Motocycles, cyclomoteurs

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1 Motocycles, cyclomoteurs Énergie et environnement Stéphane BARBUSSE DONNÉES ET RÉFÉRENCES Juin 2005 Ces dernières années, des évolutions notables ont été réalisées sur les plans énergétiques et environnementaux pour les véhicules particuliers et les véhicules lourds, en raison des progrès technologiques sur les motorisations et les post-traitements, ainsi que de la mise en place de réglementations successives de plus en plus sévères sur les émissions polluantes. Pour les deux-roues motorisés cyclomoteurs et motocycles, de telles évolutions ont actuellement lieu après un retard pris sur le plan technologique du fait d un volume des ventes plus limité et de l apparition tardive des normes d émissions. On doit même s attendre à une accélération de ces évolutions, avec la mise en place de plusieurs paliers de sévérisation des valeurs limites de rejets de polluants, sur une période relativement courte (trois étapes en moins de dix ans). Une première campagne d essais de l ADEME avait permis de constater, d une part, le niveau fort élevé des émissions des deux-roues motorisés non dépollués, les rejets de polluants pouvant être de 4 à 10 fois supérieurs à leurs homologues automobiles, et d autre part l apport très important des systèmes de post-traitement catalytique pour abaisser ces rejets. Ces résultats ont fait l objet d une première publication en 2001 (réf. ADEME n 3997 et 4023). Il importait dès lors de poursuivre cette évaluation et d analyser l effet de la mise en place des premiers paliers de normes. À ce titre, une 2 e campagne d évaluation a été lancée, pour laquelle des tests ont été confiés au laboratoire d essais UTAC. Cette deuxième campagne a porté sur plusieurs cyclomoteurs et motocycles testés dans différentes conditions d essais : sur des cycles normatifs européens, américains et également sur des cycles d usages réels ADEME, mis au point pour la circonstance. Ces évaluations, ainsi que d autres travaux sur les rejets des véhicules, en particulier pour ce qui concerne les émissions de polluants non réglementés et de particules, sont détaillées dans la présente synthèse qui permet : de situer les performances environnementales et énergétiques des deux-roues actuels ; d apprécier les progrès restant à réaliser ; d évaluer les effets (et méfaits ) du débridage des cyclomoteurs ; d examiner la situation des deux-roues motorisés vis-à-vis des véhicules légers, notamment pour un usage en ville. DÉPARTEMENT TECHNOLOGIES DES TRANSPORTS

2 Le parc des deux-roues en France Cyclomoteurs Évolution du marché et du parc Ventes Les ventes de cyclomoteurs ont représenté unités à la fois en 2002 et en Les données brutes 2004 en notre possession confirment le maintien de cet ordre de grandeur. La tendance, observée en 2001 dans notre première synthèse, à la vente de véhicules plus fonctionnels pour un usage urbain, comme les scooters, ou plus ludiques, comme les cyclomoteurs à boîte de vitesses (BV), au détriment des cyclomoteurs conventionnels se renforce. En 2003, les scooters auront constitué plus de 57 % des ventes, et les cyclomoteurs à BV désormais plus de 25 % ; à l inverse le cyclomoteur traditionnel (la célèbre «mobylette») est en net recul avec seulement 17 % des ventes. Le tableau ci-dessous récapitule ces évolutions pour les dernières années. Ventes (en unités et %) Cyclos traditionnels en % 41,4 % 36,6 % 33,9 % 32,7 % 30,4 % 27,6 % 24,3 % 21,0 % 17,3 % Scooters en % 58,6 % 55,8 % 55,2 % 53,5 % 54,6 % 55,3 % 55,7 % 55,2 % 57,4 % Cyclos avec BV en % 0,0 % 7,6 % 10,9 % 13,8 % 15,0 % 17,1 % 20,0 % 23,8 % 25,2 % Total * Source Chambre Syndicale Nationale du Motocycle * 2004 donnée provisoire : Ce marché est dominé pour la France par les sociétés Peugeot Motocycles (32,1 %) et MBK, filiale implantée en Picardie du groupe Yamaha Motor Corporation (28,2 %). Parc Le parc de cyclomoteurs, en diminution constante ces dernières années ( 36 % en 12 ans), poursuit sa décroissance avec unités. Le nombre de cyclomoteurs reste toutefois encore supérieur à celui du parc de motocycles qui compte, lui, un peu plus d un million d unités. Parc (en milliers et %) Cyclos traditionnels en % 72 % 66 % 60 % 55 % 51 % 47 % 43 % 39 % 35 % Scooters en % 28 % 33 % 38 % 41 % 44 % 46 % 48 % 50 % 52 % Cyclos avec BV en % 0 % 1 % 2 % 4 % 5 % 7 % 9 % 11 % 13 % Total cyclomoteurs* Source Chambre Syndicale Nationale du Motocycle * 2004 donnée provisoire : La diffusion accrue des modèles scooters et à boîte de vitesses, ces dernières années, a entraîné une modification de la structure du parc. Composé à près des trois-quarts en cyclomoteurs traditionnels en 1995, il n en comporte plus en 2003 que 35,2 %, il est désormais constitué à plus de 50 % de scooters. La présence des cyclomoteurs à boîte de vitesses est plus marquée, mais encore marginale avec 13 %. 2 En matière d usage, la circulation des cyclomoteurs est estimée en 2001 à 3,89 milliards de véhicules par km, ce qui représente un parcours moyen d environ km par an, cette circulation étant très majoritairement effectuée en ville (80 % d usage urbain contre 20 % d usage routier). Rappelons que, pour les automobiles, le parcours moyen est de l ordre de km par an, dont un tiers est effectué en ville et qu elles engendrent une circulation de 393 milliards de véhicules par km.

3 Motocycles Ventes Pour les motocycles, les ventes actuelles sont désormais du même ordre que celles des cyclomoteurs avec, par exemple pour 2003, plus de unités vendues sur l année. La forte progression des ventes observée entre 1996 et 1999 (+ 20 %/an) est principalement due à l harmonisation des permis de conduire dans l Union européenne, qui permet aux automobilistes de rouler avec des motocycles de moins de 125 cm 3 (et de puissance inférieure à 11 kw). Cette tendance est freinée depuis 1999, avec moins de véhicules de cette dernière catégorie vendus en 2003, contre plus de en On peut distinguer, depuis ces modifications de réglementation, trois familles de motocycles : Les motocyclettes légères (MTL), de cylindrée inférieure à 125 cm 3 et 11 kw, qui peuvent être conduites avec un permis automobile. Les motocycles limités en puissance à 25 kw (MTT1). Les motos de puissance supérieure à 25 kw (MTT2). À noter que, pour cette catégorie, une limitation de la puissance est imposée en France, avec un maximum de 73,6 kw, soit 100 ch. L évolution des ventes pour les dernières années est présentée dans le tableau suivant : Ventes (en unités et %) < 125 MTL > 125 MTT1 > 125 MTT2 en % 28 % 38 % 47 % 46 % 45 % 42 % 40 % 35 % 40 % en % ,9 % 5,3 % 5,2 % 6,1 % en % 72 % 62 % 53 % 54 % 55 % 52,7 % 55,2 % 59,5 % 54,2 % Total* Source Chambre Syndicale Nationale du Motocycle * 2004 donnée provisoire : Pour ces catégories de deux-roues, les ventes sont dominées par les offres des constructeurs japonais (65 %) devant les productions italiennes (14 %). Parc Le parc de motocycles dépasse désormais le million d unités : il a bénéficié de l accroissement des ventes depuis Au sein de ce parc, la répartition entre moins de 125 cm 3 (MTL) et plus de 125 cm 3 (MTT1 et MTT2) se situe toujours aux alentours de 40/60 %, mais on commence à observer un tassement du nombre des moins de 125 cm 3, lié au recul décrit précédemment des ventes de cette catégorie, depuis Parc (en milliers et %) < 125 cm en % 36,6% 36,2% 37,6% 38,7% 39,9% 40,1% 39,8% 38,8% 38,6 % > 125 cm en % 63,4 % 63,8 % 62,4 % 61,3 % 60,1 % 59,9 % 60,2 % 61,2 % 61,4 % Total* Source Chambre Syndicale Nationale du Motocycle * 2004 donnée provisoire : En matière d usage, la circulation des motocycles est estimée, en 2001, à 3,98 milliards de véhicules par km, ce qui correspond à un parcours annuel par véhicule d environ km : cette valeur représentant une moyenne entre des usages importants pour les motocycles de grosses cylindrées (de à km/an) et des usages plus restreints pour les motocycles de faible puissance (par exemple km/an pour des scooters 125 cm 3, et km/an pour des routières 125 cm 3 ). À noter que, pour cette catégorie de deux-roues motorisés, les usages hors urbains sont logiquement plus importants que pour les cyclomoteurs, avec une répartition urbain/route/autoroute de l ordre respectivement de 33 %, 46 % et 21 %. 3

