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Emissions de polluants des véhicules dernières générations : l’effet de la réglementation

  • Réf. : 2020_03_a10
  • Publié le: 25 mars 2020
  • Date de mise à jour: 25 mars 2020
  • France
  • UE

Cet article, rédigé par Nils Matthess, expert des systèmes de post-traitement automobiles au sein du groupe PSA (et complété par le Citepa), reprend les éléments qu’il a présentés le 5 mars 2020 avec Jean-Marc André, responsable de l’unité technique Transports et Mobilité au Citepa, lors d’un petit-déjeuner thématique organisé par le Citepa.

En savoir plus sur les petits-déjeuners du Citepa

 

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Part des émissions de polluants due aux véhicules

Le transport routier et plus particulièrement les véhicules diesel, (les véhicules particuliers (VP) et les véhicules utilitaires légers (VUL)) représentent une part importante des émissions totales de NOx. Les VP et VUL diesel ont émis 338 kt de NOx en 2017, soit 42% du total national. En revanche, la source principale d’émission de particules fines et ultrafines en France reste le secteur résidentiel-tertiaire (50% des émissions totales en 2017) principalement en raison de la combustion de bois.

Source : Citepa, inventaire d’émission format Secten, édition 2019

 

Depuis les années 90, la réglementation sur les émissions automobiles a influencé très fortement le développement des systèmes de dépollution et des stratégies associées. Citons, par exemple, l’introduction du filtre-à-particules pour les véhicules légers Diesel consécutive à la norme Euro5. Cette réglementation a bien évolué depuis l’homologation réalisée sur le seul cycle NEDC (voir éclairage ci-dessous) (ou MVEG).

 

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Le cycle NEDC et le cycle WLTC

Le cycle NEDC

Dans le cadre de l’homologation visant les émissions de polluants (établi par la directive-cadre 2007/46/CE et le règlement (CE) n°715/2007), jusqu’au 1er septembre 2017, les émissions de polluants des VP/VUL étaient mesurées à l’aide d’un cycle d’essai dit NEDC (nouveau cycle européen de conduite ou New European Driving Cycle) réalisé sur bancs à rouleaux en laboratoire. Ces conditions normalisées permettaient d’assurer la reproductibilité et la comparabilité des mesures d’émission de polluants. Ce cycle NEDC a été initialement introduit dans l’UE sous le nom d’ECE-15+EUDC en 1992, année où la norme Euro 1 est devenue obligatoire. C’est en 2000, lorsque la norme Euro 3 est devenue obligatoire, que le cycle est devenu NEDC. Le cycle NEDC, basé sur un profil de conduite théorique, était devenu obsolète car il produisait des résultats de mesure des émissions spécifiques des VP/VUL qui n’étaient plus représentatifs des émissions dans des conditions de conduite réelles sur route . Le cycle NEDC a donc fait l’objet de vives critiques ces dernières années.

 

Le cycle WLTP

La procédure WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures), élaborée sous l’égide de la CEE-NU (Commission économique pour l’Europe des Nations Unies) a été adoptée sous la forme d’un règlement technique mondial (GTR n°15), le 12 mars 2014, par le Forum mondial pour l’harmonisation des réglementations des véhicules (WP.29, groupe technique au sein de la CEE-NU). La procédure WLTP, qui mesure les émissions spécifiques des VP/VUL, comporte un nouveau cycle d’essai harmonisé en laboratoire reflétant mieux les conditions de conduite réelles que le cycle d’essai en laboratoire NEDC. Elaborée sur la base de données de conduite en conditions réelles (du trafic urbain jusqu’à l’autoroute) recueillies à travers le monde, elle constitue donc une base plus précise, plus réaliste et plus fiable pour la mesure de la consommation de carburant, ainsi que des émissions spécifiques de CO2 et de polluants.

 

En effet, depuis l’avènement de la norme Euro6d-temp (2017), l’homologation comporte désormais deux volets qui la rendent particulièrement contraignante :

  • des limites d’émissions toujours plus sévères à respecter sur le nouveau cycle WLTC (Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle – voir encadré ci-dessus), plus dynamique et plus représentatif des usages clients,

 

Figure 1 : Profil du nouveau cycle d’homologation WLTC

 

  • des facteurs de conformité, CF, à ne pas dépasser en conditions réelles (i.e. sur route ouverte avec une combinaison de parcours urbain, extra-urbain et autoroutier) selon le protocole RDE [Real Driving Emissions] pour deux polluants qualité de l’air à savoir les NOx et les particules en nombre, PN (cf. tableau ci-dessous) :

