Découvrez la Composition Secrète des Émissions Gazeuses des Voitures Essence et Leur Impact

En juillet 2019, le ministère de la transition écologique annonçait le lancement d’une étude dirigée par l’Ifpen, avec l’objectif de « répondre de manière indépendante et scientifiquement fondée » aux questions de l’émission réelle des véhicules thermiques essence et diesel les plus récents, pour lesquels peu de données sont disponibles. Celle-ci remplacera la norme actuelle Euro 6.d-temp, entrée progressivement en vigueur entre 2017 et 2020 suite au dieselgate.

Méthodologie de l'étude Ifpen

Dans un premier volet de l’étude, l’Ifpen a sélectionné huit modèles homologués selon la norme actuelle Euro 6d-temp. Puis, seize véhicules ont été prélevés sur le parc réel - un essence et un diesel pour chaque modèle -, avec un kilométrage compris entre 22 000 et 58 000 km. Ces véhicules étaient au mieux équipés d’un système stop-and-start. Pour chaque véhicule, douze essais ont été réalisés, pour au total plus de 1 000 km, et dans des conditions variées :

Sur banc à rouleaux conventionnel et climatique en suivant le protocole de l’homologation.
Sur route en conditions réelles, avec différents styles de conduite (normale et sévère).
Dans des conditions climatiques diverses (normales, - 2 °C et 35 °C).

Résultats principaux concernant les émissions

Bonne nouvelle : « les émissions de polluants en usage réel de type RDE respectent en moyenne les seuils normatifs, aussi bien en essence qu’en diesel, y compris dans des conditions de conduite très dynamiques ou dans des conditions climatiques froides et chaudes », révèle l’Ifpen. Seules exceptions : deux diesel utilisant un système de dépollution de type piège à NOx (LNT) ont dépassé les normes d’émissions de NOx ; et les essence sans filtres à particules ont dépassé celles de particules fines.

Sans surprise, les émissions d’oxydes d’azote (NOx) sont plus élevées en diesel, même en tenant compte de l’impact des systèmes de régénération, mais aussi celles de deux gaz à effet de serre non réglementés : le protoxyde d’azote (N2O) et le méthane (CH4), ainsi que celles d’hydrocarbures imbrûlés (HC). À l’inverse, les émissions de CO2, de particules fines supérieure à 10 nm (PN10 et PN23) et de monoxydes de carbone (CO) sont supérieures en essence.

Dans le détail, les véhicules diesel ont consommé 5,2 l/100 km en moyenne, contre 6,7 l/100 km pour les essence (+ 1,5 l / + 28 %). En revanche, les émissions de N2O et de CH4 - deux autres gaz à effet de serre pour l’instant non réglementés - sont plus importantes en diesel qu’en essence.

Les véhicules essence ont émis en moyenne 0,9 mg/km de N2O et 2,6 mg/km de CH4, contre respectivement 18,6 mg /km (vingt fois plus) et 13,3 mg/km (cinq fois plus) pour les diesel. « Ces surémissions des véhicules diesel sont pour l’essentiel imputables aux véhicules équipés d’un piège à NOx (LNT, pour Lean NOx Trap), précise toutefois l’Ifpen.

Du côté des polluants atmosphériques locaux, les émissions moyennes d’oxydes d’azote (NOx) s’élèvent à 20,0 mg/km en essence, contre 89,1 mg/km en diesel (+ 69,1 g / 4,4 fois plus). Les six diesel équipés d’un système à l’urée (SCR, pour Selective Catalyst Reduction) n’ont émis que 57 mg/km en moyenne, soit seulement 2,9 fois plus que les essence. Les deux véhicules diesel restants étaient équipés d’un piège à NOx et leurs émissions moyennes se sont élevées à 203,4 mg/km, dépassant largement la norme.

Il ne faut pas non plus négliger les effets de la température : lors des essais RDE à - 2 °C, les diesel avec SCR ont émis en moyenne + 54 % de NOx par rapport aux essais à 22 °C. Autre constat : les niveaux d’émissions de NOx grimpent de 79 % en essence et de 74 % en diesel sur routes urbaines par rapport au niveau moyen sur l’ensemble du test RDE.

