Contribution à la réduction de la pollution urbaine en Algérie par recours à l'utilisation de carburants alternatifs

Abstract

La pollution atmosphérique et le réchauffement climatique provoqué par les émissions de gaz à effet de serre sont devenus une préoccupation et un enjeu majeur dans le monde entier. Un grand nombre de travaux de recherche ont été mené dans le but d'identifier des sources d'énergie de substitution plus écologiques que les produits pétroliers conventionnels. Le gaz naturel bénéficie d'un grand intérêt en tant que carburant alternatif propre. Son utilisation dans les moteurs et particulièrement ceux de véhicules est investigué. Relever tous les défis liés à un usage du gaz naturel, digne des avantages qu'il procure, nécessite des stratégies de promotion efficientes qui rallient l'aspect technique à tous les autres aspects inhérents. Dans le but de contribuer à la promotion de ce carburant à l'échelle mondiale en général, et au niveau national en particulier, certains éléments pour des stratégies de promotion sont d'abord proposés sur la lumière d'une revue bibliographique ayant porté sur les différents types de motorisations au gaz naturel. Le fonctionnement dual-fuel est une technique intéressante d'utilisation de ce carburant dans les moteurs, tant sur le plan économique qu'environnemental. Cependant, pour être plus attrayant, quelques aspects doivent être améliorés. La première partie de notre travail est une contribution à la caractérisation et l'amélioration du fonctionnement dual-fuel au gaz naturel. Une investigation expérimentale a été réalisée. Quelques pistes d'amélioration de ce fonctionnement sont explorées. Une stratégie adaptée de contrôle du mode de fonctionnement diesel - dual-fuel est proposée sur la base des résultats obtenus. Le risque de cliquetis aux charges élevées, requiert une attention particulière. Le cliquetis est un phénomène néfaste, voire fatal dans certains cas, pour les moteurs et notamment ceux en fonctionnement dual-fuel. Sa maitrise est d'une importance capitale. Ainsi, nous nous somme intéressés à ce phénomène pour le cas de moteurs dual-fuel au gaz naturel. Sa caractérisation, les moyens de détection de son apparition et les indicateurs utilisés sont investigués. Un nouvel indicateur pertinent est proposé. Une technique de retardement du cliquetis pour ce type de moteur est mise en place. Par ailleurs, le méthane, composant principal du gaz naturel, peut être considéré comme une source d'énergie renouvelable, à travers la production de biogaz issus notamment de la dégradation anaérobique de déchets. La valorisation des biogaz présente un grand intérêt tant sur le plan écologique qu'économique. Cependant, elle est confrontée à des problèmes qui peuvent compromettre leur utilisation industrielle. Les moteurs dual-fuel ont été investigués comme une piste de valorisation de ces gaz et de recherche de solutions à ces problèmes. L'impact de la présence des siloxanes dans ces gaz sur le moteur a été étudié. Une technique innovante de nettoyage des dépôts dus à ces particules dans le moteur a été proposée. La deuxième grande famille de moteurs au gaz naturel est celle à allumage commandé. D'abord, sur la base d'une recherche bibliographique, des pistes d'optimisation de performances et d'émissions sont tirées. Un code de calcul conçu pour servir de banc d'essai numérique pour les moteurs au gaz naturel à allumage commandé, a été développé. Sur la voie de l'optimisation de cet outil, l'évaluation du transfert thermique a été investiguée. Le code de calcul a été validé par des résultats expérimentaux. Cet outil pourra servir comme premier moyen, afin d'étudier différentes techniques d'amélioration de ce type de moteur, en vue du développement de cette catégorie de motorisation au gaz naturel