4 Les normes d émissions Normes cyclomoteurs La directive européenne 97/24/EC, adoptée en 1997 et s appliquant à compter de 1999, a imposé un abaissement des rejets d émissions polluantes des véhicules à deux-roues, cyclomoteurs et motocycles. Cette limitation plus sévère des émissions comportait à l origine respectivement deux étapes pour la première famille et une étape pour la seconde famille de deux-roues. Elle prévoyait par ailleurs la mise en place de nouveaux seuils encore plus sévères au travers d une révision dans les deux ans suivant l application de la directive pour les motocycles. Nous rappelons ci-contre les niveaux retenus dans la directive 97/24/EC et donc non modifiés dans la révision. Directives / Années CO (g/km) HC (g/km) HC + NOx (g/km) Règlement R47 UN-ECE 01/08/1981 Dir. 97/24 1 re étape «Euro1» 01/06/1999 NM** - 17/06/2000 VN*** Dir. 2002/51 2 e étape «Euro2» 01/01/2003 NM** - 01/01/2004 VN*** 8 5 * 6,0 3 1,0 1,2 * NOx mesurés à titre indicatif lors de l essai mais pas de valeurs limites. ** NM : seulement les Nouveaux Modèles (équivalent de l anglais NTA pour New Type Approval). *** VN : tous les Véhicules Neufs (équivalent de l anglais ANR pour All New Registration). Le niveau admis d émissions de la deuxième étape «Euro2» est actuellement en vigueur pour l ensemble des cyclomoteurs neufs. La révision de la directive 97/24, intervenue depuis, ne propose pas encore une troisième étape pour les cyclomoteurs, mais demande à la commission de travailler sur ce point pour une application en Les travaux en cours vont dans le sens d un maintien des valeurs limites d Euro2, mais avec un test prenant en compte le départ à froid et en ajoutant une contrainte de durabilité de ces performances en émissions. Normes motocycles La révision précitée de la directive 97/24/EC est intervenue en 2002 par l adoption de la directive /EC. Elle fournit, au-delà de la première étape connue en 1997 et appliquée à partir de 1999, pour les seuls motocycles, deux autres niveaux de limitation des rejets. La deuxième étape (Euro2) est en vigueur pour les nouveaux modèles depuis le 17/09/2003 (après une dérogation par rapport à l échéance initiale fixée au 1 er avril 2003, afin de permettre la diffusion des stocks) et s applique depuis 2004 à l ensemble des modèles mis en circulation. Elle fournit par ailleurs d ores et déjà les niveaux requis pour l étape suivante (Euro3) applicables à compter de Il faut noter qu à l arrivée des étapes 2 et 3, la distinction de valeurs limites selon le type de motorisation 2-temps/4-temps disparaît, mais qu une nouvelle distinction de catégories, selon la cylindrée (plus ou moins de 150 cm 3 ), apparaît. Le tableau suivant récapitule l évolution des émissions réglementées des motocycles. 4

5 Directives / Années Distinction Cycle CO (g/km) HC (g/km) NOx (g/km) Règlement R Dir. 97/24 - «Euro1» 01/06/1999 NM - 17/06/2000 VN Dir. 2002/51 - «Euro2» 01/01/2003 NM** - 01/01/2004 VN Dir. 2002/51 - «Euro3» 1/01/2006 NM - 1/01/2007 VN 2-temps Urbain UDC 12,8 à 32* 8 à 12* * 4-temps Urbain UDC 17,5 à 35* 4,2 à 6* * 2-temps Urbain UDC 8,0 4,0 0,1 4-temps Urbain UDC 13,0 3,0 0,3 < 150 cm 3 UDC, départ froid 5,5 1,2 0,3 150 cm 3 UDC, départ froid 5,5 1,0 0,3 < 150 cm 3 UDC, départ froid 2,0 0,8 0, cm 3 UDC + EUDC départ froid 2,0 0,3 0,15 * Niveau de CO et HC fixé selon la masse du véhicule, NOx non comptabilisés pour le Règlement R40. ** Dérogation pour diffusion des stocks jusqu'à mi-septembre Pour ce qui est des conditions d essais, l étape Euro2 s accompagne de la mise en œuvre de mesures d émissions dites «départ froid». L étape Euro3 verra en plus du «départ froid» l introduction d un cycle complété par une partie extra-urbaine pour la classe supérieure en cylindrée (> 150 cm 3 ) des motocycles. 60 Cycle d essais européen motocycles - ECE Jusqu à Euro1 (départ chaud) 50 Cycle élémentaire «15 modes» ECE s À partir d Euro2 (départ froid) Vitesse véhicule (km/h) Partie supprimée au-delà d Euro1 0 Euro1: Euro2 : Démarrage collecte Temps d essais (secondes) Note : jusqu à l étape Euro1, le cycle d essai urbain (UDC) comportait l enchaînement de six cycles d essais élémentaires ECE : les deux premiers étant effectués sans prélèvement des émissions polluantes (~ préchauffage partiel du moteur). À compter d Euro2, le cycle d essais ne comporte plus de préchauffage, mais seulement 4 cycles élémentaires ECE. Les émissions sont mesurées dès le démarrage moteur (d où l appellation de cycle «départ froid»). Comme le prévoit la directive /EC, la Commission européenne travaille actuellement sur plusieurs sujets à horizon 2006 pour l ensemble des véhicules à deux-roues. Ainsi, on peut lister les orientations retenues suivantes : durabilité ; conformité de production ; CO 2 et consommation de carburant ; rejets de particules pour les motorisations 2-temps et à allumage par compression (tricycles et quadricycles Diesel); nouvelles étapes et valeurs limites 2006 pour les cyclomoteurs, contrôle embarqué du fonctionnement moteur et post-traitement («OBD» pour On-Board Diagnostic), pertes par évaporations ; mise en place d un test alternatif et valeurs limites associées à l utilisation du cycle mondial WMTC (cf. encadré ci-après) ; contrôle technique périodique.... 5

6 Parmi les points précédents, il faut surtout retenir : d une part, que la mise en place d un protocole de mesure des particules s avère très difficile et qu on s oriente plutôt vers une limite plus sévère sur les HC, car ceci constitue la voie privilégiée pour limiter en fait les rejets de particules ; d autre part, comme évoqué dans le paragraphe précédent, les valeurs limites des cyclomoteurs pour 2006 devraient rester au niveau Euro2, mais avec une prise en compte du départ à froid. Travaux des Nations Unies/Commission Économique pour l Europe (UN-ECE) En parallèle à la mise en place des nouvelles étapes de limitation des émissions des motocycles, des travaux d harmonisation des réglementations à une échelle mondiale se sont déroulés et se poursuivent au niveau de la Commission Économique pour l Europe des Nations Unies, à Genève (programme WP29). L activité sur les deux-roues motorisés a conduit à la proposition d un cycle dit WMTC pour World Motorcycle Test Cycle : ce nouveau protocole de mesure n est pas intégré à ce jour dans la directive deuxroues, mais fait l objet d une attention particulière de la Commission européenne, qui envisage d autoriser une telle alternative pour l homologation des motocycles. Nous illustrons ci-après le profil de ce cycle, qui comporte trois parties : urbaine, extra-urbaine et autoroutière. Cycle WMTC (cycle mondial deux-roues harmonisé) 140 Partie urbaine Partie extra-urbaine Partie autoroute Vitesse (km/h) Temps (s) Campagne d essais ADEME En l an 2000, l ADEME a conduit une première évaluation des rejets polluants et de la consommation de carburant de cyclomoteurs et motocycles. À cette occasion, un cycle d essai reproduisant un usage réel a été bâti par l ADEME pour les motocycles : il permet de représenter des conditions de circulation nettement plus fluides pour ces véhicules, en zone urbaine et extra-urbaine (il possède une vitesse moyenne élevée de 50 km/h pour plus de détails on se reportera à la brochure de l ADEME, réf. 4023). 6 La nouvelle campagne d essais , initiée à la suite de cette première analyse, avait pour objectifs : d étoffer les connaissances sur les rejets des motocycles en utilisant les mêmes cycles d essais pour huit 125 cm 3 et dix véhicules de cylindrées supérieures à 125 cm 3, comportant des motorisations récentes 4-temps ;

