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Carburant

combustible qui alimente un moteur thermique

Un carburant est un combustible qui alimente un moteur (moteur thermique, fuséeetc.) qui transforme l'énergie chimique du carburant[1] en énergie mécanique ou en poussée. La principale caractéristique des carburants est d'avoir une grande densité énergétique, c'est-à-dire qu’ils contiennent beaucoup d'énergie pour une masse ou un volume réduits, ce qui accorde au système motorisé une grande autonomie. Plusieurs produits pétroliers sont utilisés comme carburant dans de nombreux moteurs.

Sommaire

TypologieModifier

Un carburant contient souvent un mélange d'hydrocarbures[2]. Dans le cas de l'hydrogène par exemple, on parle de combustible. Le carburant est souvent un liquide et parfois un gaz. Il est stocké dans le réservoir des véhicules. La contenance approximative en carburant liquide d'un réservoir d'automobile varie de 30 litres (voitures peu puissantes) à 100 litres (voitures très puissantes)[3].

Les carburants peuvent être classés de différentes manières. On peut par exemple distinguer les carburants fossiles, des biocarburants, des ergols.

Carburants fossiles 
Ils proviennent de la transformation des matières organiques mortes mélangées à divers minéraux à de grandes profondeurs. Cette transformation nécessite plus d'un million d'années et se déroule à des températures et pressions très élevées. Les carburants fossiles sont en quantité limitée sur terre. La diminution future de la production de carburants est traitée dans l'article sur le pic de production. Les carburants issus du pétrole sont aussi appelés hydrocarbures.
Biocarburants 
Ils proviennent de plantes ou animaux (non fossilisés). Parmi les produits développés commercialement, citons le bioéthanol et le biodiesel. Le préfixe « bio » a rapport avec l’agriculture mais pas avec l'écologie[4].
Ergols liquides 
Les ergols liquides voire solides sont utilisés dans les moteurs de fusées anaérobies, rare type de moteur capable de fonctionner en dehors de l'atmosphère.

Les carburants, un élément stratégiqueModifier

Les carburants, encore le plus souvent dérivés du pétrole, deviennent stratégiques dans l'économie de nombreux secteurs industriels, agricoles, forestiers, halieutiques, tourisme, aviation, marine marchande. L'augmentation des prix du pétrole et la perspective d'un épuisement de la ressource ont incité les gros utilisateurs de carburants à demander à leurs états des aides financières ou une défiscalisation. L'OCDE alerte sur le fait qu'outre le fait que ces mesures coutent cher (par exemple, les subventions aux carburants des agriculteurs existent dans la plupart des pays de l’OCDE), et les allègements fiscaux en faveur de l’agriculture représentent à eux-seuls une perte pour l’État d’environ 950 millions d'euros en France et 2,3 milliards de dollars aux États-Unis), elles sont un obstacle à l’efficacité énergétique et aux alternatives propres, sûres et renouvelables. L'OCDE note aussi que les aides à l’agriculture étant souvent liées à la production, elles encouragent encore la consommation de carburant fossile, notamment via l'usage d’intrants tels que les pesticides et les engrais[5].

Carburants et moteursModifier

Les moteurs à combustion interne ne peuvent pas accepter tout type de carburant.

Les moteurs à allumage commandé, communément appelés « moteurs à essence », peuvent fonctionner aussi bien avec de l'essence que du GPL, du GNV et d'autres gaz, et parfois avec un mélange de bioéthanol et d'essence voire d'éthanol pur[a] ; certaines adaptations des moteurs sont nécessaires en fonction du carburant.

Dans les moteurs à essence anciens, la formation du mélange avec l'air était assurée par un carburateur avant son admission dans les cylindres par les soupapes ; dans les moteurs modernes, le système du carburateur est remplacé par un système d'injection indirecte ou directe. Plus généralement, l'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne (moteur à piston ou bien moteur à réaction d'avion ou de fusée) est assurée à l'aide d'injecteurs.

