Le diesel est un carburant largement utilisé, mais sa combustion émet des composés cancérigènes et nocifs pour l'environnement
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Qu'est-ce que le diesel
Le diesel est un carburant utilisé dans le transport routier et maritime de passagers et de marchandises. Au Brésil, l'utilisation de moteurs diesel dans les véhicules légers est interdite par la loi depuis 1976, et n'est utilisée aujourd'hui dans le pays que dans les camions, les bus et les véhicules de traction 4 × 4 (qui comprennent les camionnettes moyennes, les SUV et les multisegments ).
Le diesel est une huile dérivée du pétrole. Dans sa composition, il y a des atomes de carbone, d'hydrogène et, à des concentrations plus faibles, de soufre, d'azote et d'oxygène. Le diesel est plus dense (a une chaîne hydrocarbonée plus grande) et moins volatil que les autres composants du pétrole, comme l'essence, ce qui facilite sa séparation par distillation.
Comprenez comment le diesel est séparé du pétrole dans cette courte vidéo.
Lors du processus de combustion, les moteurs diesel émettent des gaz et des particules qui diminuent la qualité de l'air. Ces émissions ont été classées cancérigènes pour l'homme par le Centre international de recherche sur le cancer (Iarc), lié à l'ONU. L'agence a conclu qu'une forte exposition aux émissions de diesel provoque le cancer du poumon.
Parce qu'il a une chaîne d'hydrocarbures plus large, le diesel a une plus grande valeur calorifique (il génère plus de chaleur lorsqu'il est brûlé). Cela rend les véhicules qui utilisent du carburant plus économiques, c'est-à-dire qu'ils consomment moins de carburant par kilomètre parcouru. Cependant, cela ne garantit pas qu'il polluera moins l'air.
Dans les moteurs diesel, les mélanges air et carburant sont moins homogènes que dans l'essence. Le diesel est un carburant moins volatil et son moteur a la particularité de fonctionner par allumage spontané - les deux caractéristiques le rendent difficile à mélanger. Cela signifie que, dans les moteurs diesel, pour assurer une combustion complète, il doit y avoir un excès d'air dans la chambre de combustion. En l'absence de cet excès, de la suie, du monoxyde de carbone (CO) et des hydrocarbures (HC) sont émis, en raison d'une combustion incomplète, et ce moteur pollue l'environnement sept fois plus que l'essence.
Les gaz générés
Les émissions des moteurs diesel sont composées de gaz, de vapeurs et de particules. Les gaz et vapeurs constitutifs comprennent le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, les oxydes nitriques, le dioxyde d'azote, les oxydes de soufre et divers hydrocarbures - dont certains sont des composés organiques volatils. Ces polluants atmosphériques peuvent encore interagir les uns avec les autres ou subir une photolyse, formant des polluants dits secondaires, tels que l'ozone, les nitrates de peroxyacétyle, entre autres.
Selon une étude, plus de 95% des particules solides issues des gaz d'échappement des moteurs diesel sont inférieures à 1 micromètre cube (μm³ - un millionième de mètre cube), ce qui facilite leur inhalation et leur pénétration dans les poumons. Le carbone élémentaire (un matériau particulaire) génère la suie noire sur la photo ci-dessous.
Les matières particulaires inhalables et l'ozone sont des agents dangereux qui, dans les grandes villes du monde entier, représentent respectivement 40% et 80% de la consommation de diesel par le parc de véhicules.
Le NOx est l'un des composés émis à des concentrations plus élevées par les moteurs diesel. Des études en tunnel montrent que ces moteurs produisent cinq fois plus de NOx que les véhicules à essence et que les camions sont responsables de la plupart des émissions de particules.
La concentration de soufre dans le diesel est également préoccupante. Selon une étude, si la concentration de soufre dans le carburant est élevée, les émissions de gaz polluants seront également élevées, notamment celles de dioxyde de soufre (SO2) et d'oxyde sulfurique (SO3), qui causent des dommages à la santé humaine. Déjà en contact avec l'humidité atmosphérique, le SO2 génère de l'acide sulfurique (H2SO4), qui contribue considérablement à la formation des pluies acides, peut acidifier le sol et l'eau, nuisant au développement des petites algues et des insectes.
Risques sanitaires
Les SOx et les NOx affectent le système respiratoire, provoquant des crises d'asthme à court terme et une irritation des voies respiratoires, ainsi que des maladies cardiovasculaires et respiratoires à long terme. Le CO réduit la capacité de transport d'oxygène dans le sang et les matières particulaires provoquent des allergies respiratoires, ainsi que le transport d'autres polluants, tels que les métaux lourds et les composés organiques cancérigènes.
En 2002, l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) a publié un rapport mettant en garde contre les risques d'une exposition prolongée aux vapeurs de diesel. Selon le rapport, l'inhalation à long terme de ces matières particulaires, ainsi que des oxydes de soufre et d'azote, peut provoquer le cancer chez l'homme. En 2013, l'Iarc a conclu que les émissions des moteurs diesel causaient le cancer du poumon, et probablement aussi le cancer de la vessie.