7 et surtout d approfondir l analyse des rejets des cyclomoteurs. À ce titre, un nombre important, de seize cyclomoteurs, a été testé. La mise au point d un cycle d usage réel cyclomoteurs, reflétant l usage quasi exclusivement urbain de ces véhicules, a été menée. Les évaluations pouvaient ainsi porter à la fois sur ce cycle réel et sur les cycles plus conventionnels, européen et américain. Lors de cette campagne, a également été étudié l impact de l utilisation de cyclomoteurs non conformes à la réglementation suite à un débridage, ce qui est représentatif de l usage d une partie non négligeable des possesseurs de ces petits engins! Résultats Cyclomoteurs Émissions et consommations des cyclomoteurs L évaluation des rejets des cyclomoteurs a porté sur 16 cyclomoteurs récents. De manière à obtenir des résultats sur l ensemble des types proposés à la vente et présents dans le parc, des cyclomoteurs de différents types ont été testés : 9 scooters, 3 cyclomoteurs conventionnels et 4 à boîte de vitesses. Par ailleurs, pour refléter la situation actuelle d utilisation des deux-roues, des évaluations ont également été menées sur des cyclomoteurs en version débridée. Les mesures d émissions et de consommations de carburant ont été effectuées sur différents cycles d usage : le cycle en vigueur en Europe (issu de la réglementation N R47, cf. profil ci-dessous) ; le cycle deux-roues de la réglementation américaine (même si les cyclomoteurs n y sont pas soumis, seulement les motocycles) ; et sur un cycle réel urbain, dont la mise au point à la demande de l ADEME est décrite ci-après. 60 Cycle d essais européen cyclomoteurs (ECE R47 ) 50 Vmax 112 s 448 s Vitesse véhicule (km/h) Démarrage collecte Temps d essais (secondes) Cycle d essais «réel ADEME cyclomoteurs» Ce cycle a été mis au point à partir de l enregistrement de la cinématique véhicule, sur un parcours réalisé en ville avec un cyclomoteur ayant subi un débridage «léger» et répété 10 fois avec des départs à plusieurs horaires. La facilité de circulation avec un cyclomoteur a permis de vérifier que les conditions de charge du trafic n influencent pas significativement les vitesses de parcours. Le cycle retenu possède des caractéristiques réalistes par rapport aux usages des cyclomoteurs, avec une vitesse moyenne de 25 km/h, et une vitesse maximale de 65,9 km/h. 7

8 80 70 Cycle réel ADEME cyclomoteurs Vmoy : 25,0 km/h Durée : 1197 s Longueur : m Vitesse vehicule (km/h) Temps d essai (secondes) Source ADEME Émissions et consommations des cyclomoteurs de configuration normale Les émissions mesurées sur cycle européen font apparaître un niveau d émissions inférieur à l étape Euro1, mais encore éloigné de l objectif Euro2 pour les cyclomoteurs catalysés, avec en moyenne 2,9 g/km de CO et 1,6 g/km d HC + NO X. Les niveaux d émissions s avèrent très élevés beaucoup de modèles ne répondant même pas aux valeurs limites d homologation pour les cyclomoteurs non catalysés, avec un niveau moyen de 16,5 g/km de CO et 11,1 g/km d HC + NO X, constitué, et c est tout à fait naturel, en quasi-totalité d imbrûlés HC (11 g/km). Ces résultats soulignent l apport sur le plan des émissions polluantes, déjà constaté dans notre première évaluation, du système de post-traitement catalytique pour les deux-roues. Sur le plan consommation, on retrouve également de meilleures consommations pour les deux-roues catalysés (2,8 l/100 km sur le cycle Europe contre 3,7 l/100 km) et un résultat inverse sur le CO 2, dû à la conversion importante de CO et HC en CO 2 par le catalyseur (57,1 g/km contre 28,6 g/km). Note : un paragraphe spécifique sur les consommations et rejets de CO 2 /gaz à effet de serre des deuxroues figure en fin de document, nous ne détaillons donc pas ici plus avant le volet CO 2 des cyclomoteurs, ni celui des motocycles, par la suite. Une analyse plus poussée permet d apprécier les effets des technologies moteurs et du post-traitement sur les émissions polluantes. Il en ressort plusieurs typologies de résultats, selon que le véhicule est catalysé, non catalysé et selon le type de système d alimentation en carburant (injection ou carburateur). La différence de comportement est nettement visible dans l illustration ci-dessous. 18 Résultats d émissions des cyclomoteurs sur cycle d essais européen 8 HC + NOx g/km CO g/km 2-T non catalysés K2 A1 C1 K1 Moyenne non catalysée Injection directe non catalysée C2 Catalysés 4 Euro1 B1 E1 E2 4-T non catalysés 2 Euro2 Moyenne F1 D1 I2 H1 catalysée 0 I A2 L1 L2