 

Tableau 1 : Facteurs de conformité NOx et PN appliqués dans le cadre du protocole RDE
* Marge de précision de l’outil de mesure embarqué [Portable Emissions Measurement System ou PEMS] : 0,5 pour les Particules en nombre (PN), 0,5 rabaissé récemment à 0,43 pour les oxydes d’azotes (NOx)

 

A noter que ces statuts doivent être réalisés à neuf mais aussi à la durabilité réglementaire (i.e. 160 000km) sachant que des contrôles par les autorités compétentes sont également menés en production (Conformity of Production ou COP) et au cours de la vie du véhicule (In Service Conformity ou ISC).

 

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La procédure RDE

La procédure d’essai des émissions spécifiques en conditions réelles de conduite, dite RDE (Real Driving Emissions), vient compléter la procédure WLTP en laboratoire. Dans ce cadre, les émissions spécifiques des VP/VUL sont mesurées sur route à l’aide de systèmes portables de mesure des émissions PEMS (Portable Emissions Measurment System) installés sur les véhicules, en prenant mieux en compte les conditions de conduite selon leur occurrence statistique (accélérations et décélérations aléatoires, etc.). Pour l’heure, elle vise les polluants [NOx, PN], mais pas le CO2.

 

La sévérisation au cours des dernières années de la réglementation et plus particulièrement depuis l’introduction du protocole RDE (voir éclairage ci-dessus) a poussé les constructeurs automobiles à développer des technologies de contrôle des émissions toujours plus efficaces comme les systèmes de traitement des NOx (le piège-à-NOx et surtout la SCR à l’urée) en Diesel pour Euro6 ou encore le filtre-à-particules pour répondre à la norme PN Euro6c/Euro6d-temp en injection directe essence.

 

Figure 3 : Architecture du moteur 1,5L Diesel de PSA pour répondre à la norme Euro6d-temp

 

Afin d’illustrer les progrès accomplis dans le domaine du contrôle des émissions, il suffit de regarder les résultats bruts obtenus dans le cadre d’essais alimentant le protocole T&E – FNE – Bureau Veritas sur deux motorisations « main stream » essence et Diesel dont les émissions NOx et PN ont été mesurées sur des véhicules récents Euro6d-temp selon le protocole RDE :

 

Tableau 2 : Emissions NOx et PN sur profil RDE obtenus pour deux véhicules « main stream » essence et Diesel Euro6d-temp

 

Les valeurs « Global » en NOx et en PN du tableau 2 sont à comparer aux limites réglementaires : 80 mg/km en NOx et 6.1011#/km en PN. Elles montrent très clairement l’étendu des progrès réalisés en matière de contrôle des émissions en conditions réelles. On comprend ainsi que la contribution de l’Automobile à la pollution globale va nécessairement décroître dans les prochaines années, même si cette amélioration sera freinée par la vitesse de renouvellement du parc.

 

Bref, les émissions automobiles se sont fortement améliorées avec l’avènement du nouveau cycle WLTC et surtout du protocole RDE et une étude de cas indépendante permettant d’estimer l’impact de cette réglementation sur la contribution automobile serait un bon moyen de vérifier que les mesures prises ces dernières années vont améliorer significativement la qualité de l’air dont peut-être même le nombre des dépassements en NO2 et en particules que l’on constate encore dans les agglomérations françaises.

 

Pour en savoir plus

  • Données d’émissions et analyse de tous les secteurs, y compris Transport : rapport Secten
  • Graphiques en ligne : émissions de NOx et de PM2,5 de1990 à 2018 en France
  • Méthodologie de calcul des émissions : rapport Ominea

Lire nos autres analyses sur le sujet :

  • Fiche de Synthèse du Citepa : Contrôle des émissions : vers des procédures d’essai plus réalistes. Décryptage des initiatives, propositions et autres travaux en cours au niveau de l’UE, et Les travaux nationaux en France pour compléter ce cadre. Situation au 31 mars 2016. Publiée le 7 avril 2016. Téléchargez le document.
  • “Contrôle des émissions : la Commission propose 2017 pour introduire le WLTP”, article publié le 1er juillet 2016.
  • “Contrôle des émissions : entrée en vigueur du règlement établissant la nouvelle procédure d’essai (WLTP)”, article publié le 1er octobre 2017.
  • “Contrôle des émissions : entrée en vigueur de la procédure d’essai RDE en complément de la procédure WLTP”, article publié le 1er octobre 2017.
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