Pire : sur les trajets courts (moins de 10 km), elles atteignent en moyenne 172 mg/km en diesel (+ 100 %) et 40 mg/km en essence. Le diesel pâtit en outre de ses émissions d’hydrocarbures imbrûlés (HC) de 24 mg/km, contre seulement 19 mg/km pour l’essence. Précisons que lors des essais RDE à - 2 °C, les essence ont rejeté + 16 % de CO et + 165 % de HC par rapport aux essais à 22 °C.

Concernant les particules fines de taille supérieure à 23 nm (PN23), les diesel ont émis un nombre moyen de 1,1.1010 particules par kilomètre, quatorze fois moins que l’essence (1,6.1011) - la norme européenne étant de 1012. Enfin, l’Ifpen a testé deux polluants non réglementés : les particules fines de taille comprise entre 10 et 23 nm (PN10) et l’ammoniac (NH3) - un précurseur de particules fines et un gaz toxique pour l’Homme au-delà de certaines concentrations.

Les émissions moyennes d’ammoniac (NH3) sont quant à elles comparables : 11 mg/km en diesel et 15 mg/km en essence, mais avec de fortes variations entre les véhicules dans les deux cas. L’institut note toutefois que les véhicules diesel équipés d’un système de dépollution SCR se terminant par un pot catalytique de type SCR-F présentent des émissions d’ammoniac élevées.

Apport de l'hybridation

Dans un second volet destiné à évaluer l’apport de l’hybridation, l’Ifpen a également mesuré les émissions de trois couples de véhicules supplémentaires. L’institut a d’abord comparé deux versions de la citadine Toyota Yaris : une essence et une hybride non rechargeable essence. Dans ce cas, l’hybridation apporte une réduction des émissions de CO2 de 14 % en moyenne, avec - 33 % sur routes urbaines mais + 0,6 % sur autoroutes.

Le deuxième couple concernait le SUV Niro, en version essence rechargeable (PHEV) et non rechargeable (HEV). Bilan : « avec un départ batterie chargé (mode CD), le véhicule PHEV enregistre des émissions moyennes de CO2 de 45 g/km sur les essais opérés », indique l’Ifpen. Si la masse supplémentaire de la batterie PHEV n’a donc pas d’impact à l’usage sur ce modèle, il faut toutefois tenir compte d’une émission de 780 kg de CO2 lors de sa production, soit 4 g/km supplémentaires sur 200 000 km.

De plus, la version PHEV est plus émettrice de CO2 à - 2 °C, car la motorisation thermique assure le chauffage de l’habitacle. Enfin, l’Ifpen a analysé un modèle de berline hybride rechargeable, la Mercedes C300, là encore en deux versions : essence et diesel.

Du côté du CO2, les émissions sont très proches en fonctionnement batterie pleine (13,8 g/km en diesel et 15 g/km en essence). Mais la version diesel sort gagnante à batterie vide avec 124 g/km, contre 147 g/km en essence (+ 16 %). Le véhicule PHEV essence présente également des émissions importantes de CO et de PN sur les usages très dynamiques.

« En dehors de ces points, les émissions de polluants locaux des véhicules hybrides rechargeables essence et diesel testés sont maîtrisées, en deçà de la norme Euro 6d-temp et de la moyenne des véhicules conventionnels évalués par ailleurs dans cette étude », note l’Ifpen.

Rôle du système d'échappement

Le système d’échappement des automobiles a une double fonctionnalité : il permet d'amoindrir les sons liés aux gaz, dont la température est extrêmement élevée, qui sortent du moteur, mais permet également diminuer leur niveau de pollution. C’est grâce aux nombreuses évolutions de cet élément essentiel de la mécanique des véhicules qu’il est à présent possible de circuler au volant d’un véhicule émettant peu de bruit, efficace et moins toxique que les générations précédentes d'automobiles.

Connaître les fonctionnalités du système d’échappement est essentiel pour tous les automobilistes, qu’ils soient expérimentés ou simples candidats au code de la route.