9 Il faut noter en particulier le bon comportement de la nouvelle technologie d injection directe qui permet, sans catalyseur, d atteindre de bons niveaux d émissions tout en préservant les consommations et les rejets de CO 2. Le nouveau cycle «réel ADEME cyclomoteurs» apporte un éclairage sur les niveaux réels d émissions de ces véhicules. Au global, si les ordres de grandeurs restent similaires, les rejets s avèrent toutefois plus élevés que dans les conditions d essais conformes à la norme européenne. Notre sentiment, issu de la première étude des motocycles sur cycle «réel ADEME motocycles», se confirme ici pour le cas des cyclomoteurs : les véhicules catalysés s avèrent plus sensibles au cycle d essais utilisé que les véhicules non dépollués. En effet, on observe : des variations importantes dans le cas des véhicules catalysés, surtout pour ce qui concerne le CO (+ 50 %) et les HC (+ 92 %), les NO X étant logiquement non affectés (catalyse d oxydation) ; des variations moindres pour les technologies non catalysées (de + 20 % à + 27 % de polluants et + 20 % en consommation). Enfin, les données sur cycles US complètent cette analyse sur la sensibilité des émissions aux cycles d essais. Les écarts avec les résultats sur cycle réglementaire européen 97/24 sont, dans l ensemble, moins marqués qu avec le cycle réel. Cette différence de variation s explique, car même s il comporte des transitoires de vitesses, le cycle US FTP (non appliqué aux États-Unis aux cyclomoteurs, mais seulement aux véhicules légers et motocycles) possède un profil et une vitesse moyenne de 34,1 km/h qui ne représentent pas un usage majoritairement urbain, à la différence du cycle réel ADEME cyclomoteurs. Sur ce cycle US-FTP, on vérifie encore le peu de sensibilité au changement de cycle des technologies anciennes 2-temps, à carburateur, non catalysées, à l inverse des autres technologies (catalysées, 4-temps, injection). Ces éléments nous conduisent à penser d une part, que le cycle R47 était bien adapté pour caractériser les émissions des véhicules de technologies conventionnelles ; d autre part que, pour les technologies récentes, devant la sensibilité des rejets en fonction du cycle d essais, il existe un risque d une optimisation des réglages des véhicules pour affronter le cycle d homologation, avec éventuellement des niveaux de rejets en usage réel dégradés. Effet du cycle d essais sur les émissions et consommations des cyclomoteurs Véhicules testés (nbre) CO en g/km (et en % par rapport à 97/24)* HC + NOx en g/km (et en % par rapport à 97/24)* Consommation en l/100 km (et en % par rapport à 97/24)* Cycle Cycle Cycle Cycle Cycle Cycle Cycle Cycle Cycle 97/24 réel ADEME US 97/24 réel ADEME US 97/24 réel ADEME US Campagne ADEME Non catalysés 2-T carburateur 8 6,5 20,0 17,9 14,0 11,8 4,4 3,9 11,1 3,7 20,9 % 8,3 % 26,9 % 6,5 % 20,3 % 6,7 % 2-T injection 1 2,1 3,0 1,4 2,5 1,8 2,4 2,0 2,1 2,0 42,8 % 31,2 % 19,5 % 11,6 % 17,0 % 0,0 % 4-T 1 7,4 10,2 13,4 2,3 1,5 3,1 2,9 1,3 2,7 37,3 % 80,1 % 74,3 % 11,9 % 16,6 % 6,3 % Catalysés 2-T carburateur 5 3,4 5,1 3,9 3,1 2,0 3,4 3,0 1,7 2,9 50,5 % 16,9 % 87,9 % 22,4 % 15,5 % 3,1 % 2-T injection 1 0,5 0,8 0,5 1,4 1,1 2,5 2,2 1,1 1,9 39,5 % 12,9 % 24,1 % 3,1 % 29,2 % 12,3 % * sont exprimées en pourcentage, les variations constatées entre le cycle donné (Réel ou US) et le cycle 97/24. Émissions et consommations des cyclomoteurs débridés Douze des seize cyclomoteurs testés en configuration normale ont également été évalués sur le plan des émissions et de la consommation de carburant après un débridage «léger» : c est-à-dire par simple retrait des dispositifs de limitation de puissance/vitesse (comme la rondelle de bridage dans le carter de transmission, et la (les) chicane(s) dans le pot d échappement), sans aller jusqu à la mise en place de «kit de débridage/gonflage» du moteur. 9

10 Cette évaluation fournit des renseignements intéressants sur les niveaux d émissions atteints dans cette configuration. Les évolutions de résultats en termes d émissions et de consommations entre version standard et débridée différent sensiblement d un modèle à l autre, mais on peut retenir comme résultat global que : les véhicules catalysés ont tendance à voir leurs niveaux d émissions se dégrader par débridage (en moyenne + 8 % de CO et + 13 % d HC + NO X ) et leur consommation s améliorer ( 14 %) ; le véhicule à injection directe non catalysé perd après débridage ses bonnes performances en émissions (+ 143 % de CO et + 54 % d HC + NO X ) et en consommation (+ 22 %) ; les véhicules non catalysés améliorent l ensemble de leurs résultats : émissions de CO stabilisées, gain en HC + NO X ( 13 %) et gain en consommation ( 14 %). Ceci témoigne que les motorisations sont développées, puis mises au point pour un niveau de performances et de service rendu différent de celui fourni à la vente : le bridage par «rondelle» sur la transmission ou «chicanes» dans l échappement conduit à ne pas exploiter le potentiel du moteur. En particulier, la diminution de la contre-pression à l échappement par débridage peut expliquer les gains en consommation ; une conception intégrant dès le départ les contraintes de puissance/vitesse maximale permettrait éventuellement un gain sur le plan des émissions. Toutefois, l attente des consommateurs (performances) et la conception des véhicules pour un marché européen, voire mondial, où subsistent des différences réglementaires (ex. : Suisse, pays de l Est ) ne facilitent pas une telle démarche. Comparaison des émissions en configuration d origine par rapport à une configuration «débridée» Cycle européen Véhicules testés* (nbre) Origine CO (g/km) Débridé HC + NOx (g/km) Consommation (l/100 km) Débridé/ Débridé/ Débridé/ Origine Débridé Origine Débridé origine origine origine Campagne ADEME Non catalysés 2-T carburateur 7 17,0 17,8 4,4 % 11,9 10,4 12,5 % 3,8 3,7 2,3 % 2-T injection 1 2,1 5,1 143,3 % 2,1 3,2 53,8 % 2,0 2,5 21,6 % 4-T 7,4 ** 1,3 ** 2,7 ** Catalysés 2-T carburateur 3 5,6 6,0 7,5 % 2,3 2,6 13,4 % 3,4 2,9 13,6 % 2-T injection 1 0,5 0,7 29,1 % 1,1 1,2 6,5 % 1,9 2,1 7,3 % * Nombre de véhicules testés à la fois en configuration débridée et d origine. ** Non testé. Synthèse des résultats sur les cyclomoteurs Les travaux menés par l ADEME permettent de tirer les enseignements suivants : Les valeurs d émissions constatées (dans cette période de transition réglementaire) se situent à un niveau élevé par rapport à la limite réglementaire. L apport de nouvelles technologies de moteurs (injection) et du post-traitement (catalyseur) permet d atteindre de bien meilleurs résultats (en deçà de l étape Euro1 et dans certains cas de Euro2 ou voisin, qui n est applicable qu en 2006). Si les ordres de grandeur restent comparables, les rejets sont sensibles au cycle d essais, en particulier pour les nouvelles technologies. Le débridage a un effet notable sur les niveaux d émissions. 10 Nous reportons ci-après dans un tableau la synthèse des résultats des véhicules cyclomoteurs en configuration d origine, constatés sur le cycle réglementaire, issus des deux campagnes d essais ADEME.

11 Émissions sur cycle européen Rappel Campagne ADEME temps carburateur non catalysés 5 14,2 10,8 0,0 10,9 29,9 3,6 2-temps carburateur catalysés 2 4,0 2,0 0,0 2,1 67,8 3,4 Campagne ADEME Non catalysés 2-temps carburateur 8 16,5 11,0 0,0 11,1 28,6 3,7 2-temps injection 1 2,1 1,8 0,3 2,1 39,7 2,0 4-temps 1 7,4 1,0 0,3 1,3 49,4 2,7 Catalysés 2-temps carburateur 5 3,4 1,6 0,1 1,7 60,2 2,9 2-temps injection 1 0,5 0,8 0,3 1,1 42,1 1,9 Rappel des valeurs limites de la norme européenne Véhicules CO HC NOx HC + NOx CO 2 Consom. testés (nbre) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (l/100km) Euro1 (1999/2000) 6,0 3,0 Euro2 (2003/2004) 1,0 1,2 Il est intéressant de comparer les résultats de ce tableau de synthèse avec les niveaux rencontrés pour des véhicules automobiles légers, dans des conditions voisines d essais (cycle européen urbain ECE, départ chaud). Les données issues d une récente étude européenne soutenue par l ADEME (1), où seize véhicules de technologies récentes essence, Diesel et GPL ont été testés, permettent de constater, qu en matière d émissions polluantes, seuls les résultats du cyclomoteur catalysé à injection sont satisfaisants par rapport aux résultats des automobiles. En effet, les émissions de ces dernières sont relativement basses et se situent de 0,09 g/km à 1,1 g/km pour le CO (avec une valeur minimale correspondant logiquement au cas du Diesel) et de 0,007 g/km à 0,8 g/km en HC + NO X (valeur minimale correspondant logiquement au cas «essence»). À l inverse, sur le plan de la consommation et du CO 2, l ensemble des cyclomoteurs possèdent un net avantage. En effet, les automobiles testées dans l étude européenne émettent de fortes quantités de CO 2, avec de 142 g/km jusqu à 276 g/km de CO 2! Pour la consommation, ce résultat très défavorable aux automobiles se retrouve avec des niveaux élevés de 7,6 à 11,6 l/100 km pour les «essence» et de 5,3 à 7,9 l/100 km pour les Diesel. Résultats Motocycles Émissions et consommations des motocycles Afin de compléter la première campagne de mesures déjà relativement fournie, nous avons évalué quelques motocycles supplémentaires pour deux familles distinctes : les motocycles de 125 cm 3 ; les motocycles de plus de 125 cm 3. Émissions et consommations des motocycles de 125 cm 3 L évaluation des niveaux d émissions et de consommation a été menée sur huit motocycles, plus précisément sur quatre couples de deux motocycles identiques, ce qui permet, en plus de la répétition des essais, de vérifier la reproductibilité des résultats pour un «modèle constructeur» donné. Les modèles retenus représentent les familles de 125 cm 3 actuellement délivrées à la vente : scooter urbain, scooter à grandes roues et petite moto. Six motocycles correspondant à ces trois types ont été testés en 2003, ainsi qu un couple de type «petite moto» au printemps (1) cf. synthèse «Évaluation de véhicules légers fonctionnant au GPL et comparatif avec leurs versions essence et Diesel», L. Gagnepain 11

