PERSPECTIVE ECONOMIQUE ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Condition à remplir 

· Le dosage doit correspondre très exactement aux besoins du moteur (suivant la charge).
· Il doit être rigoureusement égal pour chaque cylindre du moteur.
· L’injection doit s’effectuer à un instant très précis.
· L’injection doit se produire pendant un laps de temps très court et sans égouttement ultérieur.

Moteur injection directe 

La tête de l’injecteur à trous débouche directement dans la chambre de combustion, y créant une meilleure pulvérisation pour faciliter le démarrage à froid. La pression d’injection s’élève jusqu’à 180[bars] environ, le départ à froid est facile.
Par conséquent, le moteur en consomme assez faible au combustible, mais bruyant au ralenti et à faible régime.

Circuit d’aspiration 

Le circuit commence par le tuyau plongé dans le réservoir, en passant par le pré filtre, jusqu’au raccord d’aspiration de la pompe d’alimentation.
C’est uniquement sur cette partie du circuit que l’on peut rencontrer la panne appelée « prise d’air » (raccord mal serré, joint défectueux, canalisation percée, …).

Circuit à basse pression 

Du côté « refoulement » de la pompe d’alimentation, en passant par le filtre principal, jusqu’à la galerie d’alimentation dans la pompe d’injection.
Sur cette partie, tout manque d’étanchéité se traduit par une fuite.

Circuit à haute pression :

De la sortie de la pompe d’injection aux injecteurs, il comprend :
· les tuyauteries HP et leurs raccords.
· les porte-injecteurs
· les injecteurs.

L’injecteur 

Organes mécanique ayant pour rôle d’introduire le combustible sous pression venant de la pompe dans les chambres de combustion. Il pulvérise le combustible en très fines gouttelettes.
Ces injecteurs sont les plus utilisés sur les moteurs à injection directe et le gain de place est important (par exemple lors du montage de l’injecteur entre les soupapes). Dans notre moteur, on a  Injecteur Bosch : DLLA 149 S 774.
· Pression d’ouverture [bar] : (valeur de contrôle pour la possibilité de réutilisation).
· Pression d’ouverture [bar] :(valeur de consigne pour le nouveau réglage).

Etude comparative entre l’huile de jatropha et d’autres carburants :

Grâce à ce tableau on peut rapidement percevoir certaines propriétés de l’H.J comparée à d’autres carburants comme le diesel, l’huile de colza, l’huile de palme, les huiles végétales non raffinées, le biodiesel.
Le Diesel : Le diesel répond aux normes belges, revues en 2001. On retrouve les minima et maxima de la qualité requise.
Les propriétés du diesel serviront de références pour les autres carburants, du fait qu’il s’agit d’utiliser un moteur de conception « diesel », avec d’autres carburants.
L’huile de Colza : L’huile de colza a une viscosité minimum dix fois supérieure à celle du diesel. L’huile colza pur contient nettement moins de soufre, pouvant aller jusqu’à 100 fois moins, que le diesel.
Le Biodiesel (BD) : Des recherches ont démontré qu’on peut mettre jusqu’à 40% d’huile de colza dans le diesel pour des vieux moteurs, et jusqu’à 20% pour les moteurs plus modernes.
Dans le tableau comparatif, on retrouve quelques chiffres, mais comme la composition de ce biodiesel n’a pas été mentionnée, on présume qu’il s’agirait peut être d’un mélange de diesel avec une huile végétale et non un ester.
Les huiles végétales non raffinées (SVO): Le terme SVO provient de « straight végétale oïl », c’est-à-dire, une huile en provenance directe des végétaux. Il recouvre donc toute une gamme d’huiles végétales (par exemple l’huile de friteuse).
On ne connaisse pas la composition exacte de cette SVO mais elle a une viscosité importante et une masse volumique élevée par rapport au diesel.
L’H.J: Le pouvoir calorifique inférieur (massique) est le plus élevé des huiles comparées ici. Elle possède une masse volumique équivalente à l’huile de palme, son indice de cétane est lui aussi à peu près égal à celui de l’huile de palme.
Sa viscosité se situe aux alentours des 77 mm²/s à 20°C, comparée à celle de l’huile de palme qui avoisine les 70 mm²/s.
L’huile de palme : Un pouvoir calorifique inférieur (massique) inférieur au diesel, mais tout de même intéressant. Elle possède une masse volumique plus importante que celle du diesel, mais du même ordre que les autres huiles. Son indice de cétane est tout à fait satisfaisant. Sa teneur en cendre est bien inférieure à celle du diesel et il en est de même pour le résidu de carbone. Sa teneur en eau reste acceptable. Son point faible réside dans la viscosité, qui est de dix à vingt fois supérieure à celle du diesel.