Selon Paulo Saldiva, chercheur au laboratoire de pollution atmosphérique de la faculté de médecine de l'université de São Paulo (FM-USP), parmi les polluants, les plus nocifs sont les particules. Selon le chercheur, ces particules s'accumulent dans les alvéoles pulmonaires, aggravant les maladies respiratoires, et pénètrent dans la circulation sanguine, ce qui peut affecter d'autres organes. Dans la ville de São Paulo, par exemple, on estime que pour chaque augmentation de 10 microgrammes par mètre cube (µg / m³) de la concentration de particules inhalables dans l'air (fumée, suie, etc.), il y a une augmentation de 1,5 % d'hospitalisations pour cardiopathie ischémique chez les personnes âgées et plus de 4% pour maladies pulmonaires chez les enfants et les personnes âgées.
Contrôle des émissions
Certaines mesures prises par le secteur public visent à réduire les émissions de ces polluants dans l'atmosphère. Parmi eux, on peut citer l'inspection environnementale des véhicules et le programme de contrôle de la pollution atmosphérique.
Inspection environnementale des véhicules
L'Inspection environnementale des véhicules a été créée dans le but de surveiller les émissions de polluants des automobiles. Lors de l'inspection, des tests sont effectués sur le système d'échappement pour vérifier les niveaux de gaz, de polluants et de bruit. Il appartient aux États et aux municipalités de procéder à l'inspection.
Programme de contrôle de la pollution atmosphérique (Proconve)
En 1986, le Conseil national de l'environnement (Conama) a créé le programme de contrôle de la pollution atmosphérique pour les véhicules à moteur (Proconve) dans le but de réduire et de contrôler la contamination atmosphérique par des sources mobiles (véhicules à moteur). Ensuite, des délais, des limites d'émission maximales ont été fixés et des exigences technologiques pour les véhicules nationaux et importés ont été établies.
Les avancées technologiques
Plusieurs technologies ont été créées pour minimiser la génération de gaz polluants par les voitures. Ils collaborent pour rendre le carburant plus propre et créer des moteurs à faibles émissions. Parmi les existants, certains méritent d'être soulignés:
Catalyseurs et filtres à particules
Ces technologies sont apparues pour traiter et / ou retenir les gaz d'échappement. Le catalyseur est composé de deux substances chimiques (palladium et molybdène), qui réagissent avec les gaz, les convertissant en vapeur d'eau, en dioxyde de carbone et en azote (gaz non toxiques). Il existe plusieurs types de catalyseurs. Le filtre à particules a pour fonction de filtrer certains des gaz générés lors de la combustion dans le moteur. Selon la loi, depuis 1983, toutes les voitures sont tenues d'avoir un convertisseur catalytique. Cependant, il existe encore des véhicules diesel (tels que des bus et des camions) qui circulent sans bons catalyseurs, en raison de l'âge avancé de la flotte.
Injection directe
Cette technologie permet au carburant d'être injecté directement dans la chambre de combustion. Ainsi, le mélange entre l'air et le carburant est moindre et la période d'attente dans le collecteur d'admission est sautée. Dans ce type de moteur, le carburant est injecté dans la partie la plus chaude de la chambre de combustion avec moins d'air. La façon dont le carburant se disperse à l'intérieur de la chambre permet une combustion plus régulière et complète.
Cette option d'injection directe, pour les moteurs diesel, existe depuis les années 1950. Auparavant, il n'y avait qu'une injection indirecte, dans laquelle se trouve une préchambre de combustion. Cette pré-chambre est conçue pour assurer que le mélange entre le carburant et l'air comprimé se déroule correctement.
L'injection directe augmente les performances du moteur et réduit la consommation de carburant. Cependant, dans le moteur diesel, il peut produire plus de NOx en tant que sous-produit de la réaction. Certains constructeurs automobiles ont tenté de résoudre ce problème par des mesures telles que la production de catalyseurs spécifiques, la recirculation des gaz d'échappement, entre autres mesures, qui rendent le prix du moteur plus cher.
Dans le cas de la fraude Volkswagen - confirmation que l'entreprise adultère les tests d'émission de gaz polluants des moteurs diesel - a été rendue publique, les émissions d'oxyde d'azote étaient entre 10 et 40 fois plus élevées que la limite établie par le Environnement (EPA), et les 11 premiers millions de voitures confirmées dont le logiciel frauduleux fonctionnait sur un moteur turbodiesel à injection directe de 2,0 litres.
Diesel à faible teneur en soufre
En 2012, la législation environnementale et Proconve 07 ont forcé le début du processus de création et d'utilisation du diesel à faible teneur en soufre dans sa composition, diesel S10 et S50 - avec respectivement 10 parties par million (ppm) et 50 ppm de soufre - à la campagne. En 20 ans, le diesel au Brésil est passé d'une composition de 13 000 ppm à l'actuelle de 10 ppm. Ceci, combiné aux technologies des moteurs, rend les niveaux d'émission similaires à ceux de l'Europe.
Une concentration plus faible de soufre dans le carburant réduit les émissions d'oxydes de soufre et contribue également à réduire les émissions d'autres polluants, tels que les NOx et les matières particulaires. En effet, le trioxyde de soufre généré dans le processus de combustion peut former de l'acide sulfurique lorsqu'il est combiné avec de l'eau. Cet acide corrode les pièces métalliques du moteur. En d'autres termes, le soufre attaque les composants du moteur, tels que le catalyseur, et par conséquent il y a une perte d'efficacité dans cet équipement.
L'initiative de réduction de la teneur en soufre est très bonne, mais la flotte doit être renouvelée (dans les vieux moteurs, l'effet attendu ne se produit pas) et, comme mentionné précédemment, il doit y avoir une inspection. Découvrez plus de détails sur les diesel S10 et S50 au Brésil.
