INTRODUCTION Les problèmes d’environnement

L'effet de serre de notre atmosphère est donc un phénomène bénéfique. Il existe dans notre atmosphère des « gaz à effet de serre » qui retiennent prisonnière l'énergie du soleil - donc une température élevée - près du sol. Si ce chauffage supplémentaire du sol n’existait pas, notre planète serait alors tout à fait inhabitable pour nous, êtres humains. L'effet de serre de notre atmosphère est donc un phénomène bénéfique. Ce qui est potentiellement dangereux n’est pas le phénomène en lui-même, mais sa modification rapide du fait de l'homme.

La responsabilité de l’homme, et le rôle de la voiture Deux gaz à effet de serre sont présents en quantités importantes dans l’atmosphère : - La vapeur d’eau (environ 0,3%), - Le dioxyde de carbone C02, ou gaz carbonique (environ 0,037%). Il en existe d'autres, classés en deux catégories : - Les "naturels", c'est à dire étant présents dans l'atmosphère avant l'apparition de l'homme; - Les "artificiels", gaz industriels présents dans l'atmosphère qu'à cause de l'homme. Les principaux autres gaz "naturels" à effet de serre sont : - L'ozone (O3). - Le protoxyde d'azote (N2O), - Le méthane (CH4).

Comparaison avec les principaux polluants émis par les voitures Gaz à effet de serre Dioxyde de carbone Méthane Ozone Protoxyde d’azotes Emissions des voitures Dioxyde de carbone Monoxyde de carbone Oxydes d’azotes (précurseurs de l’ozone) Hydrocarbures aromatiques monocycliques Particules Dans les grandes villes, l'automobile est responsable d'une grande part de la pollution atmosphérique. Partout dans le monde, elle participe à l’augmentation de l’effet de serre et à la pollution par les HAM et les particules.

ETAT DES LIEUX

- Réglementation européenne : 5% EMHV dans gazole = diester BIODIESEL - Synthétisé à partir de : graisses + huiles végétales extraites du colza ou récupérées (huile de friture) - Huile de colza + transestérification avec du méthanol = EMHV (ester méthylique d’huile végétale) + glycérol (destiné à d’autres usages) - Réglementation européenne : 5% EMHV dans gazole = diester

Bioéthanol (ou alcool éthylique) - alcool obtenu par fermentation des sucres extraits de la betterave à sucre, la canne à sucre, le blé, le maïs... - il peut être utilisé directement ou transformé en éthyl-tertio-butyl-éther (ETBE) par réaction avec l’isobutène

INDICATEUR EFFET DE SERRE POUR LA FILIERE BIOETHANOL (en grammes équivalent CO2 par kg) - impact sur l’effet de serre de la filière essence est 2.5 fois supérieur à celui de la filière éthanol. - remplacer un litre d’essence par un litre de bioéthanol permet d’éviter 75% des émissions de gaz à effet de serre qu’aurait produit le litre d’essence.

Le biogaz Composition: essentiellement méthane et gaz carbonique, eau, azote, hydrogène sulfuré, oxygène… Source: processus naturel de fermentation anaérobie des matières organiques animales ou végétales. Processus provoqué artificiellement dans des digesteurs et appliqué aux: - ordures ménagères; - boues de stations d’épuration; - déchets organiques industriels; - déchets de l’agriculture et de l’élevage.

Avantages: la méthanisation provoquée participe à la dépollution et à la protection de l’environnement. Elle produit aussi de l’énergie au lieu d’en consommer pour traiter les déchets. Applications, les exemples de Lille et de Tours: - la Communauté Urbaine de Lille a mis en service une flotte de 150 bus fonctionnant au biogaz (bus Agora de Renault); - dans la banlieue de Tours, plusieurs alvéoles ont été aménagées, et 10% du biogaz émis est traité en carburant pour alimenter une trentaines de voitures de la ville de Tours.

