I.2. Performances et émission des
véhicules utilisant des mélanges essence/bioéthanol
L'utilisation des mélanges essence/bioéthanol
comme combustible dans les moteurs à allumage commandé a fait
l'objet de plusieurs études. Ces études ont été
menées sur différents modèles expérimentaux et dans
des conditions variées. Des améliorations des performances
(couple, puissance, rendement,...) et des réductions des
émissions de CO et de HC ont été observées.
Néanmoins la consommation ainsi que les émissions en NOx ont eu
des tendances variées suivant les conditions et paramètres
expérimentaux.
I.2.1. Performances des moteurs
De façon générale, Il a majoritairement
été observé une augmentation du couple, de la puissance et
du rendement volumétrique. Différentes améliorations ont
été obtenues et plusieurs raisons ont été
attribuées à cela.
I.2.1.1. Puissance
La puissance à l'arbre du moteur augmente
légèrement lorsque la teneur en éthanol augmente dans
l'essence. Ceci serait dû à l'augmentation de la pression moyenne
effective pour le mélange à forte teneur en éthanol
(Clemente, et al. 2001). Aussi, grâce à l'amélioration du
rendement volumétrique du moteur lorsque le pourcentage d'éthanol
est augmenté (Stan, et al. 2001)
L'augmentation de la puissance est aussi due à la
chaleur latente de vaporisation de l'éthanol associé au rapport
air-combustible et à l'augmentation de la densité de la charge
(mélange admis) (Davis et Heil 2000).
Dans son étude, PALMER utilise différents
mélanges et ses résultats montrent qu'une augmentation du
pourcentage d'éthanol de 10% conduit à l'augmentation de la
puissance de 10% (Palmer 1986).
Néanmoins, l'augmentation du pourcentage n'est pas
toujours le facteur déterminant. C'est le cas par exemple des travaux de
ELFASAKHANY où des mélanges de E3, E7 et E10 ont
été testés et comparés à l'essence (E0). Il
a été conclu que la vitesse du moteur a été le
facteur déterminant plutôt que la teneur en alcool (moins de 10%)
aussi bien pour la puissance que les autres performances (Elfasakhany 2014).
Un autre facteur pouvant fortement influencer est le
système de carburation. En effet, comparant un système à
carburateur avec celui à injection utilisant de l'essence pur (RON 95)
et mélangé à l'éthanol (E10, E15 et E20) ; PHAM et
al. ont remarqué que pour le système à injection, les
mélanges n'ont presque pas affecté la puissance alors
11
qu'avec le système à carburation la puissance a
augmenté de 6% en moyenne. Ceci, malgré la diminution du PEI des
mélanges (Pham, et al. 2012).
PHAM et al. expliquent qu'une raison possible est le fait que
l'éthanol joue le rôle d'un additif oxydant permettant une
combustion plus complète particulièrement à la pleine
charge. Aussi, le système avec carburateur permet un meilleur brassage
du mélange. En plus, l'augmentation de la tension de vapeur des
mélanges essence/bioéthanol contribue à un meilleur
brassage, une faible température d'admission et une augmentation du
rendement volumétrique (Pham, et al. 2012).
Les améliorations de la puissance peuvent
également varier en fonction du type de véhicule utilisé.
TUAN et PHAM, par exemple, testant le E10 sur une moto carburée et une
voiture à injection en régime stabilisé ont trouvé
que la puissance du moteur est améliorée jusqu'à 5,03%
avec la moto carburée et 6.38% avec une voiture à injection (Tuan
et Pham 2009).
Plusieurs autres facteurs sont à prendre en compte pour
comprendre les améliorations de puissance rencontrées dans la
littérature. Mais les facteurs essentiels restent avant tout le couple
et la vitesse auxquels la puissance est proportionnelle. Des
améliorations de ces deux paramètres auront directement des
effets sur celui-ci. Le tableau I.2 reprend quelques améliorations de la
puissance observées par différents auteurs avec différents
mélanges dans des conditions expérimentales variées.
| 
