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Conférencier Olivier Bellavigna-Ladoux, ingénieur, M. Ing. Président, ProLad Expert Inc. Ingénierie légale: véhicules et équipements motorisés www.prolad.ca.

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1 Conférencier Olivier Bellavigna-Ladoux, ingénieur, M. Ing. Président, ProLad Expert Inc. Ingénierie légale: véhicules et équipements motorisés 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012 Efficacité énergétique et émissions polluantes des moteurs des véhicules commerciaux *** Horizon 2020 pour les technologies en réduction des émissions polluantes et en efficacité énergétique

2 Congrès ASMA 2012 « Quelles sont les nouvelles technologies qui trouveront leur place dans les moteurs de véhicules lourds de demain? » 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

3 Ordre du jour Historique du moteur Diesel Le moteur de 1967 à aujourdhui Lévolution des normes EPA Les options technologiques du moteur Diesel La réglementation de lEPA de 2013 à 2018 Technologies à venir en efficacité énergétique Les carburants et technologies alternatifs Période de questions 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre

4 Remerciements De nombreux graphiques et images de cette présentation sont tirés de documents obtenus de Monsieur Michel Bergeron, Vice-président chez Cummins Est du Canada 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre

5 Historique du moteur Diesel Fruit des travaux de l'ingénieur allemand Rudolf Diesel Développe lidée dun moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé mais spontané, par phénomène d'auto-inflammation.moteur à combustion internecommandéauto-inflammation Il n'a donc pas besoin de bougies d'allumage.bougies d'allumage Cela est possible grâce à un très fort taux de compression (rapport volumétrique) d'environ 14:1 à 25:1, permettant d'obtenir une température de 700 à 900 °Ctaux de compression 5 Il y a près de 120 ans ( )… 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

6 Le moteur daujourdhui, comparé au moteur de 1967… Développe plus de puissance Consomme moins de carburant Est plus durable et plus fiable Est plus compact et plus léger Coûte moins cher en dollars constants et génère 90% moins démissions polluantes quen ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

7 Injecteur >> 75 C° DieselDiesel 680 C° Air compressé Mélange riche diesel / air 550 C° 1330 C° Produits de la combustion riche : CO, HC, PM 2430 C° NOxNOx CO 2, H 2 O 7 Combustion Diesel ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

8 ÉVOLUTION DES NORMES « EPA » 8 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

9 Évolution des normes démissions polluantes pour les véhicules… de plus en plus strictes et visant à réduire la pollution atmosphérique due au transport routier. pollution atmosphériquetransport pollution atmosphériquetransport Moteur + Carburant + Système antipollution + Lubrifiant + Camion Intégration et harmonisation des différents composants et systèmes 9 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

10 SCR Gestion électronique du moteur Injection électronique Gestion électronique du moteur Injection électronique EGR & DPF Refroidisseur dair de suralimentation air-air Les grandes étapes technologiques vers le zéro émissions NOx et MP N O x e t M P ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

11 La norme EPA des Matières Particulaires Diesel à 5000 ppm Le niveau de MP chute de 90% à 0.01g Diesel à 500 ppm Diesel à 15 ppm ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012 g/bhp-hr

12 Filtre à Matières Particulaires (DPF) Céramique Platine ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

13 La norme EPA de NOx g/bhp-hr 13 Le niveau de NOx chute de 98% à 0.2g 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

14 OPTIONS TECHNOLOGIQUES DU MOTEUR DIESEL ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

15 Diesel #2 EPA 2010 Principe EGR léger Filtre à particules Filtre du reniflard Réservoir DEF (Diesel Exhaust Fluid - Urée) URÉE Catalyseur SCR (Selective Catalytic Reduction) Module de contrôle du DEF Turbo à géométrie variable et EGR ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

16 Catalyseur SCR Les matières particulaires (MP) sont emprisonnées dans le filtre à particules (DPF) Le DEF est vaporisé dans le flux déchappement Le DEF se transforme en ammoniaque (NH3) et se mélange aux gas déchappement Lammoniaque (NH3) et les NOx réagissent pour former de lazote et de leau Les gaz déchappement quittent le moteur avec les polluants NOx et MP Principe de lEGR léger & DPF/DEF/SCR ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

17 Diesel #2 EPA 2010 Principe de lEGR Massif T C T C Filtre du reniflard Filtre à Particules Double turbos compresseurs en série Valve EGR Refroidisseur EGR Refroidisseur air-air T C 35% à 50% de recirculation des gaz déchappement ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012 Moteurs MaxxForce de Navistar International (5 juillet 2012 CA annonce abandon graduel de cette technologie à partir de 2013)