Définition et principe de fonctionnement: GPL (Gaz de pétrole liquéfié) Définition et principe de fonctionnement: Carburant propre issu du raffinage du pétrole brut Le GPL est un mélange d’hydrocarbures composé d’environ 80% de butane et 20% de propane 4 millions de véhicules roulent au GPL dans le monde Il n’y en a que 110 000 en France Le GPL fonctionne en bicarburation avec l’essence Le passage du GPL à l’essence se fait automatiquement ou manuellement

Avantages et inconvénients:  Technique: Pas de poussière, ni de plomb, ni de souffre dans les gaz d’échappement Réduction des émissions: D’oxyde d’azote (Nox) D’oxyde de carbone (CO) De gaz carbonique (CO2) D’hydrocarbure (HC) De particules Diminution du bruit Le réservoir de GPL ampute le volume du coffre Économique: 1500 stations-service en France Investissement initial important mais compensé par un faible prix du GPL Jusqu’à récemment, un crédit d’impôt était accordé aux acheteurs de véhicules fonctionnant au GPL

Le GNV (Gaz Naturel Véhicule): 4 millions de véhicules roulent au GNV dans le monde Seulement 3 000 circulent en France La France s’est récemment fixé l’objectif de 100 000 véhicules en 2010

Définition et principe de fonctionnement: Le GNV est un gaz issu de gisements naturels Il est composé de 90% de méthane (CH4) comprimé et stocké en réservoir Une voiture au gaz naturel est un véhicule standard modifié et équipé d’un réservoir supplémentaire pour le gaz naturel Actuellement, seuls des véhicules à bicarburation gaz/essence sont disponibles sur le marché

Avantages et inconvénients: Techniques: Contraignant en terme de stockage Pas de réseau de stations de distribution de gaz naturel Une adaptation du véhicule est nécessaire Réserves naturelles importantes Grande autonomie Pollution évitée: 25% de moins de CO2 que l’essence 10% de moins de CO2 que le gazole Réduction des hydrocarbures, des oxydes de carbone et d’azote et des particules Suppression des odeurs et des fumées noires Économiques: Jusqu’à très récemment, les acheteurs de véhicules roulant au GNV bénéficiaient d’un crédit d’impôt

« Toulouse, l’énergie par nature » Gaz de France lance le carburant gaz naturel avec Citroën Site pilote pour créer une dynamique autour du GNV Protocole d’équipement de 300 stations à l’horizon 2010 signé par Carrefour et Total Carrefour doit ouvrir une première station au premier semestre 2006 dans un hypermarché toulousain Citroën lance la nouvelle C3 à bicarburation essence/GNV vendue au prix du modèle diesel Commercialisation par GDF de compresseurs individuels pouvant se connecter sur l’installation de gaz des particuliers utilisée pour le chauffage ou la cuisson

Comparons le GPL et le GNV avec l’essence et le diesel: Les véhicules GPL sont les plus émetteurs de CO Pour le GNV, la plus grande partie des HC est du méthane Les véhicules diesel émettent 10 fois plus d’oxyde d’azote Les véhicules diesel non équipés de FAP émettent 30 fois plus de particules Les véhicules GNV émettent un peu moins de CO2 que les véhicules diesel et GPL, et beaucoup moins que les véhicules essence

Bilan des filières « du puit à la roue » La filière la plus émettrice de gaz à effets de serre est l’essence Les filières les moins émettrices sont le diesel et le GNV Le GPL est pénalisé par des émissions plus importantes dans la phase de production du carburant Le GPL se démarque de l’essence pour se rapprocher du diesel et du GNV Il reste un potentiel d’amélioration pour la filière GNV

Conclusion Chaque filière présente des avantages et des inconvénients suivant les polluants considérés Le diesel est plus favorable pour le CO et les HC Les filières gaz sont les moins émettrices de Nox et de particules Les bilans CO2 sont sensiblement équivalents pour les carburants gazole, GPL et GNV Des progrès sont attendus dans les différentes filières