Fonctionnement du système d’échappement

La séquence de fonctionnement du système d’échappement commence à l’avant d’un véhicule, à l'arrière du bloc moteur. Le collecteur d’échappement est rattaché à la culasse et réceptionne les gaz d’échappement du moteur. Le collecteur atténue le niveau sonore de la combustion et transporte la chaleur vers l’arrière du véhicule afin d'amplifier l’oxydation des hydrocarbures non consommés et du monoxyde de carbone.

Ensuite, les gaz d’échappement arrivent au niveau du pot catalytique, qui se trouve bien plus loin dans le dispositif. Cette partie est spécialement conçue pour transformer les gaz d’échappement toxiques en dioxyde de carbone, qui n'est pas agressif, et en vapeur d’eau à l'aide d’une réaction chimique nécessitant des catalyseurs.

Le bloc de commande électronique veille à maintenir continuellement le ratio entre l'air et le carburant pour conserver un rendu optimisé au maximum. Cela est possible grâce à l’action de la sonde d’oxygène qui permet d’optimiser l’efficacité et la performance du véhicule en tenant compte de tous les paramètres variables : le régime du moteur, la température du moteur, la température de l’air, la température du liquide de refroidissement, ...

Le silencieux diminue les bruits d’échappement en les entraînant à l'intérieur de compartiments qui sont nommés chambres de résonance Helmholtz. Après avoir traversé la totalité du circuit de flux, les gaz qui s'échappent du pot d’échappement derrière le véhicule disposent d'un conditionnement général (température, pression et toxicité) et d'un niveau sonore bien moins important que celui pouvant être relevé à la sortie du moteur.

Pannes du système d’échappement

Il existe certains signes avant-coureurs qui annoncent une future panne du système d’échappement. Parmi les plus courants, il est possible de lister :

Un bruit continue ou des sursauts du moteur.
Un faible rendement essence/distance.
Un bruit d’échappement important.
L’esthétique des éléments du système attaqué par la rouille et troué.
Une puissance du moteur amoindrie.
La sensation d’odeur d’œufs pourris.
La détérioration des composants du système d’échappement.

Dans ces cas précis, il est urgent de prendre rendez-vous avec un garage automobile afin de réaliser un diagnostic du système d’échappement qui entraînera un devis, puis la mise en œuvre de réparations.

Types de carburants et leurs spécificités

Les principaux carburants distribués en France sont conformes à la directive européenne 98/70 modifiée qui fixe les principales caractéristiques des essences et des gazoles. Elle fixe également un objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre, du puits à la roue, de 10 % en 2020. Enfin, cette directive permet aux automobilistes européens d’avoir l’assurance de trouver, dans tous les pays de l’Union européenne, des carburants adaptés à leurs véhicules.

Les supercarburants SP95 et SP98

Ces carburants contiennent jusqu’à 5 % en volume d’éthanol ou 15 % en volume d’ETBE (éthyl-tert-butyl-éther) et sont compatibles avec l’intégralité du parc automobile français.

Le supercarburant SP95-E10

Il contient jusqu’à 10 % en volume d’éthanol ou 22 % en volume d’ETBE. Ses caractéristiques principales, à l’exception de sa teneur en éthanol ou équivalent, sont identiques à celles du supercarburant SP 95. Ce carburant est compatible avec une très grande majorité du parc automobile français.

Le gazole

Le gazole B7 contient jusqu’à 7 % en volume d’EMAG (esters méthyliques d’acide gras), plus communément appelé biodiesel. Ce gazole B7 peut être utilisé par tous les véhicules Diesel.

L’électricité

L’électricité utilisée pour alimenter un véhicule électrique ou un véhicule hybride rechargeable est disponible dans des stations de recharge privées (et notamment à domicile ou sur le lieu de travail) ou des stations de recharge ouvertes au public. L’électricité qui y est délivrée est majoritairement celle disponible via le réseau de distribution de l’électricité.

Le GPL-c

Ce carburant est un mélange de butane et de propane qui proviennent pour plus de moitié des champs de gaz naturel et intègre progressivement des gaz d’origine renouvelable. Le reste est issu du raffinage du pétrole. En France, le GPL-c est composé en majorité de propane. Il est destiné aux véhicules spécifiquement conçus ou adaptés pour fonctionner avec ce carburant.

