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lundi 28 janvier 2019

VE2.2. Soufre


Le VE : Innovation pérenne ou rêve écologiste ?
« Dans un monde inondé d’informations sans pertinence, le pouvoir appartient à la clarté. »  Yuval Noah Harari


La pollution

Le CO2

Les distorsions de Concurrence « hard »

Les distorsions « soft » : Infox



VE2.2. SO2 (Dioxyde de soufre)
Problème général résolu   
 Le soufre S est naturellement présent dans les pétroles, notamment sous forme de sulfures (H2S)
  • Il s’oxyde en SO2 lors de la combustion (moteur thermique ou toute autre utilisation), gaz très toxique :
    • Pour l’homme (Le « smog » londonien en contenait dans les années 1950, et a fait de nombreuses victimes)
    • Pour la végétation (pluies acides responsables de la défoliation des arbres dans certaines régions).
  • Ses origines étaient variées : carburant, fioul industriel et domestique, charbon, industries…
  • Les émissions routières, liées au carburant et non au moteur, ont été réduites à zéro à partir de 2006 grâce à la désulfuration des carburants au cours de leur raffinage.
  • Le SO2 n’est plus détectable en Ile-de-France.

SO2

1991
2016
Emissions routières
KT
190
0
Taux en Ile de France (toutes origines)
μg/m3
9
0
Seuil critique en moyenne journalière
μg/m3
125
Teneur en S du gazole routier
%
0,30%
0,00%





dimanche 27 janvier 2019

VE2 - Pollution : Chiffres, normes et opinions


Le VE : Innovation pérenne ou rêve écologiste ?
« Dans un monde inondé d’informations sans pertinence, le pouvoir appartient à la clarté. »  Yuval Noah Harari





C’est une association (loi de 1901) agréée par le Ministère de l’Environnement qui la finance majoritairement. Les chiffres cités ci-dessous sont issus de sa publication :
  • Son importance
    • Budget 8,5 M€
    • Effectifs salariés : 65
  • Son rôle :
    • Surveiller la qualité de l’air en Ile de France
    • Informer médias et public
    • Comprendre
  • Ses membres représentent :
    • Etat
    • Collectivités locales d’Ile-de-France
    • Entreprises, dont publiques : CFCA, RATP, ADP, SNCF, Ports de Paris, Air Liquide, EDF, ENGIE, ICADE, VEOLIA
    • ONG :
      • Amis de la terre
      • WWF
      • ONG protection du consommateur
      • ONG secteur médical
      • ONG écologistes
 2.0.2. Commentaires sur Airparif

Ce n’est pas un organisme de recherche scientifique, mais un organisme de mesure et de contrôle utilisant des méthodes sérieuses. L’information chiffrée est de qualité, et ses historiques sont donc fiables.

Toutefois, ses commentaires s’appuient sur des normes conservatives inspirées par le principe de précaution, donc parfois excessives. Comme tous les organismes chargés d’un problème, Airparif a parfois tendance au pessimisme pour justifier son existence quand un problème se résout, en recourant à :
  • Des normes de plus en plus sévères aboutissant au maintien de la fréquence des alertes malgré les améliorations,
  • La prise en compte de nouveaux paramètres, sans antériorité,
  • Des normes spécifiques françaises, nécessairement plus sévères que les normes de l’UE, car sinon sans objet
  • L’appréciation du verre à moitié vide, plutôt que du verre à moitié plein.
Elle partage avec les médias la responsabilité du décalage ahurissant entre l’évolution très favorable de la pollution en Ile-de-France selon ses propres  chiffres et commentaires, et sa perception par le grand public. (Voir 2.9. ci-dessous)

2.0.3. Passage en en revue des différents polluants (hors CO2)

La plupart d’entre eux n’est pas spécifique de l’automobile

Polluant (hors CO2)
Lien vers résumé du blog
Plomb
Pages 64 à 67
Dioxde de soufre
Pages 71 à 73
Monoxyde carbone
Pages 68 à 70
Oxydes d’azote
Pages 33 à 44
COVNM (Benzène)
Pages 53 à 59
Ozone
Pages 45 à 52
Particules fines
Pages 11 à 32

Normes Euro 6

Apparues en 1992 pour les véhicules légers avec « l’Euro 1 », elles ont été durcies en 1996, 2000, 2005, 2009 pour aboutir en 2014 à « l’Euro 6 » ci-dessous :



Attention : Les ordonnées du diesel sont dilatées par 2 par rapport à celles de l'essence

Les spécifications « Euro 6 » du diesel » sont un peu plus sévères que celle de l’essence » : pour ces véhicules récents, le diesel pollue donc moins que l’essence.  L’interdiction générale du diesel en ville n’a donc aucun sens.

