Pierre Macaudière, responsable du pôle Synthèse Fonctions Moteurs au sein de la Direction Chaine de Traction et Châssis de PSA Peugeot Citroën

2013-04-29T12:36:04+00:00

L’organisation mondiale de la Santé (OMS) comme le projet européen Aphekom insistent sur les impacts importants des gaz d’échappement des moteurs Diesel sur la santé des habitants. Quelle est votre analyse ?
Pierre Macaudière : PSA ne remet pas en cause la classification par le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) qui dépend de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), des gaz d’échappement des moteurs Diesel comme cancérogènes avérés pour l’homme. Néanmoins, nous considérons que le CIRC s’est appuyé sur des conditions d’exposition qui ne sont pas représentatives des milieux urbains actuels. L’étude mise en avant dans leur communiqué a porté sur des personnes ayant travaillé dans des mines aux Etats-Unis sur la période 1967-1997. Elles inhalaient donc dans un milieu confiné des particules issues de moteurs Diesel d’ancienne génération qui ne disposaient d’aucun système de dépollution, notamment de filtre à particules (FAP). En Europe et donc en France, tous les moteurs Diesel doivent être équipés de FAP depuis le 1er janvier 2011. Un moteur Diesel de la génération actuelle sans son équipement de filtration émet de 3 à 4 millions de particules par cm3 de gaz d’échappement. Muni de son filtre, il en diffuse moins de 3000, niveau qui est celui d’une pièce considérée comme propre. Par comparaison, dans une grande artère parisienne lors des épisodes de forte circulation, on relève de l’ordre de 60 000 particules par cm3 : un véhicule Diesel filtré contribue donc à réduire la pollution particulaire. La filtration est mécanique et est efficace en permanence à froid comme à chaud, et cela quelles que soient les conditions de roulage. Le FAP élimine plus de 99,9% des particules en nombre, quelle que soit leur taille ! Il est notamment efficace sur les particules ultrafines de moins de 100 nanomètres qui sont reconnues comme pénétrant dans les alvéoles des voies respiratoires. Enfin, le FAP est conçu pour durer la vie du véhicule. Pour finir, un moteur Diesel filtré émet moins de particules que le meilleur moteur à essence, qui lui-même en émet déjà très peu. Des études récentes portant sur des véhicules récents comme celles de l’ACES (Advanced Collaborative Emissions Study) et de l’HEI (Health Effects Institute), présentent des conclusions différentes de celles du CIRC. Régler le problème du Diesel porte donc davantage sur l’élimination des véhicules anciens du parc, non équipés de FAP et fortement émissifs en particules, que sur l’interdiction de tous les véhicules Diesel en ville.

Quels sont les autres écarts en termes d’émission de polluants entre le moteur Diesel et le moteur essence ?
PM : Les moteurs Diesel émettent plus de NOx (oxydes d’azote), et donc plus de NO2 (dioxyde d’azote), l’un des constituants des NOx, que les moteurs Essence. Cet écart sera en grande partie comblé avec l’entrée en vigueur en Septembre 2014 de la norme Euro 6 qui impose des niveaux d’émission de NOx très proches entre essence et Diesel. Nos premiers moteurs Diesel « Euro 6 » seront mis sur le marché courant 2013, tous les véhicules neufs vendus devant respecter cette norme à partir de septembre 2015.

Le Diesel est-il moins polluant que l’essence en matière d’émission de CO2 ?
PM : Un moteur Diesel à iso performance rejette 20 % de CO2 en moins par rapport à un moteur à essence, cela en raison de son meilleur rendement énergétique induisant une consommation réduite de carburant. Tous les véhicules vendus en 2015 devront émettre, en moyenne, moins de 120 g de CO2 par kilomètre (km), et d’ici 2020, ce ratio sera réduit à moins de 95 g de CO2 par km. Le moteur Diesel reste une brique importante pour atteindre ces objectifs. Globalement, si l’on prend en compte l’ensemble des polluants et le CO2 émis, le moteur Diesel, une fois équipé d’un système de dépollution pleinement efficace, gardera son avantage en termes de consommation.