Le superéthanol E85

Le superéthanol E85 contient entre 60 % et 85 % en volume d’éthanol. Ce carburant est disponible en stations-service depuis 2007. C’est un carburant destiné à des véhicules dédiés, appelés « véhicules à carburant modulable » ou « véhicules flex-fuel ».

Le gaz naturel véhicule

On appelle GNV le « gaz naturel véhicule », identique à celui qui circule dans les réseaux de distribution et de transport de gaz (méthane), destiné à la consommation automobile. Le GNV peut se présenter sous deux états : gazeux - il s’agira alors de gaz naturel comprimé (GNC) - ou liquide et on parlera alors de gaz naturel liquéfié (GNL). Il est destiné aux véhicules spécifiquement conçus ou adaptés pour fonctionner avec ce carburant.

L’hydrogène

La molécule H2 de dihydrogène, communément appelée hydrogène, est un vecteur d’énergie chimique utilisable pour propulser des véhicules. L’hydrogène mobilité est destiné aux véhicules spécifiquement conçus ou adaptés pour fonctionner avec ce carburant. L’hydrogène contribue à l’amélioration de la qualité de l’air, car il présente l’avantage de ne rejeter que de l’eau, sans émission de particules, de soufre et d’oxyde d’azote.

Système antipollution des véhicules

Pour respecter la norme Euro 6, les véhicules mis sur le marché depuis septembre 2015 sont équipés d’un système antipollution. Grâce à ce dispositif, le rejet d’émissions polluantes généré par le fonctionnement du moteur est sous contrôle. En cas d’émissions polluantes anormalement élevées, il alerte le conducteur par le biais d’un voyant moteur sur le tableau de bord du véhicule (témoin de contrôle du système antipollution).

Le système antipollution d’un véhicule est un dispositif de diagnostic embarqué (OBD, acronyme pour On Board Diagnostic) permettant de mesurer les taux de pollution émise par le moteur durant la phase de combustion et la phase de post-combustion.

Parmi les éléments contrôlés par ce système, on trouve :

Le capteur PMH (Point Mort Haut) ou capteur vilebrequin servant à calculer le régime moteur et à adapter l’injection de carburant.
Le capteur de pression de l’air permettant de déterminer la quantité d’air aspirée par le moteur.
Le capteur de température de liquide de refroidissement transmettant des informations sur la température du moteur.
La sonde à oxygène post-catalyseur (moteurs essence) mesurant le taux d’oxygène après le catalyseur.
La sonde de pression différentielle (moteurs diesel) évaluant la différence de pression des gaz d’échappement entre l’entrée et la sortie du filtre à particules.
La vanne EGR ou soupape EGR permettant de rediriger les gaz d’échappement vers la chambre de combustion pour y être brûlés une seconde fois.

Les différents états du voyant de contrôle du système antipollution peuvent signaler différents problèmes :

Le voyant clignote : cela suggère probablement un problème au niveau du pot catalytique.
Le voyant reste allumé : cela signale un dysfonctionnement général du système antipollution.
Le voyant se déclenche puis disparaît : le souci provient certainement du voyant lui-même.

Pour se faire une première idée sur le type de panne rencontrée, il est possible d’opter pour un autodiagnostic du véhicule. Grâce aux outils de diagnostic OBD, il est possible de réaliser soi-même le contrôle du système antipollution. Ces outils se branchent sur la prise EOBD du véhicule et permettent de lire les codes défauts (DTC, acronyme pour Data Trouble Code) classés selon une nomenclature commune à tous les constructeurs.

Tableau Comparatif des Émissions Moyennes (Essence vs Diesel)

Polluant	Essence	Diesel
CO2	Supérieures	Inférieures
NOx	Inférieures	Supérieures
N2O	Inférieures	Supérieures
CH4	Inférieures	Supérieures
HC	Inférieures	Supérieures
PN10 et PN23	Supérieures	Inférieures
CO	Supérieures	Inférieures

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Émissions Gazeuses des Voitures Essence: Composition et Analyse