R&D Véhicules à moteur à combustion à hydrogène et mesures de polluants

Le projet a consisté à développer un moteur à gaz Euro VI de forte puissance. Ce projet a permis a CRMT de développer un savoir-faire en matière de catalyse de NOx de type SCR (réducteur CH4 résiduel à l’échappement) pour moteur fonctionnant en mélange pauvre. 

Plus de détails sur le projet

Le défi : fabriquer un moteur gaz de 1MW pour les pays émergents (Afrique & Moyen Orient) soumis à des conditions environnementales sévères : fortes chaleurs ambiantes, altitude et qualité de gaz variable ainsi qu’un réseau électrique défaillant ou inexistant. 

CRMT a été chargé de plusieurs points clefs :

• Assurer la puissance et l’efficacité du moteur dans ces conditions excessives,
• Préserver une faible empreinte carbone,
• Effectuer des démonstrations des performances par des tests moteurs dans les moyens internes de mesure.

MOGAS fut sélectionné par le FUI (Fonds Unique Interministériel) pour son contenu innovant et soutenu par le pôle de compétitivité CAPENERGIES, Bpifrance et la Métropole de Lyon qui ont participé en partie à son subventionnement. 

BLUESKY est une solution pour les utilisateurs finaux tels que les PME du secteur des transports, qui ne peuvent se permettre d'acheter des véhicules neufs trop chers (électriques, hydrogène, gaz naturel) et qui ne trouvent pas de solution pour transformer leurs véhicules diesel.

Le projet a été reconnu par l'UE lorsqu'il a obtenu le label d'excellence en mai 2019.

Depuis, CRMT a effectué des travaux supplémentaires pour orienter le développement de BLUESKY vers un objectif zéro combustibles fossiles favorisant l'utilisation de l'hydrogène et du biométhane.

Le kit BLUESKY est composé d 'une unité de contrôle moteur fonctionnant aux gaz renouvelables (hydrogène et gaz naturel), conçu et développé à partir des nombreux tests ISC et RDE realisés par CRMT pour des véhicules routiers. Il comprend également l'ingénierie nécessaire pour effectuer les modifications moteur et véhicule , le stockage du carburant gazeux et les nouveaux composants gaz nécessaires au fonctionnement du véhicule converti.

BLUESKY a pour objectif d'accélérer la conversion des véhicules diesel en hydrogène et biométhane, créant ainsi un nouveau marché de conversion de véhicules à un prix abordable. En intégrant des nouvelles technologies, BLUESKY est une solution rapide pour réduire drastiquement les émissions des gaz à effet de serre (GES) et les polluants générés par le secteur des transports (NOx, particules).

C'est ainsi que BLUESKY permettra à de milliers d’entreprises de se conformer aux objectifs de transport écologique de l’European Green Deal et réduira la dépendance inévitable et à long terme du secteur des transports aux énergies fossiles (principalement le Diesel).

CRMT a réalis é une étude sur les qualités environnementales et économiques du GNL par rapport au Diesel. L’ étude comparative a porté sur les émissions de polluants et la consommation de deux tracteurs Stralis Euro VI :

• L’un fonctionnant au Diesel de 460 ch.,
• L'autre fonctionnant au GNL de 330 ch.

Les résultats de l’étude ont pu confirment la meilleure performance et les avantages environnementaux supérieurs du GNL. 

Ce projet fut réalisé en collaboration l’ADEME, le Groupe Casino, Iveco, Axègaz et le transporteur Jacky Perrenot.

PROBLÉMATIQUE DU CLIENT Ville de Paris a constaté qu’elle rencontrait des difficultés à assurer une autonomie suffisante avec ses balayeuses GNC pour couvrir l'ensemble des itinéraires de nettoyage. En configuration camion-benne, les véhicules utilisés, des Iveco Eurocargo, sont équipés de six réservoirs le long du châssis. Toutefois, en configuration balayeuse-aspiratrice, l'espace disponible est limité par les équipements, ce qui ne permet d'installer que trois réservoirs situés juste derrière la cabine. Cette réduction de la capacité de stockage, combinée à la forte consommation de carburant due aux balayeuses et à leurs systèmes hydrauliques, limite considérablement l'autonomie des véhicules.

SOLUTION CRMT Pour répondre à ce besoin, CRMT a développé une solution innovante et homologuée : le Kit 4R+. Ce kit permet d'augmenter l'autonomie des balayeuses grâce à l'ajout de 22 kg de GNC supplémentaires. La solution inclut l'installation d'un nouveau rack de stockage, l'ajout d'un quatrième réservoir et l'adaptation de la ligne de gaz.

LE PLUS Grâce à ce kit standard clé en main, les exploitants peuvent planifier des itinéraires de nettoyage plus longs sans se préoccuper des limitations d'autonomie, ce qui optimise leur productivité et leur efficacité.