D’ailleurs, ce que la presse a présenté ainsi, notamment à Berlin, ne portait souvent que sur les véhicules antérieurs à Euro 6.

2.8. Conclusion sur la pollution

Les résultats 2016 sont bons : Sur les 7 principaux polluants liés aux VT 
  • 2 disparus, non détectables : SO2 et Pb
  • 3 massivement réduits, négligeables : COVNM, PM et O3
  • 2 très réduits, et part routière très minoritaires : CO, NOx
  • Tous les 7 très largement inférieurs aux seuils de toxicité.
Et ils vont s’améliorer naturellement : La part de véhicules « Euro 6 » dans le parc automobile va passer de 10% en 2016 à 90% en 2028. Le renforcement du contrôle technique assurera une meilleure conformité des VT aux normes.

La part croissante des hybrides contribuera à réduire la pollution pour plusieurs raisons :
  • Meilleur choix du point de fonctionnement du moteur thermique dans le diagramme couple vs. vitesse de rotation
  • Récupération des 2/3 de l’énergie cinétique au freinage
  • Arrêt du moteur thermique à vitesse basse ou nulle.
La qualité de l’air en Ile-de-France n’a jamais été aussi bonne. Les seniors se souviennent de leur enfance pendant laquelle Paris était une ville noire, malgré une circulation très inférieure !

2.9. Conclusion objective :
  • A Paris et dans l’UE, la pollution nulle du VE n’est pas un avantage déterminant, tant le VT a progressé !
  • Il peut en aller très différemment ailleurs, notamment dans les mégapoles des pays émergents.
  • Mais il reste à en convaincre l’opinion publique : Ci-dessous, les réponses incroyables à un sondage IFOP de juin 2017 à Paris, qui posait la question : « A votre avis, la pollution de l’air :
    • Augmente beaucoup   63%
    • Augmente un peu        25%
    • Stagne                           9%
    • Diminue un peu            2%
    • Diminue beaucoup       1%
  • L’air n’a jamais été aussi pur à Paris, mais chacun est convaincu du contraire !  Seulement 1% de la population a une vision claire du sujet. 
  • On peut craindre que cet effet « nocebo » (le contraire du « placebo ») ait plus d’inconvénients psychosomatiques que la pollution résiduelle !

mercredi 14 novembre 2012

Pollution : Delanoë annonce des restrictions de circulation à Paris



Introduction

La ville de Paris lance un vaste plan d’action pour réduire la pollution dans la Capitale. Ce plan comporterait notamment :
  • des limitations de vitesse à 30 km/h, ou 70 km/h sur le périphérique
  • des restrictions d’accès portant sur l’âge de véhicules,
  • des péages aux débouchés des principales radiales,
  • et la transformation de la voie sur berge rive gauche en jardin public.
Des mesures aussi radicales et contraignantes pour les usagers ne peuvent se justifier que par une situation très préoccupante.

De manière plus générale, dans l’esprit du grand public, pollution = automobile. Voyons ce qu’il en est.

