Alcool/Essence

[Invité]

Bonjour,
dans le cadre de mon TFE, je fais des tests sur un moteur essence avec un mélange alcool/essence.
J'aimerai savoir jusqu'à quel pourcentage d'alcool dans le mélange je peux aller sans devoir modifier le moteur.
Si je dois le modifier, quelles sont les modifications qu'il faut apporter et où?

Merci d'avance pour votre aide.

BGood

[Emerson]

Re : Alcool/Essence

Quoique le % d'alcool mélangé a l'essence au Canada soit de 10%, il est possible de rouler avec 85% d'Ethanol et seulement 15% d'essence - Des véhicules existet déjà dont les matériaux de construction du moteur sont prévus pour résister a l'alcool ainsi que la gestion électronique du moteur

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On touche à un sujet doublement épineux, car si la consommation automobile d'un carburant est soumise à une lourde règlementation, et une toute aussi lourde taxation, la production d'alcool est elle carrément interdite. Il est interdit en France de posséder un alambic... Des vieilles lois, qu'on pourrait bien supprimer aujourd'hui, et qui ont abouti à la création de ce qu'on appelle les alcools dénaturés, soit des alcools auxquels on a ajouté un produit toxique afin qu'ils ne puissent servir à la consommation humaine. Il ne faut pas mélanger l'alcool boisson pour adultes de l'alcool industriel, mais pourtant l'un comme l'autre sont des carburants formidables pour la plupart des moteurs à allumage commandé.

Henry Ford a longtemps cru que les alcools étaient un meilleur carburant que celui issu du pétrole. Les avions de chasse Mitsubishi Zero, de l'armée japonaise pendant la seconde guerre mondiale, étaient prévu pour fonctionner avec de l'alcool de riz. Les rockets V1 et V2 des nazis aussi, marchaient à l'alcool.

Dans le domaine automobile, c'était le Brésil qui avait pris les devants dés les années 1970 en lançant un vaste programme de développement de l'éthanol à partir de la canne à sucre. Pour cela le gouvernement (par le biais de la société pétrolière nationale Petrobras) s'était engagé à acheter à bon prix tout l'éthanol que les paysans pourraient produire. Petrobras revendait ensuite cet éthanol aux automobilistes dans tout le pays, et parvenait même à gagner de l'argent, mais cela ne marcha plus quand la spéculation fit monter le cours du sucre, alors que le prix du pétrole tomba au plus bas, en 1986/87. Aujourd'hui, avec le pétrole au plus haut, le Brésil est reparti en avant toute sur le chemin de l'alcool carburant.

Cela d'autant plus facilement qu'un grand progrès est apparu, on sait maintenant faire des voitures parfaitement bivalentes alcool/essence. C'est Bosch qui sait en fait, les Volkswagen, les Chevrolet, les Fiat, Peugeot et les autres autos proposées sur le marché brésilien avec la faculté de rouler aussi bien à l'essence, qu'à l'alcool ou n'importe quel mélange des deux, utilisent toutes le système d'alimentation Bosch Flex Fuel. Ce système analyse en permanence la proportion d'alcool dans le réservoir et adapte les paramètres de gestion moteur en fonction de ce qu'il trouve. On peut ensuite préciser que cela est assez complexe, car l'alcool a des propriétés bien différentes de l'essence. Il brûle par exemple à une température plus basse, et avec un rapport de proportions air/carburant bien différent. Il fallait toute la compétence de Bosch pour développer un système qui marche sans heurts.

Trois alcools sont communément connus comme possibles carburants auto, l'éthanol, le butanol et le méthanol, mais c'est le premier qui est le plus usité, et de très loin. On le fabrique aux Etats-Unis à partir d'avoine, à partir de betteraves en Europe, et à partir de canne à sucre au Brésil. On parle parfois de bio-éthanol, ce qui est un non-sens parfait, qui prouve la toute puissance du Dieu-pétrole. Parle t-on de bio-alcool ? L'éthanol est un alcool, c'est donc par définition un produit agricole, même si on peut aussi le fabriquer à partir du pétrole.

Au Brésil, l'automobiliste qui possède une auto Flex Fuel a le choix, et il peut se ravitailler aussi bien avec l'un ou l'autre carburant, mais l'atout de ce pays étant qu'avec une canne à sucre qui pousse toute seule sous ce climat, et des paysans dont les salaires sont bas, très bas, l'alcool est moins cher que l'essence ! En France, la betterave n'est pas aussi intéressante.