Avantages et inconvénients: Les véhicules électriques Avantages et inconvénients:  Technique: Pas de bruit Pas de pollution au moment de l’utilisation (réduction de la pollution urbaine immédiate) Très bon rendement énergétique (70% contre 30% pour le moteur thermique) Économique: Problème de source et stockage de l’énergie Facilité et cout du rechargement Cher à l’achat Rapport prix/autonomie à améliorer

BlueCar est un prototype conçu par Batscap (batteries lithium/métal polymère) Autonomie: 200 km, vitesse de pointe: 125 km/h. OSCAR : Open Source Car, prototype de véhicule léger électrique. Objectif: Démontrer qu’un véhicule léger peut fonctionner avec 6kWh/100 km soit l’équivalent de 1 litre de gasoil 250 kg de batteries NiMh (nickel metal-hydrure), Autonomie: 100-300 km, vitesse de pointe: 130 km/h.

Les véhicules hybrides Solution intermédiaire entre les véhicules conventionnels et électriques Le concept : faire fonctionner le moteur thermique à une charge légèrement plus élevée que nécessaire, et utiliser ce surplus d'énergie mécanique pour charger une batterie. Pour le moment, des obstacles technologiques empêchent les constructeurs de totalement supprimer le surcoût de fabrication de ces véhicules (bimotorisation, stockage de l’énergie) Très peu de modèles sont disponibles à l’heure actuelle : Toyota Prius, Hyundai Accent 2006, Honda Civic, Ford Escape, hybrides essence Deux modèles français très récents, une Citroën C4 et Peugeot 307, hybrides diesel HDI Pollution très réduite (de 90 à 102g de CO2/km contre 120g pour les moins polluantes des voitures thermiques)

C’est également la voiture hybride la plus vendue au monde. La Prius est la première voiture hybride commercialisée par Toyota en 1997, retouchée en 2000 pour son arrivée en Europe. La troisième version est attendue dans les deux prochaines années. C’est également la voiture hybride la plus vendue au monde.

La pile à combustible Véhicules basés sur le principe de la conversion d’un combustible (de l'hydrogène le plus souvent, parfois du méthanol) en électricité, via des cellules électrolytiques. La pile produit de l’électricité qui alimentera un moteur électrique, et ne rejette que de l’eau au pot d’échappement.

Avantages et inconvénients:  Technique: Très peu bruyant Pollution nulle au moment de l’utilisation Haut rendement énergétique (entre 40 et 70%) Pas de technologie apliquable à la grande distribution aujourd’hui: Durée de vie de la pile trop faible (quelques milliers d’heures), complexité de sa fabrication Pollution inhérente à la production d’hydrogène (par reformage du gaz naturel ou hydrolyse de l’eau) Économique: Non viable économiquement pour l’instant: Cout des catalyseurs purs trop élevé, et nécessité d’installer un réseau de distribution adéquat.

L’AVENIR DES BIOCARBURANTS

Problème des sols Aujourd’hui en France: 258 000 hectares utilisés pour la production de biodiesel 25 000 hectares pour l’éthanol Selon une directive européenne : vers 2010, les biocarburants devront représenter 5,75% de la consommation des carburants 1,1 millions d’hectares devront être mis en culture. Situation 1997/1998 perspectives 2010 Biocarburants Tonnage (T) Surfaces (Hectares) EMHV (biodiesel) 280 000 233 000 ETBE (bioéthanol) 155 000 22 000 TOTAL 435 000 255 000 500 000 à 1 000 000 300 000 à 600 000

Synthèse Problème des sols pour éthanol et biodiesel. Nouveaux carburants mais pas assez d’infrastructures pour les distribuer. Voitures hybrides et électriques pas à la hauteur des voitures thermiques en rapport prix/puissance/autonomie. Ces nouvelles solutions restent coûteuses autant pour le client que pour l’Etat. Alternative intéressante aux carburants actuels Mais cela ne pourra pas éviter le réchauffement climatique ou fournir le carburant nécessaire en cas de pénurie de pétrole.