol dans des moteurs diesels sans les modifier.On a deux possibilités :
- l’incorporation d’éthanol à hauteur de 3%, sans aucune modification (cette méthode est actuellement testée).
- l’ajout d’éthanol à hauteur de 10-15 %, sans modifier le moteur mais en ajoutant un solubilisant qui permettra d’obtenir un mélange stable.
Mais dans les deux cas, ce sont des modèles qui ne sont pas encore viables à une échelle industrielle, et qui sont encore à une phase expérimentale.
3) Ethanol hydraté
Autre idée, l’utilisation d’éthanol hydraté est encore une utilisation à l'étude. Si ce procédé se mettait en place, on pourrait éviter les étapes fastidieuses de la déshydratation (qui permet d’obtenir un éthanol pur), qui restent très compliquées et chères..
Cette solution offre la possibilité d'utiliser directement du bioéthanol hydraté, plus facile et donc aussi moins cher à produire. Les moteurs (essence ou diesel), dans ce cas, doivent être légèrement modifiés, ou mieux encore, directement conçus à cet effet.
Cependant, avec l’éthanol hydraté, le fonctionnement à froid et le démarrage pose quelques problèmes.
Les solutions envisageables sont l’ajout d'une bougie d'allumage ou encore celle d'un additif. Mais cet additif augmenterait sensiblement le coût de production du bioéthanol.
4) L’ETBE
Dernière solution proposée : l'ETBE. Ce carburant, de son vrai nom éthyl-tertio-butyl-éther (ETBE) est fabriqué en transformant l’éthanol grâce à une réaction chimique avec de l’isobutène.
Au niveau du fonctionnement, ses propriétées sont beaucoup plus favorable à l’utilisation dans les moteurs. Il est incorporé dans l’essence à hauteur de 10-15 %.
En Europe il s'agit de la filière d’utilisation du bioéthanol la plus développée aujourd’hui.
Bilan : anhydre, hydraté, transformé en ETBE, le bioéthanol trouvera donc apparement sous plusieurs formes sa place dans nos moteurs.