Les courses de monoplace IRL se font avec des voitures fonctionnant uniquement a l'alcool - danger de ce carburant, on ne voit pas lorsqu'il s'enflamme

[modzenet]

Re : Alcool/Essence

Juste une question et une une remarque :

J'ai lu quelque part qu'avec l'alcool utilisé au Brésil, les voitures ont équipées du fameux système flex fuel ont des performances nettement inférieures en mode tout alcool. Est-ce vrai ?

Et la remarque au sujet des courses IRL : c'est la raison pour laquelle lors des ravitaillement on voit toujours un préposé asperger la monoplace d'eau au moment de son départ du stand. Ceci juste pour éviter de partir avec le feu aux fesses.

[Emerson]

Re : Alcool/Essence

voilà un essai français sur ses systèmes et les performances - J'ai lu dans des reportages américains qu'il fallait savoir adapter sa conduite a l'alcool celle-ci pouvant varier de 20M/gallon +/- 12L au 100 (sur les voitures proposées aux Etats unis

[Invité]

Re : Alcool/Essence

Salut,

Ayant bossé chez Renault au Brésil, sur un moteur flex-fuel, je peux peut-être apporter quelques précisions sur ce type de fonctionnement particulier.

L'alcool (je parle ici d'éthanol) a des propriétés relativement différentes de l'essence conventionnelle. Les principales pour un moteur à combustion interne est que d'un part son rapport stoechiométrique est plus faible que celui de l'essence, et que d'autre part son indice d'octane est nettement plus élevé.

Le premier aspect implique qu'il faut injecter environ 30% en plus lorsqu'on fonctionne avec de l'alcool pur par rapport à de l'essence pure. Avec une densité comparable à l'essence, cela augmente la consommation en L/100km de la même proportion. Du coup pour une voiture qui habituellement fait dans les 8l/100km, on se retrouve au-dessus de 10 en alcool.
Mais comme le prix au litre est environ 40% moins cher que l'essence, on s'y retrouve quand même...

Deuxième propriété importante, l'indice d'octane. Alors que l'essence normale se trouve aux environs de 95 / 98, l'alcool tourne vers 105 / 110! Résultat immédiat: pas de problème de cliquetis en alcool, on utilise les avances optimales, ce qui fait gagner en rendement et en puissance. Et oui, les moteurs à alcool sont environ 10% plus puissants que leurs homologues essence! (d'où leur utilisation en IRL...où si je ne me plante pas, ce sont des moteurs turbos, encore plus sensibles au cliquetis que les atmos)

Au rayon des inconvénients, on peut noter des problèmes de départ à froid (l'alcool est très volatil); toutes les voitures flex fuel ou pure alcool possèdent un réservoir d'essence additionnel, utilisé en-dessous de 15°C pour démarrer le moteur. De plus, étant très volatil, il a tendance à propager l'explosion en arrière, vers le collecteur d'admission (phénomène du backfire, très dépendant du croisement des soupapes). Résultat: on explose son collecteur d'admission à froid, et on cale!

Voilà, donc pour répondre à la question initiale, on peut relativement facilement fonctionner à 100% d'alcool, en changeant quelques pièces.
Sans toucher aux parties mécaniques du moteur, on peut monter jusqu'à environ 15 à 20% d'alcool je pense, pas beaucoup plus. Mais même dans ce cas, il faut adapter les cartographies d'injection, sinon le moteur ne fonctionnera pas de manière optimale. Puis il faut adopter un réglage différent de la sonde lambda, bien évidemment.

Ensuite, si on veut aller plus loin, il faut changer les injecteurs (autorisant un plus gros débit), les conduites carburant (je crois qu'il y a des problèmes de tenue à long terme si le caoutchouc n'est pas adapté), puis encore plus en avant les soupapes, les sièges, voire même les pistons (car les températures de combustion ne sont pas les mêmes).

[modzenet]

Re : Alcool/Essence

Très intéressant ce post !