Quel est le coût économique de telles mesures ?
PM : La dépollution coûte cher. Au regard de la guerre des prix sur le marché européen, les petits véhicules urbains équipés d’un moteur Diesel et d’un système de dépollution sophistiqué seront de moins en moins rentables, même pour le client. En effet, le coût du moteur Diesel avec son système de dépollution est deux à trois plus élevé que celui d’un moteur à essence d’entrée de gamme. Dans ce contexte, nous avons pris il y a plusieurs années la décision de développer toute une gamme de moteurs essence particulièrement adaptée aux véhicules dits urbains. Nous venons par exemple de lancer sur le marché la Peugeot 208 équipée d’un moteur essence atmosphérique de 1,2 litre qui affiche 99 g/km de CO2 (soit 4,2 l/100 km). Notre gamme de moteurs est donc, contrairement aux idées reçue, parfaitement équilibrée entre essence et Diesel : ceci est d’autant plus nécessaire que plus de 90% des ventes hors Europe se font sur des moteurs à essence. A contrario, en France, 70 % des ventes de véhicules portent encore sur des moteurs Diesel. En Europe, on se situe plutôt dans une moyenne de 50 %. Pour les raisons mentionnées, nous anticipons un rééquilibrage entre l’essence et le Diesel. Ce rééquilibrage sera significatif dès 2020 et se confirmera en 2030. Cette tendance sera marquée pour les véhicules urbains. Pour les véhicules familiaux plus polyvalents comme la Citroën C4 Picasso ou la Peugeot 500, le Diesel gardera, en revanche, un avantage significatif.

Quelle est votre position sur la recondensation des hydrocarbures volatils après le pot d’échappement ?
PM : La chambre de combustion est la première source de production de particules. Une faible partie du carburant brûle mal et se retrouve sous forme de particules de suie qui sont évacuées avec les gaz d’échappement et sont éliminées quantitativement par le FAP. Il existe un second mécanisme de formation de particules, dites secondaires, dans l’atmosphère à partir de précurseurs de nucléation et de composés organiques semi volatiles (COSV). Les précurseurs de nucléation sont souvent d’origine anthropique comme les nitrates (dont nitrate d’ammonium) et les sulfates. Les COSV sont majoritairement d’origine biogénique et ne sont pas ou peu émis par les moteurs car détruits par les catalyseurs d’oxydation. Les cinétiques de formation dans l’atmosphère de ces particules secondaires sont assez mal connues et font l’objet de controverse. Si la cinétique est rapide (quelques secondes) alors les méthodes de mesures des particules employées dans l’automobile et qui utilisent un tunnel de dilution les comptabilisent. Si la cinétique est plus lente, nous ne mesurerons pas ces éventuelles particules qui se forment, je le rappelle, majoritairement via des COSV biogéniques et qui contribueront à la pollution de fond qui est à Paris de 17 μg/m3 pour les particules de taille inférieure à
2.5 μm.

Quelles sont les conséquences de l’injection directe essence sur les émissions de particules : FAP pour les moteurs à essence ?
PM : Les moteurs à injection indirecte essence (la grande majorité du parc roulant) émettent très peu de particules. Récemment, des moteurs à injection directe, plus sophistiqués et plus onéreux, ont été mis sur le marché car offrant un avantage consommation, et donc d’émission de CO2, de l’ordre de 10 à 15% par rapport aux moteurs à essence remplacés. Ils émettent plus de particules bien que respectant toutes les normes auxquelles les véhicules sont soumis. Ils font actuellement l’objet de nombreux de travaux d’optimisation au niveau du système d’injection et de la chambre de combustion pour abaisser le niveau de particules. Si ces solutions d’optimisations ne donnaient pas de résultats satisfaisants, l’utilisation d’un FAP permettrait de traiter le problème. Il convient de noter que le FAP pose quelques problèmes propres au moteur à essence qui est par exemple très sensible à la contrepression induite par la ligne d’échappement : des développements spécifiques sont nécessaires.

