Origine des carburants

Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre I : LES CARBURANTS
I.1- NOTION SUR LES CARBURANTS
I.1.1 – Origine des carburants
I.1.2 – Principales caractéristiques physiques du carburant pour moteur diesel
I.1.3 – L’indice de cétane
I.1.4 – Tableau récapitulatif des propriétés physiques des carburants usuels
I.2 – PHENOMENES QUE SUBISSENT LES CARBURANTS DANS LE MOTEUR
I.2.1 – Moteur à essence
I.2.2 – Moteur Diesel
I.2.3 – Equation stœchiométrique de combustion
I.2.4 – Richesse
I.2.5 – Pouvoirs calorifiques
I.3 – LIMITE D’UTILISATION DES HYDROCARBURES
I.3.1 – Epuisement des ressources mondiales
I.3.2 – Menaces environnementales
I.3.2.1 – Généralité sur l’environnement et la pollution atmosphérique
I.3.2.1.1 – Définition de l’environnement
I.3.2.1.2 – L’effet de serre
I.3.2.1.3 – Conséquence de la situation actuelle au niveau international émergence des biocarburants
Chapitre II : LES CARBURANTS DE SUBSTITUTION
1 – LES BIOCARBURANTS
II.1.1 – Définition et classification des biocarburants 
II.1.1.1 – Les alcools
II.1.1.1.1 – Types d’alcool
II.1.1.1.2 – Classement des alcools en fonction de leur éloignement du supercarburant selon le rapport atomique O/C
II.1.1.2 – L’huile végétale
II.1.1.2 – Le biodiesel
II.1.2 – Modes de production des biocarburants
II.1.2.1 – Production à partir de gaz de synthèse (CO +H2): cas du méthanol
II.1.2.2 – La fermentation : cas de l’éthanol et de l’ ACETONE- BUTANOL- ETHANOL (ABE)
II.1.2.3 – Pressage : cas de l’huile végétale
II.2 – L’HUILE DE JATROPHA
II.2.1 – Caractéristiques des graines de jatropha
II.2.2 – Mode de fabrication de l’huile de jatropha
II.2.2.1 – Fabrication artisanale
II.2.2.2 – Fabrication à partir d’une presse
II.2.3 – Composition chimique de l’huile de jatropha
II.2.4 – Indice physico-chimique des huiles de jatropha
II.2.5 – Spécificité de l’huile de jatropha
II.3 – OBTENTION DE L’HUILE RAFFINEE: méthode artisanale
II.3.1 – But du raffinage
II.3.2 – Manipulation du raffinage
II.3.2.1 – Dégommage : enlèvement des gommes
II.3.2.2 – Neutralisation : enlèvement des acides gras
II.3.3 – Viscosité de l’huile raffinée
II.3.4 – Comparaison de la viscosité des deux huiles (brute et raffinée)
Chapitre III : LE MOTEUR DIESEL
III.1- QUELQUES RAPPELS SUR LES LOIS ET LES PRINCIPES DE LA THERMODYNAMIQUE
III.1.1 – Quelques caractéristiques des gaz
III.1.1.1 – L’expansibilité
III.1.1.2 – Loi de MARIOTTE
III.1.2 – Equation d’état d’un gaz parfait
III.1.3 – Equations de transformation classique des gaz
III.1.3.1 – Transformation isotherme
III.1.3.2 – Transformation isobare
III.1.3.3 – Transformation adiabatique
III.1.3.4 – Transformation polytropique
III.1.3.5 – Transformation isochore
III.1.4 – Diagramme de CLAPEYRON
III.1.5 – Grandeurs énergies
III.1.5.1- Travail au cours d’une transformation
III.1.5.2 – Quantité de chaleur échangée
III.1.5.3 – Premier principe de la thermodynamique
III.1.5.4 – Enthalpie
III.1.5.5 – Second principe de la thermodynamique
III.1.5.6 – Entropie
III.1.6 – Cycle thermique (moteur) et calcul de rendement
III.2 – NOTION SUR LE MOTEUR THERMIQUE
III.2.1 – Définition
