{"id":4221,"date":"2016-09-16T07:00:00","date_gmt":"2016-09-16T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/informatech.energir.com\/?p=4221"},"modified":"2021-04-15T08:09:51","modified_gmt":"2021-04-15T13:09:51","slug":"calculer-les-consommations-de-carburant-des-differents-types-de-moteurs-a-gaz-naturel-par-rapport-aux-moteurs-diesel-et-a-essence","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/informatech.energir.com\/?p=4221","title":{"rendered":"Calculer les consommations de carburant des diff\u00e9rents types de moteurs \u00e0 gaz naturel par rapport aux moteurs diesel et \u00e0 essence.\u00a0"},"content":{"rendered":"<p><span class=\"intro\">Dans le cadre d&rsquo;un projet de conversion d&rsquo;un parc de v&eacute;hicules vers le gaz&nbsp;naturel, l&rsquo;&eacute;valuation de la consommation d&rsquo;&eacute;nergie future est bien s&ucirc;r une &eacute;tape essentielle dans l&rsquo;analyse de rentabilit&eacute; du projet. Le calcul de la consommation de carburant d&rsquo;un v&eacute;hicule &agrave; gaz&nbsp;naturel et sa comparaison avec celle d&rsquo;un v&eacute;hicule de r&eacute;f&eacute;rence mu au diesel ou &agrave; l&rsquo;essence doit tenir compte de trois facteurs&nbsp;:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span class=\"intro\">l&rsquo;efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique des technologies de moteurs;<\/span><\/li>\n<li><span class=\"intro\">les pouvoirs calorifiques respectifs des carburants;<\/span><\/li>\n<li><span class=\"intro\">les conditions d&rsquo;utilisation.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<br>\n<span class=\"titre-sous\">Efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">Il est important de savoir qu&rsquo;un moteur, peu importe son carburant, n&rsquo;aura pas la m&ecirc;me efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique qu&rsquo;un autre selon la technologie utilis&eacute;e. C&rsquo;est le cas par exemple des motorisations diesel (allumage par compression) dont le taux de compression &eacute;lev&eacute; et le flot d&rsquo;admissions d&rsquo;air non restreint leur donnent une efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique d&rsquo;au moins 15&nbsp;% sup&eacute;rieure aux motorisations &agrave; essence (allumage par &eacute;tincelles).&nbsp;<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">On retrouve actuellement deux technologies&nbsp;de moteurs &agrave; gaz&nbsp;naturel&nbsp;: allumage par &eacute;tincelles (conversion de moteur &agrave; essence existant ou moteurs Cummins Westport 6,7&nbsp;L, 8,9&nbsp;L et 11,9&nbsp;L) et allumage induit (moteurs Westport GX&nbsp;15L et moteurs diesel avec injection de gaz&nbsp;naturel). Peu importe la forme de stockage du gaz&nbsp;naturel sur le v&eacute;hicule (GNC ou GNL), le gaz&nbsp;naturel est toujours inject&eacute; sous forme gazeuse &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur du moteur.&nbsp; Le gaz&nbsp;naturel ayant un tr&egrave;s haut indice d&rsquo;octane (&gt;&nbsp;120), il ne peut s&rsquo;enflammer de lui-m&ecirc;me par compression. Il faut alors l&rsquo;apport d&rsquo;une &eacute;tincelle pour initier la combustion, comme dans les motorisations &agrave; essence. Dans ce cas, les efficacit&eacute;s &eacute;nerg&eacute;tiques compar&eacute;es d&rsquo;un v&eacute;hicule propuls&eacute; par un moteur &agrave; essence et un v&eacute;hicule avec moteur &agrave; gaz&nbsp;naturel &agrave; allumage par &eacute;tincelles sont identiques (1 pour 1). Dans le cas de l&rsquo;allumage induit, la combustion du gaz&nbsp;naturel est initi&eacute;e par l&rsquo;auto-allumage par compression d&rsquo;une faible quantit&eacute; de diesel directement inject&eacute;e dans la chambre de combustion du moteur. Les efficacit&eacute;s &eacute;nerg&eacute;tiques compar&eacute;es d&rsquo;un v&eacute;hicule propuls&eacute; par un moteur diesel et un v&eacute;hicule avec moteur &agrave; gaz&nbsp;naturel &agrave; allumage induit sont donc elles aussi identiques (1 pour 1).