Réduction des émissions de gaz d échappement

Réduction des émissions de gaz d échappement - Développements en vue de satisfaire aux critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim (Stage IIIB / Tier 4 Interim) concernant les rejets dans les gaz d échappement de moteurs diesel pour utilisations non routières QUESTIONS ET RÉPONSES Avril 2009

Emissions et législation 1. Quel est le point sur lequel la législation Phase IIIB*/ Niveau 4 Interim** met l accent concernant la réduction des émissions? L accent est mis sur les rejets de particules solides (PM) et d oxydes d azote (NO X ). Avec également une réglementation des niveaux d émissions d hydrocarbures (HC) et de monoxyde de carbone (CO). 2. Qu est-ce que sont les particules solides (PM)? Les particules solides, ou tout simplement les particules, englobent principalement la suie (particules de carbone) et les résidus d huile ayant servi à la lubrification. 3. Qu est-ce que sont les oxydes d azote (NO X)? Les oxydes d azote comprennent le monoxyde d azote (NO) et le dioxyde d azote (NO 2). Ces oxydes sont le résultat de la réaction de l oxygène et de l azote de l air sous l effet des températures et des pressions élevées intervenant lors de la combustion. 4. Qu est-ce que sont les hydrocarbures (HC)? Les hydrocarbures sont une famille de composés de carbone et d hydrogène, constitués principalement de carburant incomplètement brûlé et de résidus d huile. La concentration d hydrocarbures dans les gaz d échappement des moteurs diesel est très faible et devrait encore diminuer avec l utilisation de carburants de haute qualité, le recours à un processus de combustion plus efficace et l intervention d un système de post-traitement des gaz d échappement. *Phase IIIB = EU Stage IIIB **Niveau 4 Interim = US (EPA) Tier 4 Interim

Emissions et législation 5. Qu est-ce que le monoxyde de carbone (CO)? Le monoxyde de carbone est un composé de carbone et d oxygène résultant d une combustion incomplète due à un apport d air insuffisant. Les moteurs diesel utilisent un important surplus d air, de sorte qu ils ne produisent normalement que de petites quantités de monoxyde de carbone. 6. Qu est-ce que le dioxyde de carbone (CO 2)? Le dioxyde de carbone est l un des deux produits résiduels de la combustion, l autre étant l eau. Le CO 2 n est pas toxique et sa quantité est directement proportionnelle à la consommation de carburant. Il contribue à ce que l on appelle l effet de serre, dont l impact est négatif sur le climat. 7. Le problème du CO 2 est d envergure mondiale. Les émissions de CO 2 sont-elles réglementées? 8. Comment est-il possible de réduire les émissions de CO 2 imputables aux moteurs diesel? Non, les émissions de CO 2 ne sont pas réglementées dans le cas des machines de travaux publics, mais les gouvernements, les partis politiques et les instances aussi bien internationales que nationales imposent des exigences croissantes à l industrie automobile tout comme aux constructeurs de machines de travaux publics pour les inciter à diminuer de plus en plus les émissions de CO 2. Cela concerne également les utilisateurs de ces équipements, auxquels il est demandé de les utiliser en visant constamment le meilleur rapport consommation-efficacité La seule manière de réduire la quantité de CO 2 consiste à réduire la consommation de carburant. C est pourquoi un rapport consommation-efficacité élevé au niveau des moteurs, des lignes motrices et des systèmes hydrauliques est un important paramètre pour réduire les émissions de CO 2.