12 Lors de l évaluation lancée en 2003, pendant la période de transition réglementaire pour l application d Euro2 aux motocycles (VN/NM dérogation, cf. Normes Motocycles) il a été possible d accéder à des véhicules non dépollués ou munis d une fonction dépollution limitée (petit élément de catalyseur dans l échappement) et ayant déjà effectué plusieurs milliers de kilomètres. La campagne ADEME 2000 avait laissé envisager l apport important de la mise en place de catalyseurs sur des 125 cm 3 neufs, en cours de mise au point chez un constructeur de motocycles. Les résultats sur ces huit véhicules permettent de refléter la situation du parc actuel des motocycles de 125 cm 3, car cette classe de cylindrées a bénéficié et bénéficiera encore dans le cadre de l application d Euro3 de contraintes spécifiques moins sévères en ce qui concerne les émissions de polluants. La diffusion de catalyseurs sur ce type de véhicules est en effet retardée au maximum et le cas échéant les catalyseurs mis en œuvre sont sommaires (forte contrainte liée au coût et donc faible charge en métaux précieux). L essai sur cycle urbain fournit les informations suivantes : les niveaux d émissions sont voisins d un modèle à l autre avec, pour l ensemble des véhicules, des émissions moyennes élevées restant en dessous de la limite d émissions réglementaire Euro1 avec de l ordre de 12,4 g/km de CO, 1,3 g/km d HC et 0,2 g/km de NO X, mais très éloignées des nouvelles valeurs limites Euro2. L essai sur le cycle additionnel extra-urbain automobile amène, pour cet usage à vitesse plus élevée, une augmentation sensible des rejets de CO (entre 15 et 25 g/km), alors que les HC et NO X varient peu. Ceci entraîne un résultat élevé pour les motocycles de 125 cm 3 sur l ensemble du cycle urbain + extra-urbain (cycle proche du cycle automobile), à savoir en moyenne 17,3 g/km de CO et 1,4 g/km d HC + NO X, à comparer aux valeurs attendues sur ce cycle pour les moins de 150 cm 3 en 2006, respectivement 2 g/km et 0,8 g/km et ceci, départ à froid Un effort sur le post-traitement et la gestion de l alimentation est donc attendu. Il s avérera intéressant, dès lors, d évaluer les performances environnementales de nouveaux véhicules 125 cm 3 dépollués. L essai sur cycle «réel ADEME motocycles» fournit une indication complémentaire, conforme à la première campagne d essais de l ADEME en 2000 : les rejets sur un cycle comportant de «vrais» transitoires sont en augmentation sensible. Les niveaux moyens s établissent en effet, pour la partie urbaine réelle, à 17,9 g/km en CO et 3,1 g/km en HC, soit des variations de + 44 % et % par rapport à la partie urbaine du cycle motocycles 97/24. Pour la partie extra-urbaine réelle, là encore une augmentation est enregistrée avec + 22 % et + 42 % respectivement pour le CO et les HC, par rapport à la partie extra-urbaine du cycle Europe. Enfin, pour le cycle US FTP, moins contraignant que le cycle «réel ADEME», on obtient, pour les six motocycles testés, des valeurs plus proches des résultats sur cycle européen (cycle mixte urbain + extra-urbain dans ce cas), mais des variations différentes selon les polluants : 15 % sur le CO, + 11 % sur les HC, ce qui confirme la sensibilité des émissions au cycle d essais pour ces véhicules. Synthèse résultats motocycles 125 cm 3 CO HC NOx HC + NOx CO2 Consommation (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (l/100 km) 12 Campagne ADEME motocycles de cylindrée inférieure à 125 cm 3 (100 à 125 cm 3 ). Résultats sur cycle urbain 97/24 Non dépollués (5 motocyles) 20,6 11,7 0,1 11,7 45,7 4,8 Dépollués (2 motocycles 2-T) 3,0 2,7 0,0 2,7 68,0 3,4 Campagne ADEME (8 motocycles 4-temps 125 cm 3 ) Urbain ,4 1,3 0,2 1,5 59,4 3,5 Extra-urbain ,5 1,0 0,3 1,3 50,7 3,6 Mixte ,3 1,1 0,3 1,4 54,2 3,5 Urbain «réel ADEME» 17,9 3,1 0,3 3,4 59,2 4,1 Extra-urbain «réel ADEME» 25,1 1,4 0,3 1,7 54,0 4,1 Cycle «réel ADEME» complet 23,4 1,8 0,3 2,1 55,2 4,1 Cycle US mixte (pour 6 motocycles) 13,9 1,1 0,3 1,3 52,2 3,2 Rappel des valeurs limites de la norme européenne Euro1 (1999/2000) 2-T // 4-T 8,0 // 13, 0 4 // 3 0,1 // 0,3 Euro2 (2003/2004) < 150 cm 3 5,5 1,2 0,3 Euro3 (2006/2007) < 150 cm 3 2,0 0,8 0,15