Résumé-Conclusion

Ce message traite des diverses pollutions résultant des transports routiers, sans qu’ils en soient la seule origine. Il ne traite pas ici du CO2, qui n’est pas un polluant, et examine successivement :
  • Le monoxyde de carbone CO, toxique, résultant d’une combustion incomplète,
  • Les oxydes d’azote NOx, effet indésirable la combustion sur l’air,
  • Les particules de carbone résultant de la cokéfaction de gouttelettes de gazole,
  • Le soufre S, naturellement présent dans le pétrole,
  • Les imbrûlés de combustion des hydrocarbures HC.
Pour chacun d’eux, les chiffres incontestables montrent que :
  • Les émissions en France sont en diminution rapide
  • La part des transports routiers y est, ou y devient, minoritaire, voire négligeable,
  • Les normes « Euro 1 » à « Euro 6 » amènent une division par 20 à 50 des émissions  antérieures.
  • Le simple renouvellement naturel du parc par apport de véhicules aux dernières normes suffira à lui seul, sans autre disposition réglementaire, à réduire encore considérablement les émissions pendant les 10 années à venir.
  • Le parc de véhicules par habitant, circulant en France, ne croît plus.
Contrairement au lieu commun que les média répètent fréquemment, la pollution d’origine routière est :
  • en réduction spectaculaire,
  • devenue négligeable devant les autres origines qui ont fait des progrès moins rapides,
  • grâce à des avancées technologique majeures nombreuses et coûteuses
  • qui n’ont pas dissuadé la majorité des français d’avoir un véhicule individuel.
C’est la pollution qu’il faut réduire, et non l’automobile ! Cet objectif est largement atteint. Monsieur Delanoë, maire de Paris, l’aurait-il oublié ?

La Ville de Paris ne peut en aucun cas prétexter de la pollution pour retreindre la circulation à Paris. Le Maire doit assumer que sa décision est purement politique. La contestation de cette décision n'est donc pas dans l’objet du présent blog, mais la contestation de sa motivation y est totalement.

Message détaillé

Les polluants

Nous ne traiterons pas du CO2 qui n’est ni un polluant (il conditionne a vie des végétaux, et donc toute forme de vie), ni un problème local, bien que l’augmentation de son taux soit un problème mondial largement abordé dans ce blog. Ses émissions en France sont stables et significativement inférieures aux pays comparables.

Nous considérerons successivement les principaux polluants émis par les transports routiers (qui ne sont pas nécessairement les seuls émetteurs). Les normes d'émission "Euro x" ne sont publiées ici que pour les véhicules légers, mais la tendance des normes des véhicules industriels est similaire.

Monoxyde de carbone CO
C’est un gaz hautement toxique qui se combine l’hémoglobine du sang, pouvant, à une concentration suffisante, entraîner rapidement la mort par hypoxie. Il constituait 50% de l’ancien gaz de ville, dit « gaz à l’eau », à l’origine d’asphyxies et de suicides, heureusement remplacé depuis près d’un demi-siècle par le gaz naturel, essentiellement constitué de méthane beaucoup moins dangereux. En revanche, le monoxyde de carbone n’a pas d’effet cumulatif dans la durée. Il est commun au diesel et à l’essence, cette dernière en produisant environ le double.
  
L’amélioration en France est générale. Celle, spectaculaire, des transports routiers résulte principalement des normes d’émission en forte réduction :


                                                  Graphe établie par l’auteur d’après données de la Commission Européenne

Ces normes appliquées aux véhicules neufs depuis 2005, soit 7 ans, sont effectives sur environ les 2/3 du parc circulant.  Le renouvellement du dernier tiers dans les 7 ans à venir améliorera encore ce bon résultat qui est visible dans l’analyse de l’air effectuée au voisinage des grands axes de circulation, mais toutes origines confondues (car les chauffages domestiques émettent aussi du CO) dans le graphe ci-dessous:


Les oxdes d’azote NOx
A la différence des autres polluants, ils ne viennent pas du carburant qui ne contient ni oxygène, ni azote, mais de l’air. Cette oxydation de l’azote par l’oxygène se produit dans la très haute température qui suit l’explosion du mélange air / carburant dans le moteur. Ils sont communs au diesel et à l’essence, mais cette dernière en produit environ moitié moins.
Parmi les 5 oxydes d’azote (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5), 2 sont pratiquement présents : le NO et le NO2. Le premier est peu stable , et s’oxyde au contact de l’ozone (O3) pour donner le second.  On les considère globalement sous l’appellation NOx.
Le graphe ci-dessous montre que les NOx d’origine routière, après avoir été prépondérants, ont été divisés par 2 pour revenir actuellement au même niveau que les autres origines.