Emissions et législation 9. Comment les biocarburants sont-ils en mesure de réduire l effet de serre? 10. Existe-t-il chez Volvo des programmes de développement spécifiques en vue de combattre l effet de serre? L utilisation de biocarburants permet de réduire l effet de serre en ce que leur production même absorbe une certaine part de CO 2. Oui, les carburants renouvelables en sont un, la technologie hybride en étant un autre. 11. Qu est-ce que le dioxyde de soufre (SO 2)? Le dioxyde de soufre provient de la combustion des carburants contenant du soufre. Les émissions de soufre peuvent être réduites en utilisant des carburants à faible teneur (350-500 ppm - parties par million) ou très faible teneur (< 15 ppm) en soufre. 12. Quelle est la différence entre les niveaux d émissions Phase IIIB/Niveau 4 Interim et Phase IIIA/Niveau 3? 13. Quand la réglementation Phase IIIB/Niveau 4 Interim entrera-t-elle en vigueur dans les zones géographiques où elles sont respectivement applicables (Europe et Amérique du Nord)? 14. Les valeurs limites d émissions fixées par les critères européens Phase IIIB et les critères américains (EPA) Niveau 4 Interim sont-elles identiques? Les critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim spécifient une réduction jusqu à 90% des particules solides et de 50% des émissions de NO X par rapport aux niveaux Phase IIIA/ Niveau 3. Le 1er janvier 2011. Voir tableau. Oui, elles sont en principe les mêmes dans ces deux zones géographiques en ce qui concerne la plage de puissances dans laquelle se situent nos équipements.

Emissions et législation 15. Est-il prévu, dans d autres zones géographiques ou d autres pays du monde, d appliquer des réglementations équivalentes ou similaires aux critères européens Phase IIIB ou américains Niveau 4 Interim? Dans l affirmative, quand? 16. Peut-on s attendre dans l avenir à un renforcement des critères d émissions concernant les moteurs diesel pour utilisations non routières? 17. Après la prise d effet de la réglementation Phase IIIB/ Niveau 4 Interim, sera-t-il nécessaire de mettre à niveau les équipements ancienne génération existants en matière d émissions de NO X et de particules solides? Le Japon devrait vraisemblablement adopter une réglementation similaire aux critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim dans les mêmes délais qu en Europe et en Amérique du Nord, et il est probable que d autres pays devraient suivre dans un avenir prévisible. Oui, un palier supplémentaire est d ores et déjà décidé en ce qui concerne aussi bien l Europe que l Amérique du Nord. Le 1er janvier 2014, une nouvelle réglementation encore plus stricte, US (EPA) Niveau 4 Final et EU Phase IV, entrera en vigueur, laquelle obligera les véhicules et autres équipements non routiers à réduire leurs émissions de NO X de 45% supplémentaires. A ce stade, les rejets de NO X et de particules solides auront atteint pratiquement le niveau zéro. Rien de cela n est prévu en ce qui concerne l Europe dans son ensemble. Certaines réglementations locales sont toutefois déjà appliquées, la Suisse étant ici en pointe sur ce plan. Aux États-Unis, il existe également des réglementations locales ; la Californie en est un excellent exemple. Dans ce même pays, cependant, certaines régions ou localités exigent la mise en place en après-vente de dispositifs ou de systèmes de post-traitement des gaz d échappement, avec référence au concept de Best Available Technology, BAT, ou Best Available Retrofit Technology, BART. Il s agit en l occurrence de réduire en premier lieu les rejets de particules solides, mais la réduction des émissions de NO X pourrait éventuellement venir en question.

Technologie de réduction des émissions, Généralités 18. Quelles sont les options technologiques disponibles pour respecter les limites d émissions rigoureuses correspondant aux critères Niveau 4 Interim/Phase IIIB? La réduction des rejets de NO X et de particules solides peut s effectuer de différentes manières, dont chacune présente à la fois des avantages et, malheureusement, des inconvénients. Ainsi, par exemple, en réduisant les émissions de NO X au niveau même du moteur, on augmente du même fait les rejets de particules solides, et à l inverse, une réduction des particules solides au niveau du moteur augmente le niveau d émissions de NO X. L optimisation du processus d injection du carburant et du traitement de l air, y compris différentes configurations de recirculation des gaz d échappement (EGR) avec ou sans refroidissement, ainsi que diverses technologies de post-traitement des gaz d échappement, y compris les filtres à particules pour moteurs diesel et la formule de réduction catalytique sélective (SCR) des NO X sont autant d outils utilisés par Volvo pour réduire les émissions de gaz d échappement. Le régulateur électronique de 3ème génération, Volvo EMS-2, est le complément de haut niveau à l ensemble de ces outils.