III.2.2 – Classification des moteurs thermiques
III.2.3 – Fonctionnement d’un moteur thermique à piston et à combustion interne à volume constant
III.3 – LE MOTEUR DIESEL
III.3.1- Définition
III.3.2 -Principaux éléments constitutifs du moteur Diesel
III.3.2.1 – Les organes fixes
III.3.2.2 – Les pièces maîtresses du circuit basse pression
III.3.2.3 – Les pièces maîtresses du circuit haute pression
III.3.2.4 – Les éléments de transmission de puissance
III.3.3 – Cycle diesel (Cycle théorique pour moteur Diesel 4 temps)
III.3.4 – Rendement du cycle Diesel
III.3.4.1 – Cycle de CARNOT
III.3.4.2 – Rendement de CARNOT
III.3.4.3 – Rendement de cycle diesel
III.3.5 – Classification des moteurs Diesel
III.3.5.1 – Système d’injection du moteur Diesel
III.3.5.2 – Classification
III.3.5.2.1 – L’injection directe
III.3.5.2.2 – L’injection indirecte
III.4 – ETUDE DES GAZ BRULES EMIS DANS LES GAZ D’ECHAPPEMENT DES MOTEURS DIESEL
III.4.1 – Processus de combustion dans les moteurs Diesel
III.4.1.1 – Equation de la combustion
III.4.1.2 – Déroulement de la combustion
III.4.2– Les émissions de polluants
III.4.3- Origines des émissions de polluants dans un moteur Diesel à combustion interne
III.4.3.1 – Les gaz de ventilation de carter
III.4.3.2 – Les gaz d’échappement
III.4.4 – Toxicité des différents constituants des gaz d’échappement
III.4.4.1 – Composés non toxiques
III.4.4.1.1 – L’azote : N2
III.4.4.1.2 – Vapeurs d’eau : H2O
III.4.4.1.3 – L’hydrogène : H2
III.4.4.2 – Composés toxiques
III.4.4.2.1 – Le dioxyde de carbone : CO2
III.4.4.2.2 – Le monoxyde carbone : CO
III.4.4.2.3 – Le dioxyde de soufre : SO2
III.4.4.2.4 – Les hydrocarbures imbrûlés : HC
III.4.4.2.5 – Les oxydes d’azote : NOx
III.4.4.2.6 – Les particules
III.4.5 – Limites imposées pour les émissions de polluants
III.4.6 – Avantages du moteur Diesel
Chapitre IV : ETUDE COMPARATIVE DES EMISSIONS PRODUITES PAR LE GAZOLE ET L’HUILE DE JATROPHA
IV 1 – LE MOTEUR D’ESSAI
IV.1.1 – Caractéristiques du moteur d’essai
IV.1.2 – Etude particulière du système d’injection du moteur
IV.1.2.1 – Description du système d’injection du moteur
IV.1.2.2 – Fonctionnement de la pompe d’injection
IV.1.3 – Système de refroidissement du moteur
IV.2 – CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES FUMEES ET BRUIT DU MOTEUR
IV.2.1 – Constatation des fumées et bruit du moteur
IV.2.1.1 – Conduite d’essai
IV.2.1.2 – Tableau des résultats
IV.2.1.3 – Interprétations
IV.2.2 – Comparaison de l’opacité des fumées pour chaque type de carburant
IV.2.2.1 – Caractéristiques et mode de fonctionnement de l’opacimètre
V.2.2.2 – Schéma général de l’installation
IV.2.23 – Comparaison des valeurs données par l’appareil
IV.2.24 – Interprétations
IV.3 – COMBUSTION DE L’HUILE DE JATROPHA
IV.3.1 –Volume d’oxygène nécessaire à l’oxydation du jatropha
IV.3.1.1 – Constituants majoritaires de l’huile de jatropha
IV.3.1.2 – Volume d’oxygène nécessaire pour l’oxydation de ces acides
IV.3.2 – Pourcentage d’air utilisé pour établir la stœchiométrie du jatropha
IV.3.3 – Masse d’air nécessaire pour la combustion de 1 g de jatropha