13 Émissions et consommations des motocycles de plus de 125 cm 3 L évaluation des niveaux d émissions et de consommation des motocycles de plus de 125 cm 3 a porté : d une part, en 2003, sur six modèles non dépollués de cylindrées différentes (400 cm 3, 600 cm 3 et 900 cm 3 ) ; d autre part, en 2005, sur quatre modèles dépollués (deux avec catalyseurs d oxydation sommaires, deux avec de véritables pots catalytiques et régulation de richesse par sonde lambda). Comme pour les 125 cm 3, des couples de motocycles identiques ont été testés, ce qui permet, en plus de la répétition des essais, de vérifier la reproductibilité des résultats pour un «modèle constructeur» donné. Pour les motocycles non dépollués La première classe de cylindrées couverte, à savoir 400 cm 3, est constituée de modèles 4-temps à carburateur, sans système de post-traitement catalytique des gaz d échappement : il s agit, pour la campagne d essais, de véhicules de type «maxi-scooter», plutôt orientés vers le confort et non vers la puissance (23,5 kw ~ 32 ch). Les deux autres paires de motocycles sont dotées de cylindrées plus importantes de types «routières» et «sportives» avec 600 cm 3 et 900 cm 3, avec des puissances bien supérieures, respectivement de 44,8 kw (60,9 ch) et 78 kw (106 ch) : cette dernière puissance approchant la limite maximale en France (la version «full power» de cette moto étant en réalité par conception de 110 kw ch). Comme pour les 400 cm 3, les véhicules testés pour ces deux dernières catégories étaient des modèles 4-temps sans système catalyseur actif. Pour les motocycles dépollués Une paire de motocycles de type «routières» de 600 cm 3 à motorisation 4-temps également, dotés d une alimentation par injection et d une mince section de catalyseur d oxydation, de puissances 72 kw (98 ch). Un autre couple de motocycles de plus fortes cylindrées cm 3 (grandes routières), équipés avec un pot catalytique et régulation de richesse par sonde lambda et situés, comme pour les 900 cm 3 précédemment cités, en limite de la puissance maximale autorisée en France (81 kw-110 ch). Les tests ont été réalisés, comme pour les motocycles de 125 cm 3, selon plusieurs cycles de conduite : le cycle «réel ADEME motocycles» développé en 2000, le cycle officiel européen 97/24/EC avec adjonction du cycle extra-urbain 91/441 automobile (tel que prévu dans la dernière directive 2003/77) et le cycle réglementaire américain, seulement pour les essais de motocycles non dépollués en L essai sur cycle urbain fournit les informations suivantes : les niveaux d imbrûlés sont très élevés pour les deux classes de cylindrées les plus élevées 600 et 900 cm 3. Les niveaux atteints par les 400 cm 3 sont beaucoup plus faibles (d un facteur 10) pour ce cycle réglementaire. Ceci témoigne du soin apporté sur ce véhicule, au niveau du moteur, pour le respect des normes. Pour les motocycles dépollués testés, seuls les résultats sur les motocycles de fortes cylindrées cm 3 sont bons, les résultats en retrait des motocycles de cylindrées 600 cm 3 illustrent le fait que la fonction dépollution mise en place assure le minimum pour répondre à la norme. Sur le cycle extra-urbain européen (qui sera mis en œuvre seulement à compter d Euro3), les niveaux d émissions polluantes sont peu modifiés et restent élevés pour les 600 et 900 cm 3, mais on note une forte augmentation du CO pour les cylindrées 400 cm 3. Pour les motocycles dépollués de fortes cylindrées, les rejets en CO et HC sont logiquement moindres que sur cycle urbain et, inversement, ceux des oxydes d azote sont un peu plus élevés : on retrouve, comme pour les automobiles, l effet couplé thermique/catalyse des gaz d échappement : meilleure conversion de CO et HC et plus de NO X à la source (gaz plus chaud). Les essais sur cycle «réel ADEME motocycles», à la fois sur les parties urbaines et extra-urbaines, fournissent des informations similaires pour ce qui concerne les véhicules non dépollués et pour les véhicules munis d un posttraitement limité des gaz d échappements. En revanche, pour les motocycles équipés d un dispositif performant de dépollution, cette utilisation sur un cycle d usage réel entraîne une dégradation sensible des rejets avec de l ordre de + 30 % sur les CO et les HC et % sur les oxydes d azotes. 13

14 Sur le cycle réglementaire américain US-FTP, si les niveaux d émissions des motocycles de plus fortes cylindrées non dépollués demeurent élevés, les émissions des 400 cm 3 se détériorent toutefois moins qu avec les cycles d usages réels : on peut penser que ceci est dû, comme pour les 125 cm 3, à la sévérité modérée de ce cycle. Ces résultats permettent de tirer les enseignements suivants : Les motocycles de type scooters 400 cm 3 testés atteignent des niveaux d émissions intéressants, qui témoignent du soin apporté par les constructeurs pour le respect de la norme, mais ces performances se dégradent quelque peu en dehors du cycle normatif, lors des essais sur cycle d usage réel. Les motocycles de types routiers et sportifs, testés sans système de dépollution, possèdent des niveaux d émissions importants, ce qui confirme la nécessité d une diffusion rapide de véhicules équipés en pots catalytiques. Pour ces derniers, seuls les niveaux de CO 2 et de consommations sont «raisonnables» par rapport à ceux des automobiles. Nous reviendrons sur ce point dans le paragraphe «Deux-roues, consommation et CO 2». Pour les véhicules récents dépollués actuellement commercialisés (tests de juin 2005), les constats suivants peuvent être dressés : - apport limité d un simple catalyseur d oxydation ( > renforcement de l imprégnation en métaux précieux et coût plus élevé à attendre), bien meilleure performance des systèmes avec contrôle de richesse (qui permettent une amélioration côté moteur et côté catalyseur) ; - des progrès importants validés sur les motocycles de fortes cylindrées, par rapport aux modèles non dépollués (référence 900 cm 3 retenue) avec des réductions drastiques des rejets 96 % de monoxyde de carbone et 77 % des hydrocarbures imbrûlés et des oxydes d azote NO X, du fait du bon fonctionnement des catalyseurs 3-voies équipés en sondes lambda ; - un niveau répondant largement à la norme Euro2, permettant d envisager le passage d Euro3 en 2007 : exemple : 1 g/km de CO pour un niveau exigé Euro3 de 2 g/km ; 0,6 g/km d HC + NO X pour un niveau exigé Euro3 de 0,3 g/km. Les niveaux d émissions observés dans cette campagne de mesures pour les motocycles, à la fois de faible cylindrée 125 cm 3 et de cylindrées plus importantes cm 3, sont illustrés dans le graphique ci-dessous, qui souligne les marges de progrès apportées par les nouvelles technologies (exemple des nouveaux scooters 400 cm 3 et des versions cm 3 à catalyseurs et sondes lambda). 6 CO : 50,4 g/km Q et 900 cm 3 dépollués Q2 4 Moy. HC + NOx g/km 3 2 < 150 cm 3 > 150 cm 3 Euro1 (4-T) Euro2 600 cm 3 + mini cata Moy. T2 T1 O1 N1 N2 Moy. O2 125 cm 3 U2 U1 P1 P cm 3 catalysés + sonde λ cm 3 S2 R1 Moy. Moy. S1 R2 M1 M CO g/km

15 Synthèse résultats motocycles de plus de 125 cm 3 Campagne ADEME motocycles de cylindrée supérieure à 125 cm 3 (250 à 1500 cm 3 ). Résultats sur cycle urbain 97/24 Non dépollués (10 motocyles) 22,0 5,8 0,12 5, ,7 Dépollués (6 motocycles) 2,4 0,9 0,13 1, ,8 Campagne ADEME (6 motocycles 4-temps > 125 cm 3 ) 400 cm 3 Urbain ,1 0,3 0,3 0,6 125,9 5,4 Extra-urbain (70/220 automobile) 12,6 0,4 0,7 1,0 86,8 4,5 Mixte 2002/ /77 8,7 0,3 0,5 0,9 101,4 4,8 Urbain «réel ADEME» 11,4 1,4 0,7 2,0 116,3 5,8 Extra-urbain «réel ADEME» 22,5 0,6 0,6 1,2 90,9 5,4 Cycle «réel ADEME» complet 20,0 0,8 0,6 1,4 96,5 5,4 Cycle US-FTP 4,5 0,2 0,5 0,7 97,3 4,4 600 et 900 cm 3 Urbain ,3 3,8 0,1 3,9 143,0 8,6 Extra-urbain (70/220 automobile) 24,7 1,7 0,3 2,0 87,4 5,5 Mixte 2002/ /77 26,5 2,3 0,2 2,5 104,3 6,4 Urbain «réel ADEME» 28,2 6,0 0,2 6,2 129,9 8,1 Extra-urbain «réel ADEME» 28,5 2,6 0,4 3,0 89,3 5,9 Cycle «réel ADEME» complet 28,4 3,3 0,4 3,8 98,3 6,4 Cycle US-FTP 22,2 2,2 0,1 2,3 120,9 6,8 600 cm 3 + mini catalyseur oxydation Urbain ,6 1,5 0,1 1,6 161,4 7,5 Extra-urbain (70/220 automobile) 6,5 0,7 0,2 0,9 96,4 4,5 Mixte 2002/ /77 7,5 1,1 0,2 1,2 127,0 5,9 Urbain «réel ADEME» 11,2 3,5 0,3 3,8 148,5 7,4 Extra-urbain «réel ADEME» 11,1 1,2 0,2 1,4 98,9 5,0 Cycle «réel ADEME» complet 11,1 1,7 0,3 1,9 109,9 5, cm 3 catalysés Urbain ,8 0,5 0,1 0,6 178,9 7,6 Extra-urbain (70/220 automobile) 0,2 0,1 0,6 0,7 102,6 4,3 Mixte 2002/ /77 1,0 0,3 0,3 0,6 138,8 5,9 Urbain «réel ADEME» 3,0 1,0 0,3 1,2 187,9 8,2 Extra-urbain «réel ADEME» 0,7 0,2 0,8 1,0 115,9 4,9 Cycle «réel ADEME» complet 1,2 0,4 0,7 1,1 131,7 5,6 Rappel des valeurs limites de la norme européenne CO HC NOx HC + NOx CO2 Consommation (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (l/100 km) Euro1 (1999/2000) 2-T // 4-T 8,0 // 13,0 4 // 3 0,1 // 0,3 Euro2 (2003/2004) > 150 cm 3 5,5 1,0 0,3 Euro3 (2006/2007) > 150 cm 3 2,0 0,3 0,15 Et les polluants non réglementés? Compte tenu de la nature des données à recueillir pour les PNR : nombre de polluants, quantités émises limitées, dispersion à la fois d émissions et de mesures sur ce type de polluants, panel de véhicules, il est apparu plus judicieux à l ADEME de concentrer les essais UTAC sur les polluants réglementés et la consommation, pour étudier plus en détail les effets liés à la technologie et à l usage, au travers des différents cycles de tests. L éclairage sur les émissions de polluants non réglementés est obtenu, ou peut l être par ailleurs, au travers de travaux spécifiques. On doit citer plus particulièrement : Une étude (1) menée par l association européenne des constructeurs de motocycles, ACEM, portant sur les rejets des Polluants Non Réglementés et le dénombrement des particules solides à l échappement de douze deux-roues de cylindrées et technologies variées. (1) Motorcycle unregulated emissions report - ACEM - Mars