Technologie de réduction des émissions, généralités 19. Pouvez-vous décrire brièvement les deux technologies de post-traitement que vous avez mentionnées? Le Filtre à Particules pour moteur Diesel, DPF a pour fonction de retenir les particules, qui sont ensuite oxydées par régénération passive ou active. Un contrôle électronique précis du processus est une nécessité pour garantir une élimination efficace des particules à chaque phase du cycle de fonctionnement du moteur. La Réduction Catalytique Sélective, SCR est une technologie faisant intervenir un réactif, AdBlue, dont l injection dans le convertisseur catalytique transforme les NO X en azote inoffensif. L AdBlue est une forme spéciale d urée de haute qualité, qui se présente sous forme d un liquide non toxique utilisé dans l agriculture, l industrie alimentaire, la fabrication des cosmétiques, etc. Pour que ces technologies donnent de bons résultats, il est toutefois indispensable d utiliser des carburants à très faible teneur en soufre, et des huiles de lubrification à faible taux de cendres.

Technologie de réduction des émissions, Volvo 20. Quelle technologie sera utilisée par Volvo pour parvenir aux niveaux d émissions correspondant aux critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim? Volvo est le seul constructeur mondial à proposer des moteurs diesel à la fois pour véhicules routiers (camions) et en utilisations non routières (machines de travaux publics et secteurs industriel et marin) satisfaisant aux réglementations relatives aux émissions sur tous les marchés concernés dans le monde. En conséquence, Volvo Construction Equipment est actuellement le seul constructeur d équipements de travaux publics à posséder l expérience requise et à disposer en son sein des technologies, existantes ou nouvelles, pour respecter les critères de réduction des émissions dans le cadre d utilisations non routières qui entreront en vigueur à partir de 2011. Nous sommes pleinement conscients des défis à relever. Avec la compétence technique nécessaire et deux solutions possibles - SCR et EGR/DPF - déjà adoptées au sein de Volvo, nous serons à même de choisir la technologie la mieux adaptée à nos produits et celle qui s inscrit le mieux dans la perspective de l utilisateur final et du marché.

Technologie de réduction des émissions, Volvo 21. Que peut-on dire de la technologie V-ACT, Technologie Avancée de Combustion Volvo (Volvo Advanced Combustion Technology)? La technologie V-ACT fera-t-elle l objet de nouveaux développements? Concerne-t-elle l ensemble des modèles et des puissances de moteurs? 22. Sur le plan des performances, comment les moteurs Volvo Phase IIIB/Niveau 4 Interim se situeront-ils par rapport à ceux existants de Phase IIIA/Niveau 3? 23. Dans le cas de Volvo, y aura-t-il un impact sur la consommation de carburant du fait des nouvelles solutions techniques adoptées pour respecter les critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim? 24. Quelle technologie de réduction des émissions sera utilisée dans le cas des petits moteurs Volvo équipant par exemple les machines compactes (Compact Equipment)? La technologie V-ACT est conçue sur mesure pour les applications non routières difficiles, et caractérisée par une combustion efficace, une nette réduction des émissions et de remarquables performances d ensemble des moteurs. La plate-forme servant de base à la technologie V-ACT est appelée à évoluer à plusieurs égards afin de satisfaire non seulement à une législation toujours plus sévère en matière d émissions, mais également aux demandes des utilisateurs au niveau des performances et de l économie d exploitation. Par exemple, les systèmes d injection de carburant et de traitement de l air seront encore affinés, et un système de gestion du moteur de nouvelle génération verra le jour, avec des performances accrues et une plus grande réactivité. La technologie V--ACT concerne tous les moteurs diesel 6 cylindres de moyenne ou grande puissance. Nous ne désirons pas à ce stade divulguer les détails, mais sur la base des nombreux essais effectués tant en laboratoire que sur le terrain, nous sommes convaincus que les moteurs diesel Volvo Phase IIIB/Niveau 4 Interim utilisant la technologie V-ACT seront, une fois de plus, en tête sur le marché dans le double domaine des performances et de l économie d exploitation. Notre objectif est d améliorer les performances, de réduire les émissions et d optimiser le rapport consommation-efficacité, ce qui, partiellement en fonction du cycle effectif du moteur, se traduira par une consommation de carburant inférieure à la normale. Volvo choisira la technologie la mieux adaptée à l application concernée, au niveau de puissance désiré et à la réglementation à respecter, en l optimisant dans la perspective de l utilisateur final.