Couple moteur et pression moyenne effective

La puissance effective est le produit du couple C mesuré sur l’arbre de sortie du moteur, par la vitesse angulaire ω de cet arbre : 7 B avec: B : [rd/s].
Soit en introduisant le régime du moteur N en [tr/min] : 7 C DE F (II.3. 1).
Puisqu’on connaît la puissance effective, à partir de cette formule, on peut déduire d’autres paramètres tel que :
Couple moteur :
On peut déduire à partir de (II. 1) le couple :
7 30.
pression moyenne effective :
Les motoristes utilisent aussi la notion de pression moyenne effective , qui est la pression constante qu’il faudrait appliquer au piston pendant un cycle pour obtenir le même travail effectif.
La pme sert à exprimer le niveau de charge du moteur, elle est inférieure à 2 bar à faible charge et varie de 8 à 12 bar à pleine admission en aspiration naturelle. 7 EEJK *LM (II. 3.2).

Mélange huile lubrifiante et huile de jatropha (mayonnaise) 

Une de l’H.J (acide) passe à travers les segments, pour venir se mélanger à l’huile lubrifiante (basique). Durant le fonctionnement du moteur, ce phénomène conduit à une perte d’énergie au niveau de la combustion car la condition stoechiométrique n’est plus respectée et tout cela s’enchaine avec un affaiblissement significatif de la puissance, du rendement, etc… et particulier un risque de dégradation rapide des pièces mécaniques du système bielle-manivelle occasionné par la neutralisation de l’huile de lubrification du moteur.
Voyons à l’aide d’un schéma simpliste comment visualiser ce phénomène : Au démarrage à froid, les segments ne procurant pas une étanchéité suffisante, le carburant non brûlé passe sans peine la barrière des segments et rejoint ainsi l’huile lubrifiante dans le carter. Précisément, lors de la mise en marche du moteur, on inject carburant et de plus on travaille à vide, la chambre de combustion est encore à température ambiante, ce qui ne favorise pas la combustion (une mauvaise combustion au démarrage).

Réglage de l’avance d’injection

La méthode la plus simple et non coûteuse consiste à jouer sur l’avance à l’injection. Ceci s’explique par le fait que si l’on retarde l’avance à l’injection, la durée de compression est plus longue, d’où une élévation de température en fin de compression.
Il serait avantageux de tourner à bas régime et en pleine charge pour assurer une température interne du moteur suffisante pour une combustion complète.
Le réglage de l’avance à l’injection se basera :
sur une densité minimale de fumées, non odorantes.
sur le bon ronronnement du moteur. de façon qu’il tourne bien.
Il en résulte la notion d’avance à l’injection optimale (vis-à-vis du rendement) :
— une avance trop faible fait que la pression et la fraction brûlée sont trop faibles en début de détente pour produire le travail maximal .
— une avance trop élevée augmente le travail résistant en fin de compression pour un gain minime en travail de détente, ce qui réduit le rendement du cycle. De plus, la pression maximale du cycle croît.