Les normes successives les ont fortement réduites. Les normes Euro 4 et 5 n’ont pas encore produit leur plein effet qui ne sera obtenu que vers 2017, et seront complétées pour le diesel par l’Euro 6 applicable en 2015, pour aboutir finalement à une réduction par un facteur environ 10 supplémentaire par rapport à la situation actuelle.
                                         Graphe établie par l’auteur d’après données de la Commission Européenne

Les stations de proximité ci-dessous sont situées près des axes  de circulation. Elles sont donc pessimistes. Les chiffres sont des valeurs moyennes dans le temps, toutes origines confondues. Le résultat montre une forte diminution qui ne pourra être poursuivie qu’en agissant sur les autres sources…


Les analyses des stations de fond sont plus favorables, mais de même tendance :
Rappelons qu’un microg/m3 fait environ 0,8 ppm (partie par million)

Particules de carbone
Elles sont propres au diesel et résultent de la cokéfaction de gouttelettes de gazole pendant la combustion. Elles sont  suspectées de causer des problèmes pulmonaires, avec effet cumulatif, et être d’autant plus dangereuses qu’elles sont plus fines.

La situation est la suivante :


Les émissions routières sont très minoritaires, dans un facteur 10 environ. Elles sont globalement décroissantes, environ divisées par 2 en 15 ans, et il faut souligner que ce résultat a été obtenu malgré le doublement en 12 ans du taux de véhicules diesel dans le parc circulant sous l‘influence d’un TICPE déséquilibrée en faveur du gazole pour des raisons obscures. (Voir « Incidence de la TICPE »)

La généralisation récente des filtres à particules sur les moteurs diesel permet de satisfaire à la norme Euro 5 appliquée depuis janvier 2005, selon laquelle l’émission de particules est divisée par un facteur 28 par rapport à l’Euro 1 de 1993. Les émissions de particule d’origine routière vont donc, grâce au renouvellement du parc, se réduire considérablement.
                                          Graphe établie par l’auteur d’après données de la Commission Européenne

La situation en région parisienne, toutes origines confondues, figure ci-dessous. La rupture des courbes correspond à un changement de méthode de mesure, ce qui ne permet pas de comparaison avec le passé.
La seule certitude est que la moitié des véhicules du parc actuel, émettant 0,05 ou 0,03 g/km, sera progressivement remplacée par des véhicules « Euro 5 » émettant moins de 0,05 g/km, soit  6 à 10 fois moins. La réduction des particules d’origine routière va donc se poursuivre, mais son effet sera probablement noyé dans ls autres origines, très largement prépondérantes.


Soufre S et SO2

Contrairement à toutes les pollutions précédentes, le soufre ne dépend en rien du moteur, mais uniquement du carburant, en raison de sa présence naturelle dans le pétrole. Le soufre, réducteur, brûle dans l’oxygène de l’air pendant la combustion du carburant, pour donner de l’anhydride sulfureux (SO2) qui se dissout dans l’eau pour donner l’acide sulfureux, corrosif. Le moteur y étant étranger, les normes portent sur le carburant lui-même, à la charge du raffineur de s’y conformer par un traitement spécifique.

Les émissions en France sont les suivantes :

On  constate sur ce graphe que les émissions de SO2 d’origine routière, qui ont toujours été très minoritaires,  sont devenues totalement négligeables par rapport aux autres sources, lesquelles ont été réduites presque d’un facteur 5.

Ceci est expliqué par la norme Euro 4 de 2005, déjà effective sur plus de la moitié du parc circulant, qui divisait par 10 la norme Euro 1 de 1993.  La norme Euro 5 va encore la diviser par 5, soit un facteur 50 au total.
                                          Graphe établie par l’auteur d’après données de la Commission Européenne

Sans surprise, le résultat se voit dans le graphe ci-dessous : la teneur en soufre a été divisée par 7 en 18 ans, toutes origines confondues.