La réglementation en vigueur doit-elle, selon vous, être renforcée ?
PM : Le renouvellement des technologies de moteurs a été jusqu’à présent dicté par les évolutions de la règlementation des polluants. La qualité de l’air s’est fortement améliorée dans toutes les grandes agglomérations. Mais la contribution des dispositifs de dépollution au coût d’un véhicule est croissante. La question d’une pause dans la règlementation est donc justifiée alors même que les niveaux de polluants émis sont déjà très bas, ont été réduits de plus de 90% en 20 ans et que les contraintes d’auto-vérification de la conformité d’un véhicule par l’OBD (On Board Diagnostic), se sont considérablement renforcées. Ce d’autant plus que la norme « Euro 6-1 » qui entrera en vigueur en 2014 et la norme « Euro 6-2 » qui sera effective en 2017 répondent déjà au besoin de réduction de la pollution automobile comme les NOx en Diesel.

Quelles vont être les conséquences de l’entrée en vigueur de la norme Euro 6 en 2014 sur les émissions Diesel autres que celles réglementées ?
PM : En termes de polluants non réglementés, il convient de noter que le NO2 ne figure pas explicitement dans la norme Euro 6. Ce sont les NOx qui sont réglementés alors que pour la qualité de l’air, le législateur ne prend en compte que le NO2. Ce polluant pourrait faire l’objet d’un nouveau seuil de limitation spécifique dans un proche avenir.

L’organisme public de recherche IFP Energies Nouvelles prône de nouvelles combinaisons Diesel-gaz ou Dieselessence cumulant les avantages de deux carburants pour réduire la consommation et les émissions polluantes des voitures. Qu’en pensez-vous ?
PM : Le gaz naturel (GN) reste une énergie fossile. Son rapport Hydrogène/Carbone égal à 4 le rend attractif comparé à celui de l’essence qui varie entre 2.4 et 2.6. A iso quantité d’énergie fournie, le moteur émet alors plus d’eau et moins de CO2 que pour l’essence. La réduction de CO2 est de l’ordre de 25%. La comparaison avec le gazole est plus contrastée. En effet, le moteur à gaz est un moteur à allumage commandé dont l’efficacité est de l’ordre de 20% inférieure à celle d’un moteur Diesel. De plus, dans les phases de fonctionnement à froid, le moteur émet du méthane qui est 24 fois plus nocif que le CO2 en termes d’effet de serre. En outre, le bilan global dépend fortement de la source de GN et de son mode d’acheminement. Aucune étude prospective ne prévoit dans les 20 prochaines années l’émergence généralisée du gaz pour les véhicules particuliers à l’exception de quelques pays comme l’Iran. A l’opposé, son utilisation dans des flottes de camions ou de bus en milieu urbain pourrait être prometteuse. A notre sens, le gaz se valorise mieux pour la production d’électricité surtout si les techniques de captage et de stockage du CO2 deviennent industrielles, ou pour le résidentiel où il est incontournable. Même si sur le plan environnemental, le biogaz est très attractif, les quantités disponibles actuelles et futures le cantonnent à des applications ciblées comme des flottes de bennes à ordures ou des flottes de bus.

Comment, selon vous, devrait évoluer le marché avec l’arrivée des véhicules hybrides électriques ?
PM : D’ici à 2030, le moteur thermique restera prépondérant. Plus de 80% des véhicules devraient encore être équipés d’un moteur thermique auquel tout un choix de technologies d’hybridation lui sera associé, allant du « mild hybrid » au « full hybrid », voire à l’hybride rechargeable. Le « full hybrid » ne permet que de modestes autonomies en roulage électrique pur alors que l’hybride rechargeable étend cette autonomie à 50 kilomètres, ce qui couvre plus de 80% des déplacements journaliers en France. De tels véhicules sont alors parfaitement dépollués en ville. Néanmoins, je suis incapable de préjuger de l’autonomie que permettront les batteries à l’horizon 2030-2050, pour un coût acceptable par le client, et donc du potentiel réel de cette technologie.