Table des matières

PARTIE I ETUDE TECHNOLOGIQUE DES MOTEURS THERMIQUES
CHAPITRE I GENERALITES SUR LE MOTEUR DIESEL
1. Les moteurs diesel
1.1. Cycle à 4 temps
1.1.1. Définition du cycle à 4 temps
1.1.2. Déroulement du cycle
1.1.3. Caractéristiques
CHAPITRE II LA COMBUSTION
1. Processus de combustion
2. Modes d’injection
2.1. Rôle
2.2. Condition à remplir
2.3. Moteur injection directe
3. Description du moteur d’essai
3.1. Description des éléments spécifiques d’un moteur diesel
3.1.1. Circuit d’aspiration
3.1.2. Circuit à basse pression
3.1.3. Circuit à haute pression
3.1.3.1 L’injecteur
CHAPITRE III L’HUILE DE JATROPHA
1. Généralité sur le jatropha
1.1. L’utilisation du Jatropha comme carburant
1.1.1. Caractéristiques chimiques
1.1.2. Composition chimique de l’acide
1.1.3. Caractéristiques physico-chimiques de l’huile
2. Etude comparative entre l’huile de jatropha et d’autres carburants
PARTIE II METHODOLOGIE
CHAPITRE IV RESULTATS DE TESTS MOTEUR A L’HUILE DE JATROPHA
1. Déroulement des essais du moteur
1.1. Opérations avec les deux combustibles
2. Résultats des essais
2.1. Essai à l’ abri
2.1.1. En régime ralenti
2.1.2. En régime accéléré
2.2. Essai en plein air
2.2.1. En régime ralenti
2.2.2. En régime accéléré
3. Evaluation des paramètres principaux
3.1. Paramètres thermodynamiques
3.2. Performances
3.2.1. Couple moteur et pression moyenne effective
3.2.2. Rendement
Rendement effectif
Rendement thermique théorique
3.2.3. Puissances
3.2.4. Consommations
4. Autre essai à l’huile de jatropha
Analyse des gaz d’échappement pollution
5. Constatations
5.1. Sur les différentes mesures
5.2. Localisation et description des problèmes
5.2.1. Mélange huile lubrifiante et huile de jatropha (mayonnaise)
5.2.2. Formation de dépôt
PARTIE III ANALYSES ET DISCUSSIONS
CHAPITRE V ANALYSES DES RESULTATS
1. Introduction
1.1. Mode d’utilisation
2. Mises au point et modifications
2.1. Orientation
2.1.1. Modification de l’huile de jatropha
Transformation des huiles de jatropha brute en EMHV ou biodiesel (esters méthyliques d’huiles végétales).
o La fabrication de biodiesel (EMHV)
2.1.2. Conditionnalité de pression atmosphérique
o Pression atmosphérique requise
2.1.3. Transfert thermique des matériaux utilisés
2.1.4. Réglage de l’avance d’injection
2.1.5. Opérations au niveau des pièces mécaniques
Système d’alimentation
Système de préchauffe de l’huile de jatropha
Calcul d’injecteur
o Diamètre de l’injecteur requit
Diamètre du siège
Diamètre de trou
Système de compression
PARTIE IV PERSPECTIVE ECONOMIQUE ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
CHAPITRE VI PERSPECTIVE ECONOMIQUE 
1. Analyse du marché de l’huile Jatropha
1.1. Situation actuelle
1.2. Evolution future
1.2.1. Le marché national
1.2.2. Le marché international
2. Prix de l’huile
2.1. Coût de production à l’échelle des petits exploitants
2.2. Coût de production à l’échelle industrielle
2.3. Production de biodiesel
3. Calcul technico-économique
3.1. Calcul de la puissance développée par l’huile de jatropha comparée au diesel
CHAPITRE VII IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX 
Introduction
1. Importance du sujet
2. Evaluation des impacts environnementaux
2.1. Mise en contexte du projet
2.1.1. Cadre juridique
2.1.1.1 Charte de l’environnement
2.1.1.2 Décret MECIE
2.2. Analyse des impacts
2.2.1. Identification des impacts probables
2.2.2. Evaluation de l’importance des impacts
2.2.2.1 Evaluation d’importance des impacts positifs
2.2.2.2 Evaluation d’importance des impacts négatifs
3. Mesures à prendre
3.1. Suppression, réduction ou compensation des effets dommageables
3.1.1. Mesures de suppression des impacts
3.1.2. Perspectives de réduction des polluants atmosphériques
3.1.2.1 La conception des moteurs
3.1.2.2 Les pots catalytiques
Conclusion générale
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE

Télécharger le rapport complet