Divers 25. L utilisation de carburant à très faible teneur en soufre sera une nécessité dans le contexte des technologies permettant de respecter les critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim. Qu en est-il de la disponibilité de ce type de carburant en Europe? 26. Êtes-vous au courant des technologies choisies par la concurrence pour satisfaire aux critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim? Comment évaluez-vous les technologies Volvo par rapport à celles adoptées par la concurrence? 27. Existe-t-il une solution Volvo à l intention des clients qui, pour une raison ou une autre, auraient besoin d installer en après-vente un système de post-traitement des gaz d échappement? 28. Y aura-t-il des impacts sur les coûts liés à la mise en oeuvre des nouvelles technologies destinées à satisfaire aux critères d émissions Phase IIIB/Niveau 4 Interim? La législation fait obligation à l industrie pétrolière de garantir la disponibilité de ce type de carburant également pour les applications non routières dans les pays de l Union Européenne à partir du 1er janvier 2011. Dans certains de ces pays, comme l Allemagne et la Suède, le carburant à très faible teneur en soufre est d ores et déjà partout disponible. Nous avons une totale confiance dans nos technologies et dans leur particulière compétitivité dans les applications qui sont celles de nos produits. Nous sommes convaincus que nos solutions permettront de satisfaire les exigences des clients concernant la disponibilité, la facilité d utilisation et la continuité des performances quelles que soient les conditions. En ce qui concerne le montage après-vente, nous travaillons en partenariat avec la société allemande HUSS afin de fournir aux clients un système de filtration MK des particules, qui élimine 99% de ces particules sur l ensemble des moteurs de la gamme Phase I/Niveau 1 jusqu à la Phase IIIA/Niveau 3. Oui, tous les constructeurs devront mettre en oeuvre de nouvelles technologies complémentaires qui auront inévitablement pour conséquence d augmenter le prix de revient du produit final.

Divers 29. Qu en est-il de la facilité d entretien et de maintenance des équipements satisfaisant aux critères Phase IIIB/ Niveau 4 Interim? Dans le cas de Volvo, la différence ne sera guère notable au niveau de l entretien par rapport à la version Phase IIIA/ Niveau 3, et seulement une faible différence pour ce qui est des exigences dans les opérations maintenance. 30. Est-il prévu que Volvo développe et délivre à l avenir des variantes spécifiques de moteurs à l intention des marchés sur lesquels la technologie avancée associée aux critères Phase IIIB/Niveau 4 Interim ne serait pas nécessaire? Sur les marchés où il ne sera pas possible de se procurer du carburant à très faible teneur en soufre, nous fournirons des moteurs supportant une plus forte proportion de soufre.

Limites légiférées par l Union Européenne et les Etats-Unis concernant les émissions de gaz d échappement des activités «non routières». Gammes de puissance Particules, PM g/kwh 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Oxydes d'azote, NO g/kwh x 10 8 6 4 2 Niveau 1 Phase I Phase II / Phase IIIA / Phase IIIB / Phase IV / Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4 Interim Niveau 4 Final 225-450 kw 130-225 kw 75-130 kw USA "Tier" EU "Stage" 56-130 kw 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016

Dans le cadre de notre politique d amélioration continue, nous nous réservons le droit de modifier les spécifications et conceptions sans contrainte de préavis. Ref. No. 31A1005743 French Printed in Sweden 2009.04 1,0 CMP Volvo, Eskilstuna