Quelle est la stratégie de PSA en la matière ?
PM : PSA développe des véhicules hybrides. Nous sommes pionnier dans l’hybridation électrique Diesel via la technologie Hybrid4 lancée en 2012 et qui reçoit un vrai succès auprès de nos clients. L’Hybrid4 combine les avantages de l’électrification en ville, où on peut récupérer beaucoup d’énergie de décélération, et du Diesel sur route et sur autoroute, où son excellent rendement l’avantage. A l’horizon 2030, il ne pourrait subsister que 30% de véhicules non-hybrides sur les marchés français et européen. Nous estimons la part des véhicules électriques et hybrides rechargeables à moins 20% en 2030. L’acceptabilité par le grand public du véhicule électrique reste cependant toujours une inconnue compte tenu de l’attrait sécuritaire qu’offre la réserve de plusieurs centaines de kilomètres due au carburant liquide, dont le renouvellement se fait de plus en quelques minutes seulement grâce au réseau dense de stations-service. L’équation économique se pose de la manière suivante : les petits véhicules urbains pourraient être majoritairement essence avec des solutions d’hybridation adaptée (micro et mild hybrid). Les solutions d’hybridation électrique poussées (full hybride, plug in hybride) pourraient être réservées aux véhicules moyens haut de gamme ou volumique c’est-à-dire des segments C et D, dont une partie seront équipés de moteurs Diesel notamment en Europe.

Quel sera l’impact de cette politique d’hybridation sur le raffinage européen ?
PM : De manière générale, les raffineurs étaient plutôt satisfaits tant qu’ils vendaient l’excédent d’essence à bon prix aux Etats-Unis. Mais depuis quelques années, la donne a bien changé avec la baisse de la consommation outre-Atlantique et l’arrivée des biocarburants sur le marché : la balance essence/diesel, très déséquilibrée, est une vraie problématique. Nos études tendent cependant à démontrer qu’un basculement du parc automobile particulier vers plus d’essence aura un effet très limité à court terme sur cette balance, ne serait-ce qu’en raison du renouvellement nécessairement lent du parc. A ma connaissance, c’est surtout l’augmentation du transport de marchandise qui a le plus fort impact sur l’évolution de la demande de gazole au niveau européen.

Etes-vous favorable à l’éthanol ?
PM : Il est plus simple de fabriquer de l’éthanol en matière de biocarburant. Mais cela ne résout pas le problème du raffinage parce que chaque litre d’éthanol brulé se substitue à 0.6 litre d’essence environ. Ce n’est donc pas une solution pour rééquilibrer le raffinage. C’est pour cette raison que nous insistons auprès des pouvoirs publics pour qu’ils favorisent le développement de biocarburants destinés au pool gazole. Même si la grande majorité des véhicules vendus au Brésil peuvent fonctionner avec des teneurs comprises entre 20 et 100 % d’éthanol, nous pensons pour l’Europe que ce n’est pas une solution ne serait qu’en raison de la disponibilité réduite de l’éthanol et de l’impact négatif sur le raffinage. Nous sommes en faveur d’une introduction raisonnées des biocarburants sur cette zone, c’est-à-dire en quantités acceptables pour une production responsable. Même si toute notre gamme essence est déjà compatible d’une teneur de 10 voire de 15 % d’éthanol, nous préférons voir un développement significatif du biodiesel d’autant plus qu’il nous aide pour réduire les émissions de CO2.

Quel est l’avenir, selon vous, du moteur Diesel pour atteindre les objectifs du type
2 litres/100 km?
PM : Le moteur Diesel permettra très probablement d’atteindre le niveau de consommation de 2 litres/100 km (soit environ 53g/km de CO2) avant 2020 sur les véhicules de segment B (208 ou C3) avec une hybridation légère de type « mild hybride ». Des programmes sont d’ailleurs déjà en cours sur le sujet. En essence, toujours sur le segment B et avant 2020, nous prévoyons des émissions de CO2 proches de 60 à 70g/km (soit de l’ordre de 2,6 à 3 l/100 km). Il faudra probablement attendre 2020 voire 2025 pour que le Diesel permette une consommation de 2l/100 km sur l’ensemble des segments. A cet horizon, l’essence ne le fera que sur le segment B, et n’atteindra « que » 2,4 l/100 km sur les segments C volumique et D via des solutions de type « full hybride », seul l’hybride rechargeable permettant d’envisager ce fameux 2l/100 en essence. L’atteinte de l’objectif 2l/100 km implique également, outre les changements profonds de motorisation, la diminution de la masse des véhicules, le développement de nouvelles plateformes et l’optimisation de la chaîne de traction via des choix d’hybridation toujours plus performants et abordables pour les clients… Toutes ces solutions ne sont pas low-cost !

Propos recueillis par Chantal Colomer et Jean-Marie Botte

Partager