16 Les principaux résultats de cette étude, disponibles sur le web, sont synthétisés ci-après : ( ) Les technologies essayées concernent deux cyclomoteurs 50 cm 3 2-temps et dix motocycles 4-temps de 150 cm 3 à cm 3, avec alimentation en carburant par carburateur ou injection, présence ou non d un système secondaire d injection d air, catalyseur ou non. Le détail figure dans le tableau ci-dessous. Motocycles Cylindrée 2-temps ou 4-temps Alimentation Injection d'air Catalyseur BK T Carbu Non Non BK T Carbu Oui Non BK T Inj. Non Oui BK T Carbu Oui Oui BK T Inj. Non Oui BK T Carbu Non Non BK T Carbu Oui Non BK T Inj. Non Non BK T Inj. Non Oui BK T Carbu Oui Non BK T Carbu Non Oui BK T Carbu Oui Non L étude des polluants non réglementés a porté : D une part, sur les polluants gazeux par mesures massiques et de concentration des espèces suivantes : benzène, 1-3 butadiène, xylènes, C9-aromatiques, sulfure d hydrogène, dioxyde de soufre, toluène, monoxyde d azote, dioxyde d azote, protoxyde d azote, méthane, formaldéhyde, acétaldéhyde et ammoniac. D autre part, sur les particules solides par l ensemble des mesures suivantes : - mesure massique durant le cycle d essai, par prélèvement sur filtre d une fraction des gaz d échappement via un tunnel de dilution de type CVS (cf. réglementation automobile) ; - mesure de la concentration de particules en nombre par comptage CPC (Condensation Particle Counter) ; - spectre granulométrique (taille/masse) avec un impacteur en cascade (MOUDI - 11 plateaux) ; - analyse de composition chimique des suies recueillies (Chromatographies gazeuse + ionique). Les conclusions à retenir sont les suivantes. Pour les PNR gazeux, les niveaux en composés hydrocarbonés sont logiquement liés à la quantité d HC. On note la présence «semblable» d un modèle à l autre des produits résultants de la combustion, comme le 1-3 butadiène, le méthane, et des composés aromatiques benzène, aromatiques en C7, C8 et C9 (espèces provenant de la composition des essences). Pour les modèles à forts rejets d imbrûlés HC (4-temps non catalysé, 2-temps), les valeurs de BTX (1) peuvent être 10 à 100 fois plus élevées que les valeurs usuelles des automobiles. Les valeurs minimales et maximales rencontrées lors du test de ces douze véhicules sont reportées dans le tableau suivant, qui comporte deux colonnes supplémentaires à droite, illustrant les niveaux «rencontrés» pour des véhicules légers dans l étude européenne récente soutenue par l ADEME, citée plus haut dans ce document (cf. p11). 16 (1) BTX : Benzène,Toluène et Xylènes.

17 Étude ACEM pour 2 cyclomoteurs et 10 motocycles sur cycles 97/24/EC* Étude EETP de VL Euro3 Essence, Diesel, GPL sur cycles NEDC froid & CADC chaud** Nom / Composition Pour les particules 2-roues Min. 2-roues Max. Benzène C6H6 6,3 107,2 0,001 2,40 1-,3 Butadiène C4H6 0,6 17,7 0,01 0,49 Xylènes C8H10 27,6 1250,2 0,002 3,87 C9 Aromatiques C9H12 25,5 994,2 0,00 2,31 Sulfure d hydrogène H2S ~ 0 0,2 nd nd Dioxyde de soufre SO2 0,3 5,6 0,15 11,29 Toluène C7H8 22,9 1172,3 0,009 10,35 Monoxyde d azote NO 14,3 114,5 0,98 575,85 Dioxyde d azote NO2 ~ 0 10,9 0, ,12 Protoxyde d azote N2O ~ 0 7,4 0,06 12,19 Méthane CH4 3,7 145,8 0,320 26,80 Formaldéhyde CH2O 4,1 61,8 0,00 6,77 Acétaldéhyde C2H5O ~ 0 25,2 0,001 2,50 Ammoniac NH3 0,6 35,8 0,15 96,95 * Attention, échantillon de véhicules limité et technologies Euro1. ** Étude menée par IFP, TNO, Milbrook et TÜV sur 30 véhicules légers. Le cycle NEDC (pour New European Driving Cycle) désigne le cycle automobile européen réglementaire et le cycle CADC (pour Common Artemis Driving Cycle) est un cycle représentatif de circulations réelles, bâti dans le cadre de travaux européens et composé de parties urbaines, routières et autoroutières. Les niveaux d émissions en masse des particules sont très bas à l exception notable des cyclomoteurs à fonctionnement 2-temps avec des niveaux pour les 4-temps de 0,002 g/km à 0,006 g/km. Ces niveaux sont largement inférieurs à la valeur limite Euro4 prévue en 2005 pour les Véhicules Particuliers sur leur cycle d homologation NEDC, fixée à 0,025 g/km, et de ce fait, comparables aux rejets des véhicules à motorisations essence conventionnelles (généralement < 0,001 g/km) ou aux Diesel équipés en Filtres à Particules (~ 0,004 g/km). Pour les deux motorisations 2-temps testées dans ce programme, les valeurs atteintes sont nettement plus élevées, avec respectivement 0,015 et 0,07 g/km. VP Min. VP Max. 0,08 0,07 Émissions massiques de particules (g/km sur cycle 97/24/EC) 50 cm 3 2-temps 0,06 0,05 Limite Euro3 - VP (0,05 g/km sur cycle NEDC) g/km 0,04 0,03 Limite Euro4 - VP (0,025 g/km sur cycle NEDC) 0,02 50 cm 3 2-temps 0,01 0 BK01 BK02 BK03 BK04 BK05 BK06 BK07 BK08 BK09 BK10 BK11 BK12 Pour ce qui est du nombre total de particules émises au km, il s apparente au cas des véhicules particuliers avec de l ordre de 0,8x10 12 à 1,3x10 13 unités. Note : les résultats du projet européen PARTICULATES (SAE ) fournissent une indication sur les quantités de particules émises au kilomètre dans le cas des véhicules particuliers : sans FAP, le nombre de particules sur cycle réglementaire NEDC des véhicules légers Diesel se situe dans une plage allant de 0,6 à 2x Des niveaux moindres mais proches sont obtenus pour les véhicules essence à injection directe (0,3 à 5x10 13 ) et des niveaux plus faibles pour les véhicules essence conventionnels (4x10 11 à 7x10 12 ) et bien entendu pour les Diesel équipés en FAP (1,5x10 10 à 4x10 12 ). 17