18 RÉGLEMENTATION « EPA » ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

19 Monitorage du moteur – Seuils démissions Système de carburation Système EGR/traitement dair Capteurs et actuateurs, lumières et interrupteurs… Monitorage de post-traitement – Seuils démissions Filtre à particules (DPF) Réduction catalytique sélective (SCR) Réservoir du liquide/urée ( DEF) Niveau dinformation exigé Outil partie externe Facilité de réparation ECM Moniteurs/algorithmes Enregistrement de fautes Lumière mf Système de monitorage du véhicule Système de refroidissement Capteurs, actuateurs, interrupteurs et lumières témoin Cummins Confidential Système de diagnostic embarqué (OBD) Obligatoire en ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

20 Économie de carburant Règlementation proposée par lEPA et le DOT concernant la réduction des émissions des GES Règlementation proposée par lEPA et le DOT concernant la réduction des émissions des GES /15/20% 20 Pour la première fois, dès 2014, application dun standard de réduction de consommation de carburant pour les véhicules lourds. Réduction imposée de la consommation de carburant entre 2014 et 2018: -Camions tracteurs: 20% (4 gallons à chaque 100 miles) -Gros pick-ups: 15% (1 gallon à chaque 100 miles) -Autobus et camions porteurs : 10% (1 gallon à chaque 100 miles) 530 millions de barils de pétrole économisés pendant la vie des camions construits entre 2014 et ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

21 Règlementation proposée par lEPA et le DOT concernant la réduction des émissions des GES Règlementation proposée par lEPA et le DOT concernant la réduction des émissions des GES 21 -Pour les utilisateurs finaux, économie de carburant de lordre de 50 milliards de dollars -Aucune augmentation significative des coûts dentretien -Pour les motoristes, continuation de lapplication des technologies telles que DPF, DEF, EGR, SCR -Pour les manufacturiers de camions, travaux au niveau de laérodynamisme, poids des camions et rolling resistance 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

22 TECHNOLOGIES ALTERNATIVES ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

23 Biodiesel Mélange de 20% à du pétrodiesel Provenant de matières végétales, de gras danimal ou dhuile de friture Doit être produit industriellement avec de lénergie...fossile Il faudrait le double des surfaces cultivées mondialement pour permettre au parc actuel de rouler Point trouble et qualité à considérer B5-B20 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre

24 Biogaz Tous les sites denfouissements génèrent des biogaz. Le biogaz est un gaz combustible, un mélange de méthane à 65% et de CO2 à 35%. Une énergie renouvelable issue de la biomasse. Lépuration du biogaz en arrive à une composition similaire au gaz naturel et sert à alimenter les moteurs au gaz naturel. 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre

25 Gaz Propane Liquéfié Mélange de Diesel et de propane ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

26 Véhicule faisant appel à deux stockages d'énergie distincts pour se mouvoir, dont l'un de nature électriqueénergieélectrique De 25 à 50 % plus économique en carburant et en entretien que les systèmes conventionnels Hybride électrique diesel Hybride hydraulique Fonctionne à très haute tension ou pression Autonomie limitée, encombrant et lourd 26 Motorisation Hybride 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

27 Hydrogène Souvent évoqué comme carburant du futur Très loin dêtre aussi concentré en énergie que le pétrole Doit être très fortement comprimé pour fournir une autonomie satisfaisante Nexiste pas à létat naturel La production dhydrogène demande beaucoup dénergie Fuel cell - Autre option considérée (génération délectricité) 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre

28 Gaz Naturel Compressé Explosions provoquées par des bougies dallumage Dispositif de post-traitement passif simple Convertit et réduit trois éléments des émissions polluantes: HC, CO et NOx Rencontre la vie utile requise par lEPA Ne requiert aucun entretien préventif NOx CO HC N CO2 H2O ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

29 Gaz Naturel Liquéfié EPA 2010 Filtre à particules Filtre du reniflard Réservoir DEF URÉE Catalyseur SCR Module de contrôle du DEF ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

30 Composants du Gaz Naturel Liquéfié ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

31 Châssis de camion classe 8: principales composantes pour Gaz Naturel Liquéfié ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

32 Technologies disponibles au Québec en ce moment Le biodiesel Le biogaz Technologie diesel EGR léger Technologie diesel EGR massif Technologie gaz naturel compressé Technologie gaz naturel liquéfié Technologie gaz propane Technologie hybride ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

33 Applications des technologies alternatives Applications des technologies alternatives ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012

34 Questions? 21 ième Congrès ASMAVERMEQ, Château Bonne Entente, Québec, 7 septembre 2012


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