Hydrocabures

Il s’agit de la faible part de carburant imbrûlé dite « THC » pour « Total Hydro Carbures ». Ceci concerne principalement  l’essence dont la combustion à moins haute température émet plus d’imbrûlés, et qui contient des composés organiques volatils, dits « COV », autres que les alcanes (CnH2n+2), notamment des « aromatiques » ou « non méthaniques » ou encore « COV NM » contenant du benzène, plus toxique que les alcanes.
Notons que leur influence sur la consommation est insignifiante, de l’ordre de 0,05 %. Pour autant, leur présence dans l’air est indésirable.
Selon les cas, les chiffres disponibles peuvent porter sur les THC ou sur les COV NM. Rappelons que les THC incluent les COV NM, et sont donc toujours supérieurs. En diesel, il n’y a pas de CV NM

La situation actuelle est la suivante :


Ils sont en décroissance rapide, et la part routière a décru d’un facteur 10 en 25 ans, pour ne représenter que 13% du total.

Les THC, longtemps à 2 g/km, sont limités à 0,068 g/km, soit une division par 30, depuis la norme Euro 5 applicable depuis septembre 2010. Les émissions du graphique précédent vont donc  continuer à réduire fortement cette émission pendant  environ 10 ans.
                                          Graphe établie par l’auteur d’après données de la Commission Européenne

Malgré cela, le benzène (en bleu ci-dessous) n’a pas significativement diminué depuis 2005, contrairement à ce que la réduction du nombre de véhicules à essence pouvait faire espérer. Il faudra donc bien en rechercher les causes dans les autres origines.

Le parc circulant dans la ville de Paris

Il n’existe pas à notre connaissance de statistiques direct sur ce parc, qui est très différent du parc immatriculé dans le département parisien. Mais on peut évaluer son évolution.

La population de l’Ile-de-France (11 137 000 en 2010), comme celle de la ville de Paris (2 247 000 en 2010) sont toutes deux en croissance lente, d’environ 0,6% par an. Le taux d’équipement des français en véhicules est de 500 par 1000 habitants, stagnant depuis 2005. A défaut de statistiques, il est très improbable que la circulation en région parisienne ait connu une évolution notable. Il n’y a donc certainement pas de pollution supplémentaire par croissance de la circulation. On peut même escompter, qualitativement, que les entraves déjà apportées au cours des mandats du maire actuel, ont eu tendance à la réduire.


On ne peut donc pas invoquer l’augmentation de la circulation, toutes choses égales par ailleurs, comme cause de pollution justifiant de nouvelles restrictions.

Les véhicules sont devenus propres

Les chiffres éloquents publiés ci-dessus ne tombent pas du ciel, et les normes "Euro x" n’ont pu être fixées par le Législateur qu’en parallèle avec d’énormes progrès techniques. Rappelons les principaux (sans parler ni de sécurité, ni de confort ni de performances) : 
  • Alimentation en carburant : carburateur, double corps, injection mono-point, injection multipoints, common rail, commande numérique
  • Allumage à contact et distributeur, électronique BT, électronique HT, cartographique, commande numérique
  • Echappements : double silencieux, catalytique, filtre à particules, sondes
  • Architecture moteur: arbre à cames latéral, culbuté, en tête, multi soupapes, « dowsnsizing », turbo, intercooler, Atkinson,
  • Architecture véhicule : Cx, 5ème, puis 6ème rapport de boîte, boîte pilotée, start & stop, mild hybrid, full hybrid, pilotage numérique global
  • Carburants : sans plomb, sans soufre
Ces progrès ont nécessité des investissements énormes en étude et essais, et ont transformé un objet déjà moderne, mais simple (Ex : la « Renault « Dauphine » best seller à la fin des années 50) en un produit hyper sophistiqué, entièrement numérisé (Ex : la Toyota Prius 3). Les coûts de développement doivent être amortis, et des équipements ont été ajoutés : la recherche de propreté impacte lourdement le prix du véhicule. Néanmoins, les français continuent d’en acheter : les 49 millions d’habitants en âge de conduire (18 à 85 ans) détiennent 32 millions de véhicules légers c’est à dire environ 2 véhicules pour 3 habitants. Les français continuent de voter majoritairement pour la voiture individuelle.

S’il est légitime, et même souhaitable, dans l’intérêt de tous et de la planète, de continuer à légiférer pour réduire toutes les formes de pollution, il faut se garder des amalgames : C’est la pollution qu’il faut réduire, et non l’automobile ! Cet objectif est atteint !

Monsieur Bertrand Delanoë, maire de Paris, l’aurait-il oublié ?