Un seul rétrofit avec la technologie NoNOx permet d’ éliminer l’ équivalent des émissions de 15 bus pour la ville de Grenoble ! Composée d’un catalyseur qui élimine les polluants des gaz d’ échappement des autobus GNV et d’un système de surveillance qui garantit son bon fonctionnement, la technologie NoNOx élimine :

• 32% des NOx, 
• 60% des HC,
• 100% du CO

Ce projet fut développ ée par le CRMT en partenariat avec SEMITAN, INNOV’R , Bpifrance et l’ADEME qui participe en partie à son financement.

Dans le cadre du projet CORTEA (Connaissances, Réduction à la source et Traitement des Emissions dans l’Air), CRMT mesure des polluants gazeux non réglementés émis pendant les cycles RDE réalisés par des véhicules légers Diesel, Essence et Gaz Naturel. 

Pour cela, CRMT travaille sur le développement d'un analyseur FTIR (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy) embarqué qui permettra de mesurer, en plus des polluants réglementés (NO, NO2, CO, CO2, THC, NH3), des Composés Organiques Volatiles (COV), des composés soufrés, des produits cycliques, aromatiques, (toluène, benzène…), formalise, acide formique, etc.

Les analyseurs FTIR sont très similaires aux PEMS, ils sont de taille compacte et permettent la mesure simultanée de plusieurs composants des gaz d'échappement du moteur. Ils ne sont actuallement pas embarquables dans les véhicules.

Les polluants visés sont à présent exclus des critères nécessaires à la certification des véhicules, et sont pourtant très importants à prendre en compte. Les résultats obtenus par CRMT contribueront à la définition de nouveaux critères qui seront à l’origine des normes du secteur automobile de demain.

Ce projet est réalisé dans le cadre des projets CORTEA de l’ADEME qui participe en partie à son financement.

Les oxydes d’azote (NOx) et d’ammoniac (NH3) sont deux des trois gaz principaux qui contribuent au phénomène d’acidification de l’environnement (air, sols, eaux, végétation…). 

Dans le cadre du projet BusOnline, CRMT a mesuré en permanence les émissions de NOx et de NH3 émises par les véhicules dans des conditions de circulation réelles grâce à sa technologie CEMS

BusOnline a été réalisé dans le cadre des projets AURATRANS de l’ADEME qui a participé en partie à son financement.

Les PUF sont des particules de taille nanométrique (moins de 0,1 μm ou 100 nanomètres de diamètre). Elles sont si petites qu'elles se comportent comme des gaz. Dans le cadre du projet PUF, CRMT a été chargé du développement d’un système de mesure capable d’identifier ces particules ultra fines émises par les véhicules lourds.

Ce projet a été réalisé dans le cadre des projets AURATRANS de l’ADEME qui a participé en partie à son financement. 

Avec le soutien de l’ADEME et avec l’Université Gustave Eiffel et la société Telma, CRMT travaille sur la caractérisation et la comparaison des émissions de polluants de freins et de l’échappement sur un autocar en condition d’exploitation. CRMT a mené une campagne de mesures des émissions de polluants à la fois à l'échappement et en dehors de l'échappement, provenant des freins d'un autocar, dans des conditions d'utilisation réelles. L'objectif de cette étude est de comprendre et d'évaluer ces émissions afin de proposer des solutions visant à les réduire et à améliorer ainsi la qualité de l'air.

SOLUTION CRMT Le projet se développe suivant deux phases :

CRMT a d’abord mis en œuvre son expertise dans la modélisation et la conception de dispositifs sur-mesure de captation de particules (choix techniques, prototypage et modélisation, gestion de la fabrication et instrumentation). Les équipes ont ainsi développé un système de prélèvement des particules de freins dédié à l’autocar testé.

Le véhicule a ensuite été testé en parcours d’exploitation avec un trajet scolaire simulant les contraintes liées au cas d’usage d’un autocar scolaire : arrêts fréquents et prolongés, trajet court ; assurant ainsi une forte sollicitation des freins. Puis, l’autocar a été testé en parcours de certification (type ISC) avec un cycle complet comprenant des trajets urbains, extras urbains et de l’autoroute. Cette deuxième campagne a permis d’assurer des comparatifs entre l’utilisation ou non du dispositif Telma, un ralentisseur électromagnétique qui n’émet aucune particule fine grâce à son dispositif sans friction.

Plusieurs instruments de mesures ont été utilisés dont le FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) qui assure la mesure des émissions des polluants réglementés et non règlementés tels que : COV, méthanol, éthanol, acétaldéhyde, MTBE, DME, acétone, SO2, acide acétique, etc.,

Un débitmètre d’échappements ainsi que différents PEMS (Portable Emissions Measurement System) ont également permis de mesurer divers polluants CO, HC, NOx, CO2, NO2, particules (PN)

LE PLUS L’expérience du CRMT dans l’ingénierie, le développement et l’intégration de systèmes de captation de particules de freins ainsi que dans les mesures embarquées permet de proposer une expertise complète de la conception d’une solution permettant le prélèvement des particules à la réalisation de la campagne de tests.