Gaz naturel pour véhicules - Définition
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Technologie
Un véhicule classique à moteur à combustion interne peut être adapté pour la bicarburation (essence / GNV). Les véhicules au gaz naturel sont de plus en plus utilisés en Europe et en Amérique du Sud en raison de la hausse du prix de l'essence, et pour raisons écologiques. Le GNV commence à être adopté pour les véhicules personnels légers, mais aussi pour les véhicules de transport public, y compris les trains.
La densité volumique d'énergie du GNV est estimée à 42% du GPL (car il n'est pas liquéfié), et à 25% de celle du gasoil.
Le GNV peut être utilisé dans les moteurs à quatre temps (essence) et moteurs diesel modifiés. Les moteurs quatre temps à carburation frugale peuvent atteindre un rendement thermique supérieur à celui des moteurs quatre temps stœchiométriques, au prix d'émissions de NOx et d’hydrocarbures. Un moteur stœchiométrique à commande électronique fournit, dans l'ensemble, le plus de puissance pour le moins d'émissions, surtout lorsque équipé de recirculation des gaz d'échappement, de turbocompresseur avec refroidisseur, et d'un convertisseur catalytique à trois voies, mais souffre en termes de rejet de chaleur et consommation de carburant. Un moteur à gaz naturel convenablement conçu peut avoir un plus grand rendement qu'un moteur à essence car l'indice d'octane du gaz naturel est plus élevé que celui de l'essence, ce qui permet de fabriquer des moteurs à taux de compression plus élevé.
L'approvisionnement en GNV peut se faire de systèmes à basse pression (« remplissage lent »), ou à haute pression (« remplissage rapide »). La différence réside dans le coût de la station de ravitaillement par rapport au temps de remplissage. Il existe également des adaptations pour se ravitailler la nuit à partir d'une conduite de gaz, mais cette pratique est interdite dans certains pays. Le ravitaillement au gaz naturel domestique est de plus en plus populaire aux États-Unis, en particulier en Californie et à New York, et des déductions d'impôt sont disponibles pour l'installation nécessaire.
Les réservoirs de GNV peuvent être en acier, aluminium, ou plastique. Les nouvelles bouteilles en composite (taule métallique entourée d'une fibre, de type "ISO 11439 GNC-3" / Filament continu imprégné de résine avec liner non métallique (tout composite) "ISO 11439 GNC-4") sont particulièrement intéressantes pour les véhicules, car beaucoup plus légères que les précédentes en acier et en aluminium, ce qui induit une réduction de consommation du carburant. Les bouteilles livrées avec soupapes de sécurité suivent généralement la norme ISO 11439.
L'équipement nécessaire à un moteur pour le GNV comprend un régulateur de pression (un dispositif qui convertit la pression de stockage à la pression d’utilisation), et un mélangeur ou des injecteurs. Les premiers kits d’adaptation au GNV comprenaient un mélangeur de gaz de type Venturi. Couplé au mélangeur de gaz, est un doseur asservi par un moteur pas à pas, ce dernier se fiant à la lecture d’une sonde à oxygène dans les gaz d'échappement. Les nouveaux kits de conversion au GNV offrent une injection électronique multipoint semblable à celle que l'on trouve sur le moteur d'une voiture à essence.
Utilisation
En raison de ces conditions de distribution, le GNV a d'abord intéressé les utilisateurs de flottes captives, à savoir des flottes de véhicules rattachées à un site équipé d’un compresseur. Il s’agit prioritairement des autobus et des gros utilitaires urbains (bennes à ordures, par exemple).
En France
Pour les particuliers, il existe plusieurs possibilités. Le réseau de stations service de GNVert, filiale de GDF Suez, permet aux particuliers de faire le plein de GNV dans quelques villes françaises. Il est aussi possible d'établir des conventions de distribution auprès des stations de flottes de captives GDF ou autres (bus de ville, par exemple).
Le GNV est, comme tout autre carburant, soumis en France à la taxe intérieure de consommation, au taux de 8,47 € par 100 mètres cubes normalisés.
L'utilisation d'un compresseur de gaz naturel destiné à être utilisé comme carburant nécessite une autorisation délivrée par la direction générale des douanes et droits indirects.
GDF Suez propose désormais à ses clients particuliers ayant une maison reliée au réseau gaz avec garage ou un jardin privé (condition réglementaire), d'installer une station de remplissage domestique qui permet de faire le plein chez soi.
Pour des raisons de sécurité et d'encombrement, la station de remplissage domestique ne comporte pas de réserve de gaz sous pression, mais compresse le gaz directement dans le réservoir de la voiture. Contrairement au plein en station (avec réserves sous pression), le plein à la maison est donc un processus assez long. La station domestique fonctionne sans surveillance et s'arrête quand le réservoir de la voiture est plein. A l'heure actuelle, la station de remplissage à la maison n'est pas disponible dans toute la France. Gaz de France procède à un déploiement par régions. La Haute-Garonne a été la première zone couverte, fin 2005/début 2006.
Les voitures et utilitaires GNV disponibles en France sont en majorité des véhicules à moteur bi-carburation gaz naturel/essence. L'autonomie en essence permet de compenser la faible densité de points de remplissage publics GNV en France. En Suisse, il est possible de convertir un véhicule essence à la bi-carburation GNV/essence. En France, la « deuxième monte » est découragée par les fournisseurs et l'État. Plusieurs constructeurs européens proposent des motorisations bi-carburation GNV/essence à leur gamme.
L'administration française a mis en place une variété de subventions ou d'incitations fiscales pour les entreprises ou les particuliers en faveur des véhicules GNV, qui sont des véhicules propres. Les collectivités territoriales en France ont quant à elles obligation d'acquérir 20% de véhicules propres lors du renouvellement de leur parc automobile.
Il ne faut pas confondre Gaz naturel pour véhicule GNV, Gaz Naturel Liquéfié GNL et Gaz de pétrole liquéfié GPL. Le GNV est un produit gazeux composé de méthane, alors que le GPL est un produit liquide constitué de butane et de propane. Pour des raisons techniques, un véhicule GPL ne peut absolument pas fonctionner au GNV et inversement.