IV.3.3.1 – Volume total d’oxygène nécessaire
IV.3.3.2 – Volume d’air nécessaire
IV.3.3.3 – Masse d’air correspondante
IV.4 – FACTEURS AUXQUELS DEPEND LA FORMATION DES COMPOSES DES GAZ D’ECHAPPEMENT
IV.4.1 –La combustion
IV.4.1.1 – Influence de la richesse et la nature du carburant
IV.4.1.2 – Influence de la vitesse de réaction au sein de la chambre de combustion
IV.4.2 – Mécanisme du moteur
IV.4.2.1 – Au démarrage à froid
IV.4.2.2 – En accélération
IV.4.2.3 – Pendant les décélérations
IV.4.2.4 – Influence du type d’injection
IV.5 – CALCUL DE LA COMPOSITION DES FUMEES PRODUITES PAR LE JATROPHA
IV.5.1 – Mélanges stœchiométriques ou pauvres
IV.5.1.1 – Equation théorique de la combustion
IV.5.1.2 – Calcul des teneurs volumiques des gaz constituants le gaz d’échappement
IV.5.2 – Mélanges riches
IV.5.2.1 – Equation théorique de la combustion
IV.5.2.2 – Obtention des coefficients a et b
IV.5.2.3 – les teneurs des gaz présents dans le gaz d’échappement
IV.5.3 – Programmation donnant les teneurs des gaz d’échappement du moteur alimenté en gazole et en jatropha en fonction de la richesse et la nature du carburant
IV.5.3.1 – But de ce programme
IV.5.3.2 – Organigramme
IV.5.3.3 – Lancement du programme
IV.5.3.4 – Interprétation du calcul
IV.5.3.5 – Interprétation de la courbe
IV.6 – REDUCTION DES TENEURS EN COMPOSES TOXIQUES DANS LES GAZ BRULES
IV.6.1 – Procédés d’épuration des gaz d’échappement sortant du moteur
IV.6.1.1 – Postcombustion thermique
IV.6.1.2 – Procédés catalytiques
IV.6.1.2.1 – Mise en œuvre des catalyseurs
IV.6.1.2.2 – Catalyseurs d’oxydation
IV.6.1.2.3 – Catalyseurs de réduction
IV.6.1.3 – Mise en œuvre d’un piège à particules
IV.6.2 – Procédés agissant au niveau du moteur (réduction des NOx)
IV.6.2.1 – Suralimentation par turbosoufflante
IV.6.2.2 – Retard du calage d’injection
Chapitre V : ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX INTRODUCTION
V.1 – MOTIVATION DU SUJET
V.2 – IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
A – AVANTAGES
A.V.2.1 – Avantages obtenus à partir du jatropha en tant qu’arbuste
A.V.2.1.1 – Avantages sociaux
A.V.2.1.2 – Avantages agricoles et écologiques
A.V.2.1.3 – Avantages économiques
A.V.2.2 – Avantages obtenus à partir du moteur alimenté par de l’huile de jatropha
A.V.2.2.1 – Avantage énergétique
A.IV.2.2.2 – Avantages économiques
A.V.2.2.2 – Avantages écologiques
B – INCONVENIENTS
B.V.2.3 – Inconvénients de l’utilisation de l’huile dans le moteur
B.V.2.3.1 – Difficulté du démarrage à froid
B.V.2.3.2 – Formation assez rapide de dépôts
B.V.2.3.3 – Investissement supplémentaire
V.3 – PROPOSITION DES MESURES D’ATTENUATION
V.3.1 – Traitement de l’huile
V.3.2 – Modification de quelques pièces au niveau du moteur
V.4 – EVALUATION ECONOMIQUE
V.4.1 – Au niveau du moteur
V.4.1.1 – Coût des pièces à modifier
V.4.1.2 – Prix d’un moteur indien
V.4.2 – Coût du traitement de raffinage de l’huile de jatropha
V.4.2.1 – Coût d’achat des graines de jatropha
V.4.2.2 – Quantité de graines traitées (matières premières)
V.4.2.3 – Quantité d’huile raffinée
V.4.2.4 – Coût unitaire d’exploitation
V.5 – Conclusion
CONCLUSION GENERALE