<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">C&rsquo;est lorsque l&rsquo;on compare le rendement d&rsquo;un v&eacute;hicule &agrave; moteur diesel &agrave; celui d&rsquo;un v&eacute;hicule avec un moteur &agrave; gaz&nbsp;naturel &agrave; allumage par &eacute;tincelles que l&rsquo;on doit tenir compte de l&rsquo;efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique relative des deux technologies. Dans ce cas, le v&eacute;hicule &agrave; gaz&nbsp;naturel consommera g&eacute;n&eacute;ralement environ 15&nbsp;% plus d&rsquo;&eacute;nergie pour le m&ecirc;me travail que sa contrepartie au diesel, et ce, &eacute;tant donn&eacute; les caract&eacute;ristiques m&eacute;caniques de ces types de moteurs (pr&eacute;sent&eacute;es ci-dessus).<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">&Agrave; des fins de calcul, voici les facteurs d&rsquo;efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique g&eacute;n&eacute;ralement utilis&eacute;s&nbsp;:<\/span><\/p>\n<table style=\"width: 600px;\" border=\"0\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\">\n<colgroup span=\"1\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\"> <\/colgroup>\n<tbody class=\"tableau-texte\">\n<tr class=\"tableau-entete\">\n<td colspan=\"3\">Motorisations<\/td>\n<td rowspan=\"2\">Efficacit&eacute;s &eacute;nerg&eacute;tiques par rapport au moteur diesel<\/td>\n<\/tr>\n<tr class=\"tableau-entete\">\n<td>Carburants et % d&rsquo;utilisation<\/td>\n<td>Technologies<\/td>\n<td>Allumages<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>Diesel (100&nbsp;%)<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">D&eacute;di&eacute;<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">Compression<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">1<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>Essence (100&nbsp;%)<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">D&eacute;di&eacute;<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">&Eacute;tincelle<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">0,87<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>Gaz naturel (100&nbsp;%)<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">D&eacute;di&eacute;<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">&Eacute;tincelle<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">0,87<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>Gaz naturel (95&nbsp;%)<\/strong><br>\nDiesel (5&nbsp;%)<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">Injection directe &agrave; haute pression<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">Compression (pilote de diesel)<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">1<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>Gaz naturel (90&nbsp;%)<\/strong><br>\nEssence&nbsp;(10&nbsp;%)<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">Bicarburant<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">&Eacute;tincelle (bicarburant)<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">0,83<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: left;\">Gaz naturel (30&nbsp;% &agrave; 50&nbsp;%)<br>\n<strong>Diesel (50&nbsp;% &agrave; 70&nbsp;%)<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">Dual-fuel<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">Compression (m&eacute;lange avec diesel)<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">0,95<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><span class=\"texte-courant\">Pour les m&eacute;langes de gaz&nbsp;naturel avec du diesel (aussi appel&eacute;s Diesel Blend, Mixed-fuel ou Dual-Fuel), les syst&egrave;mes apr&egrave;s-march&eacute; ne peuvent &ecirc;tre optimis&eacute;s au m&ecirc;me niveau que s&rsquo;ils avaient &eacute;t&eacute; int&eacute;gr&eacute;s par le manufacturier d&rsquo;origine du moteur diesel. De ce fait, on observe habituellement une surconsommation d&rsquo;&eacute;nergie jusqu&rsquo;&agrave; 5&nbsp;% sup&eacute;rieure &agrave; un moteur fonctionnant &agrave; 100&nbsp;% au diesel. Cette observation peut s&rsquo;appliquer aussi aux conversions bi-carburant (essence-gaz&nbsp;naturel).