Un moteur Diesel peut fonctionner avec du gazole classique, aussi appelé « pétrodiesel », ou avec un mélange de biodiesel et de Diesel, voire de biodiesel (huiles minérales ou végétales) pur ou même d'huiles lourdes pour les moteurs d'engins et de bateaux. Ici aussi, des adaptations du moteur ou de ses réglages peuvent s'avérer nécessaires pour changer de carburant.

Carburants courantsModifier

Carburant PCI (MJ/kg)
Essence (automobile) 43,8
Essence (aviation) 44,0
GPL 46,1
Fioul ou gazole 42,5
Kérosène 43,3
GNV 48,0
Dihydrogène 120,0
Isooctane 44,4
Isoheptane 44,6

Tableau des densités d'énergie des carburantsModifier

Carburant Densité énergétique
spécifique
(MJ/kg)
Densité énergétique
volumétrique
(MJ/l)
CO2 produit par combustion
(kg/kg)
Carburants liquides
Huile de pyrolyse 17,5 21,35 (En estimant que le contenu en carbone est 23 % wt + O2 masse) : 0,84
Méthanol (CH3-OH) 19,9 – 22,7 15,9 1,37
Éthanol (CH3-CH2-OH) 23,4 – 26,8 23,4 1,91
Butanol (CH3-(CH2)3-OH) 36,0 29,2 2,37
Graisse 37,67 31,68 [Composition moyenne à insérer ici]
Biodiesel 37,8 33,3 – 35,7 ~2,85
Huile de tournesol (C18H32O2) 39,49 33,18 (12 % (C16H32O2) + 16 % (C18H34O2) + 71 % AL + 1 % ALA) : 2,81
Huile de ricin (C18H34O3) 39,5 33,21 (1 % PA + 1 % SA + 89,5 % ROA + 3 % OA + 4,2 % AL + 0,3 % ALA) : 2,67
Huile d'olive (C18H34O2) 39,25 - 39,82 33 - 33H (15 % (C16H32O2) + 75 % (C18H34O2) + 9 % LA + 1 % ALA) : 2,80
Carburants gazeux
Méthane (CH4) 55 – 55,7 (liquéfié) 23,0 – 23,3 (Le méthane est un gaz à effet de serre.) 2,74
Dihydrogène (H2) 120 – 142 (liquéfié) 8,5 – 10,1 (Production et liquéfaction de l'hydrogène) 0,0
Carburants fossiles
Charbon 29,3 – 33,5 39,85 - 74,43 (En ne comptant pas : CO, NOx, sulfates et particules) : ~3,59
Pétrole 41,868 28 – 31,4 (En ne comptant pas : CO, NOx, sulfates et particules) : ~3,4
Essence 45 – 48,3 32 – 34,8 (En ne comptant pas : CO, NOx, sulfates et particules) : ~3,30
Gazole (Diesel) 48,1 40,3 (En ne comptant pas : CO, NOx, sulfates et particules) : ~3,4
Gaz naturel 38 – 50 (liquéfié) 25,5 – 28,7 (Éthane, propane et butane N/C : CO, NOx et sulfates) : ~3,00
Éthane (CH3-CH3) 51,9 (liquéfié) ~24,0 2,93

Liste d'agrocarburantsModifier

Distributeurs pétroliersModifier

Notes et référencesModifier

NotesModifier

  1. Le moteur doit être adapté à cet usage à cause des risques de corrosion.

RéférencesModifier

  1. « Les carburants : une source d'énergie chimique », un article CultureSciences-Chimie de l’École normale supérieure-DGESCO
  2. Définitions lexicographiques et étymologiques de « carburant » du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales
  3. « Fiche technique Porsche Panamera », sur autotitre.com (consulté le 27 juillet 2018)
  4. Salomé Vincendon, « Les biocarburants : une filière pas si bio », sur lexpress.fr, 11 juin 2018 (consulté le 27 juillet 2018)
  5. Lien vers rapport OCDE 2008 (Rapport sur la performance environnementale de l’agriculture dans les pays de l’OCDE depuis 1990)

AnnexesModifier

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BibliographieModifier

  • Jean-Claude Guibet, Carburants et moteurs, Technip, Paris, 1997.

Articles connexesModifier

Liens externesModifier