Tu dis qu'il y a un problème de volatilité en dessous de 15°C, donc est-ce que ce type de carburant serait intéressant sous nos latitudes, sachant que là ou j'habite, on a parfois plusieurs jours de suite où les températures sont nettement inférieures à 0°C et des semaines entières en-dessous de 15°C.

[Invité]

Re : Alcool/Essence

Ce n'était sans doute pas hyper clair ce que j'ai dit à propos de la volatilité (je ne suis pas un grand spécialiste des propriétés physico-chimiques des carburants non plus...faut demander à benji pour plus de détails là-dessus je pense! ).
De manière générale, la volatilité de l'alcool est plus élevée que celle de l'essence. Du coup il se vaporise beaucoup plus facilement (une plus grande quantité passe en phase gazeuse sous les mêmes conditions de pression et de température).
Cela pose un problème à froid, car on doit injecter plus de carburant qu'en fonctionnement normal pour assurer une bonne combustion, ce qu'on a du mal à faire vu que trop d'alcool reste gazeux dans les tubulures d'admission!
Du coup on a du mal à démarrer, et si par malheur une flamme parvient à remonter vers ces gaz contenus à l'admission, on explose le collecteur!

Maintenant ce n'est vraiment problématique que durant la phase de démarrage, où ma bonne gestion de la richesse en transitoire est vraiment critique. Lorsque le moteur est chaud on voit moins de différence.
Et pour la mise en action, ces voitures disposent d'un réservoir additionnel d'essence. Actuellement tous les moteurs à alcool démarrent sur de l'essence, et passent en alcool progressivement lors de la chauffe. Ceci ne poserait pas plus de problèmes dans un pays froid, du moins ce n'est pas rédhibitoire... (de mémoire, c'est Saab qui était l'un des premiers à lancer un concept-car en Europe d'une voiture à l'éthanol...Saab est suédois! )

Maintenant il y a des études en cours chez tous les constructeurs pour essayer de se passer de ce réservoir additionnel (c'est un peu ch.., car si on a oublié de remplir ces 2 litres d'essence, on ne démarre pas!). A ma connaissance ce n'est pas encore sur le marché, c'est au stade d'étude seulement.

[Invité]

Re : Alcool/Essence

Dans mes souvenirs (pas si lointains) de l'école, l'éthanol par lui même n'est pas volatil. C'est le mélange de l'essence et de l'éthanol qui est plus volatil que l'essence (azéotrope).
La chaleur latente de vaporisation de l'éthanol est très élevée, ce qui pose des difficulté de démarrage à froid si 100% ethanol (pour volatiliser le carburant dans le collecteur froid) car le carburant se condense sur le parois du collecteur (mouillage) et pose des problèmes de gestion de richesse en transitoire. Cet éthanol s'accumule dans le collecteur, et quand il se réchauffe, si les conditions sont propices, BOUM ! (j'imagine).

C'est pour cette raison qu'on démarre à l'essence (réservoir additionel) ou qu'on incorpore 15% d'essence (E85) pour démarrer mieux.

Evidemment ca demande confirmation, je vais chercher de sdonnées chiffrées dans mes cours de l'école.

Pour l'octane je confirme, j'avais même plutot 120 en tête comme valeur, d'ou l'avantage sur des moteurs à fort taux de compression ou turbocompressés.

Pour étayer mes propos, je vais chercher des données chiffrées.

A bientôt

[Invité]

Re : Alcool/Essence

Aaah voilà juste, j'étais plus 100% sûr de cette histoire de volatilité. Mais donc en effet c'est sûrement plus la chaleur latente de vaporisation qui pose problème.
D'où les fortes corrections que l'on opère en contrôle moteur sur les corrections de mouillage parois avec l'alcool...

Merci pour la correction benji

[Emerson]

Re : Alcool/Essence

Il y a logtemps, j'ai acheté un bouquin (dans un lot) sur la composition des carburnts dans les années 30-40 et spécifiquement pour les avions - Il y a des renseignements par rapport au givrage des collecteurs qui sont tres intéressants - Je vais essayer de le retrouver

[Invité]

Re : Alcool/Essence

J'ai trouvé les chiffres d'indices d'octane de 111 pour l'éthanol pur et 104 pour l'E85. Je suppose qu'ils peuvent fluctuer légèrement, non ?

[Emerson]

Re : Alcool/Essence

oui, ils fluctuent en raison de la t° et de la pression atmo