<\/span><br>\n<span class=\"titre-sous\">Pouvoirs calorifiques<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">Contrairement aux appareils de chauffage, les moteurs &agrave; combustion interne ne peuvent r&eacute;cup&eacute;rer la chaleur de la vapeur d&rsquo;eau g&eacute;n&eacute;r&eacute;e par la combustion du carburant. Dans un moteur, cette vapeur d&rsquo;eau n&rsquo;est d&rsquo;aucune utilit&eacute; et ne peut donc pas &ecirc;tre consid&eacute;r&eacute;e comme utile au travail m&eacute;canique moteur. C&rsquo;est pourquoi il faut prendre en consid&eacute;ration le pouvoir calorifique inf&eacute;rieur (PCI) lorsque l&rsquo;on compare des carburants utilis&eacute;s dans des moteurs &agrave; combustion interne. Ceci peut faire varier consid&eacute;rablement le ratio &eacute;nerg&eacute;tique, tel que le tableau suivant le d&eacute;montre.<\/span><\/p>\n<table style=\"width: 600px;\" border=\"0\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\">\n<colgroup span=\"1\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\">\n<col span=\"1\" width=\"75\"> <\/colgroup>\n<tbody class=\"tableau-texte\">\n<tr class=\"tableau-entete\">\n<td rowspan=\"2\" height=\"17\">&nbsp;Carburant<\/td>\n<td colspan=\"2\">Pouvoir calorifique (PC)<\/td>\n<td colspan=\"2\">Ratio avec gaz naturel<\/td>\n<\/tr>\n<tr class=\"tableau-entete\">\n<td>inf&eacute;rieur<\/td>\n<td>sup&eacute;rieur<\/td>\n<td>PCI<\/td>\n<td>PCS<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td height=\"17\">Diesel<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">34&nbsp;132&nbsp;BTU \/ litre<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">36&nbsp;311&nbsp;BTU \/ litre<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>1,06<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">1,01<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td height=\"17\">Essence<\/td>\n<td>30&nbsp;745&nbsp;BTU \/ litre<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">33&nbsp;059&nbsp;BTU \/ litre<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>0,95<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">0,92<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td height=\"17\">Gaz naturel<\/td>\n<td>32&nbsp;330&nbsp;BTU \/ m<sup>3<\/sup><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">35&nbsp;992&nbsp;BTU \/ m<sup>3<\/sup><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\"><strong>1,00<\/strong><\/td>\n<td style=\"text-align: left;\">1,00<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><span class=\"texte-note\">Sources&nbsp;: <a href=\"https:\/\/www.efficaciteenergetique.gouv.qc.ca\/fileadmin\/medias\/pdf\/Facteurs_emissions.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/www.efficaciteenergetique.gouv.qc.ca\/fileadmin\/medias\/pdf\/Facteurs_emissions.pdf<\/a> <a href=\"https:\/\/www.afdc.energy.gov\/fuels\/fuel_comparison_chart.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/www.afdc.energy.gov\/fuels\/fuel_comparison_chart.pdf<\/a><\/span><br>\n&nbsp;<br>\n<span class=\"titre-sous\">Conditions d&rsquo;utilisation et configurations des v&eacute;hicules<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">Contrairement aux conversions, dans les cas de remplacement de v&eacute;hicules, les puissances et couples des nouveaux v&eacute;hicules ne seront g&eacute;n&eacute;ralement pas les m&ecirc;mes que les v&eacute;hicules remplac&eacute;s. Il faudra donc tenir compte de cet aspect dans le calcul final de consommation de carburant. Par exemple, dans le cas d&rsquo;un camion avec moteur diesel de 15&nbsp;litres tirant de fortes charges (puissance motrice surutilis&eacute;e) qui serait remplac&eacute; par un camion avec moteur &agrave; gaz&nbsp;naturel de 12&nbsp;litres, une consommation d&rsquo;&eacute;nergie sup&eacute;rieure par rapport au moteur diesel est pr&eacute;visible. Par contre, dans le m&ecirc;me sc&eacute;nario, si la puissance du moteur de 15&nbsp;litres est sous-utilis&eacute;e, il pourrait y avoir un gain d&rsquo;efficacit&eacute; &eacute;nerg&eacute;tique &eacute;tant donn&eacute; le nouveau moteur de 12&nbsp;litres, et les consommations d&rsquo;&eacute;nergie seraient ainsi similaires.