18 Le profil granulométrique s avère délicat à déterminer pour les motorisations 4-temps avec la métrologie utilisée et les faibles quantités de particules recueillies (une analyse SMPS aurait sans doute permis d en savoir plus). Pour les deux cas de motorisation 2-temps, où la quantité émise est plus élevée, on retrouve en revanche un profil de spectre (masse/taille) typique des motorisations à combustion interne, avec une loi log-normale monomodale centrée sur une médiane correspondant au plateau nm. Des éléments sur le profil granulométrique (nombre/taille) par SPMS figurent dans d autres études, notamment les études de l école d ingénieurs de Bienne en Suisse (HTI-BFH : Hochschule für Technik und Informatiks - Berner Fachhochschule) sur les rejets particulaires des deux-roues : Étude (1) d un petit 2-temps 50 cm 3 et d un petit 4-temps 125 cm 3. Étude (2)(3) des motorisations nouvelles de type 2-temps à injection directe (Peugeot TSDI, Aprilia Ditech ). Étude (4) des nano-particules de deux motocycles 4-temps de fortes cylindrées. Elles fournissent les informations principales suivantes : les particules fines de diamètre 45 nm sont dix fois plus nombreuses que celles de diamètre 95 nm ; effet favorable du catalyseur en masse : réduction de 50 à 90 % de la quantité de particules émises ; effet variable du catalyseur sur le nombre : réduction pour le 4-temps, augmentation pour le 2-temps (vraisemblablement du fait d un déréglage du ratio air/carburant), d où l intérêt d approfondir le process de formation des particules dans le cas des deux-roues ; émission moindre de particules pour le moteur 2-temps IDE avec niveau comparable au 4-temps, mais au détriment d un accroissement des émissions de NO X. Les profils de distributions granulométriques en nombre/taille par analyse de mobilité électrique (SMPS) présentés ci-après confirment la similitude avec les profils classiques des émissions particulaires des motorisations thermiques automobiles. 1.E+10 SMPS - Distribution en taille des particules Spectre granulométrique cyclomoteurs et motocycles counts dn/dlog Dp [1/cm 3 ] 1.E+09 1.E+08 1.E+07 1.E+06 1.E+05 sans catalyseur 2-T sans catalyseur avec catalyseur avec catalyseur 2-T injection directe 1.E+04 4-T 1.E d [nm] Émissions de particules pour différentes motorisations 2-temps, 4-temps avec/sans catalyse, moteur chaud, vitesse constante : 30 km/h. (Source : BUWAL/École d'ingénieurs de Bienne - Déc ) 18 (1) Summer Cold Start and Nanoparticulates of small scooters - HTI-BFH - SAE Déc (2) Summer Cold Start & emissions of different 2-wheelers - HTI-BFH - Contrat BUWAL VLR Déc (3) Emission Factors and Influences on Particle Emissions of Modern 2-Stroke Scooters - HTI-BFH - Contrat BUWAL VLR Déc (4) Summer Cold Start, limited emissions and Nanoparticulates of 4 Stroke-Motorcycles - HTI-BFH - Contrat BUWAL VLR Déc

19 Analyse au regard des véhicules particuliers On se trouve dans une situation voisine de celle des motorisations essence, qui ne sont pas, pour l heure, réglementées : La réglementation VP pour 2010 (Euro5 et au-delà) devrait évoluer vers une analyse nombre/taille des particules et prendre en compte le cas des motorisations essence, notamment pour celles dotées de la technologie d injection directe. Les motocycles devraient subir le même sort que ce dernier type de motorisations avec l apparition de l injection directe, et le cas spécifique des 2-temps, où des niveaux très élevés d HC (combustion + huile) sont rencontrés, est à traiter. Le problème de métrologie des émissions de particules devrait pouvoir trouver des réponses avec l amélioration de la méthode gravimétrique prévue au plan réglementaire (travaux du MVEG pour Euro5 et 6), et la mise au point de plus en plus précise de techniques d analyse des particules, en nombre et taille. Deux-roues, consommation et CO 2 Nous présentons ci-après, plus en détail que dans les paragraphes précédents, centrés sur les émissions de polluants, les niveaux de consommation de carburants observés pour les véhicules deux-roues et leurs rejets de gaz à effet de serre/co 2. Consommation des cyclomoteurs Les mesures ont été réalisées sur trois types de cycles, comme pour les rejets d émissions polluantes : urbain Europe, cycle US-FTP, et cycle urbain «réel ADEME cyclomoteurs». Des consommations basses très intéressantes sont notées pour les technologies récentes catalysées (2,9 à 3,4/100 km) ou à injection directe (2 à 2,4 l/100 km). Des niveaux plus élevés sont en revanche obtenus pour des technologies plus vétustes (3,7 à 4,4 l/100 km) heureusement appelées à disparaître. 7,0 Consommation des cyclomoteurs 6,0 Non catalysés 5,0 Catalysés l/100km 4,0 3,0 Moy. 2-T carbu. non catalysé 4-T Moy. 2-T carbu. catalysé 2,0 2-T inj. directe Injection + catalysé 1,0 0,0 Urbain R47 Europe Cycle US-FTP Cycle «réel ADEME cyclomoteurs» Urbain R47 Europe Cycle US-FTP Cycle «réel ADEME cyclomoteurs» 19

20 Il s avère intéressant de rapprocher ces données des consommations en cycle urbain des véhicules légers : en effet, les niveaux de consommation des meilleurs véhicules particuliers (Palmarès ADEME 2005 (1) ) s établissent, sur la partie urbaine du cycle automobile où le rendement des moteurs automobiles est particulièrement dégradé (pénalisation masse du véhicule, inertie, démarrage, redémarrage ), entre 5 l/100 km et 6,5 l/100 km pour les véhicules essence (pour mémoire entre 3,9 l/100 km et 5,5 l/100 km pour les véhicules Diesel). Note : compte tenu de la différence de densité entre gazole et essence, il est souhaitable de ne comparer les consommations volumiques des cyclomoteurs ou motocycles qu avec leur homologue VP essence. La «lecture» plus correcte mais peu habituelle pour réaliser une comparaison avec les consommations des VP Diesel serait d utiliser les kg/100 km de carburant (consommation massique). La comparaison des cyclomoteurs ou motocycles avec les automobiles sur le plan du CO 2 présentée dans le paragraphe suivant n aura pas cet inconvénient, puisque le CO 2 émis est exprimé en grammes par kilomètre parcouru. Consommations des petits motocycles 125 cm 3 Lors de cette campagne d essais, les consommations de ces véhicules se sont établies entre 3,2 et 4,0 l/100 km selon les cycles utilisés (urbain Europe, extra-urbain Europe, mixte Europe, «réel urbain ADEME», «réel extraurbain ADEME», «réel mixte ADEME» et US-FTP), et ceci pour des véhicules non dépollués. Pour des véhicules à technologies nouvelles, on peut s attendre à des résultats encore meilleurs. Comme pour les cyclomoteurs, ces performances sont intéressantes dans une logique de comparaison avec l automobile. Ce qui est vrai pour les usages urbains cf. les données précédemment citées du palmarès ADEME reste valable pour les usages extra-urbains et mixtes : les 125 cm 3 sont encore bien placés par rapport à des consommations de 4,3 à 5,1 l/100 km sur cycle européen mixte et de 3,9 à 4,6 l/100 km sur cycle extraurbain des meilleures VP Essence (pour mémoire respectivement entre 3 et 4,3 l/100 km et entre 2,7 et 3,9 l/100 km pour les meilleurs VP Diesel). 6,0 Consommation des motocycles de 125 cm 3 5,5 5,0 Cycles «réels ADEME» l/100km 4,5 4,0 Cycle réglementaire américain Cycles réglementaires européen 4,1 4,1 4,1 3,5 3,5 3,6 3,5 3,2 3,0 2,5 2,0 Cycle US-FTP Urbain 97/24 Europe Extra-urbain 70/220 Europe Mixte Europe 2002/51 «réel urbain ADEME» «réel extra-urbain ADEME» «réel mixte ADEME» 20 (1)