&nbsp; De plus, la configuration du v&eacute;hicule (a&eacute;rodynamisme, rapport d&rsquo;essieux et transmission, type de pneus, etc.) ainsi que l&rsquo;&eacute;volution technologique des moteurs et des normes antipollution peuvent grandement influencer le rendement &eacute;nerg&eacute;tique d&rsquo;un v&eacute;hicule. Cet aspect est cependant difficile &agrave; quantifier sans recourir &agrave; des essais comparatifs entre v&eacute;hicules dans des conditions d&rsquo;op&eacute;ration r&eacute;elles. Pour ces raisons, et afin d&rsquo;&ecirc;tre impartial par rapport &agrave; la configuration des v&eacute;hicules choisis par le client, il est fr&eacute;quent d&rsquo;omettre cette &eacute;tape dans le calcul pr&eacute;liminaire de consommation. Cependant, il devient &eacute;vident que la rentabilit&eacute; d&rsquo;un projet de conversion pourrait &ecirc;tre tributaire de telles variables. Elles ne devraient donc pas &ecirc;tre ultimement n&eacute;glig&eacute;es ni sous-estim&eacute;es.<\/span><br>\n<span class=\"titre-sous\">Exemples de calcul<\/span><br>\n<span class=\"texte-courant\">En terminant, voici quelques exemples de calcul de consommation, sans tenir compte des diff&eacute;rences finales de configurations entre v&eacute;hicules&nbsp;:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">Remplacement d&rsquo;un camion &agrave; moteur de&nbsp;12&nbsp;L au diesel par un camion &agrave; moteur Cummins Westport de 12&nbsp;L &agrave; gaz naturel&nbsp;:<\/span>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">70&nbsp;000&nbsp;litres de diesel &rarr; 85&nbsp;287&nbsp;m<sup>3<\/sup> de gaz&nbsp;naturel (70&nbsp;000 x 1&nbsp;\/0,87 x&nbsp;1,.06);<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">Remplacement d&rsquo;une camionnette &agrave; essence par une camionnette &agrave; gaz&nbsp;naturel&nbsp;(moteur d&eacute;di&eacute;)&nbsp;:<\/span>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">10&nbsp;000&nbsp;litres d&rsquo;essence &rarr; 9&nbsp;500&nbsp;m<sup>3<\/sup> de gaz&nbsp;naturel (10&nbsp;000 x&nbsp;0,95);<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">Conversion d&rsquo;une camionnette &agrave; essence avec un syst&egrave;me bicarburant &agrave; gaz&nbsp;naturel&nbsp;(90&nbsp;% d&rsquo;utilisation gaz&nbsp;naturel)&nbsp;:<\/span>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">10&nbsp;000 litres d&rsquo;essence &rarr; 9&nbsp;000&nbsp;m<sup>3<\/sup> de gaz&nbsp;naturel (90&nbsp;% x 10&nbsp;000 x 0,95 x&nbsp;1\/0,95) + 1&nbsp;000 litres d&rsquo;essence (10&nbsp;% x 10&nbsp;000);<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">Conversion d&rsquo;un camion &agrave; moteur&nbsp;diesel avec un syst&egrave;me dual-fuel &agrave; gaz&nbsp;naturel&nbsp;(taux de substitution de 45&nbsp;%)&nbsp;:<\/span>\n<ul>\n<li><span class=\"texte-courant\">60&nbsp;000 litres de diesel &rarr; 30&nbsp;126&nbsp;m<sup>3<\/sup> de gaz&nbsp;naturel (45&nbsp;% x 60&nbsp;000 x 1,06 x&nbsp;1\/0,95) + 33&nbsp;000 litres de diesel (55&nbsp;% x 60&nbsp;000);<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p><span class=\"texte-courant\">&nbsp;<\/span><br>\n<span class=\"texte-signature\">David Ducasse, ing.<br>\nConseiller, Technologies gaz naturel pour v&eacute;hicules<br>\nGroupe DATECH, Gaz M&eacute;tro<\/span><br>\n&nbsp;<br>\n<a href=\"https:\/\/informatech.energir.com\/wp-content\/uploads\/V30-N3-3-calculer_consommations_FR_02.pdf\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3985 size-full\" src=\"https:\/\/informatech.energir.com\/wp-content\/uploads\/pdf-e1425302301840.png\" alt=\"pdf\" width=\"50\" height=\"36\"\/><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans le cadre d&rsquo;un projet de conversion d&rsquo;un parc de v&eacute;hicules vers le gaz&nbsp;naturel, l&rsquo;&eacute;valuation de la consommation d&rsquo;&eacute;nergie future est bien s&ucirc;r une &eacute;tape essentielle dans l&rsquo;analyse de rentabilit&eacute; du projet. 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