Alternative : Dim\u00e9thyl\u00e9ther<\/strong><\/h5>\nDe nombreux fabricants et op\u00e9rateurs de v\u00e9hicules utilitaires envisagent d\u00e9sormais des propulsions alternatives pour am\u00e9liorer la durabilit\u00e9 environnementale de leur flotte. Cependant, les propulsions \u00e9lectriques ne conviennent gu\u00e8re aux v\u00e9hicules utilitaires en service longue distance : les batteries seraient trop lourdes, les temps de charge trop longs et les puissances de charge requises trop \u00e9lev\u00e9es pour une utilisation comp\u00e9titive. L’hydrog\u00e8ne pourrait r\u00e9soudre ce probl\u00e8me : \u00e0 partir de septembre 2020, les premiers camions \u00e0 hydrog\u00e8ne de Hyundai seront en service commercial en Suisse. Des recherches sont \u00e9galement men\u00e9es sur le gaz naturel synth\u00e9tique \u00e0 partir d’\u00e9lectricit\u00e9 exc\u00e9dentaire d’origine renouvelable : \u00e0 partir de 2021, les premiers camions \u00e0 gaz naturel seront aliment\u00e9s \u00e0 la station de d\u00e9monstration de mobilit\u00e9 move de l’Empa. Mais il existe une autre alternative qui pourrait convenir aux transports longue distance et m\u00e9rite une attention particuli\u00e8re : le dim\u00e9thyl\u00e9ther.<\/p>\n
Infrastructure \u00e9conomique, combustion propre<\/strong><\/h5>\nLa substance chimique dim\u00e9thyl\u00e9ther (DME) est produite \u00e0 l’\u00e9chelle de plusieurs dizaines de milliers de tonnes par an. Elle est utilis\u00e9e comme gaz propulseur dans les a\u00e9rosols et fait partie des r\u00e9frig\u00e9rants dans les installations de refroidissement. De plus, le DME est largement utilis\u00e9 comme interm\u00e9diaire dans l’industrie chimique. Son avantage : il peut \u00eatre produit de mani\u00e8re \u00e9conomique et presque sans perte \u00e0 partir de m\u00e9thanol, qui peut lui-m\u00eame \u00eatre produit \u00e0 bas co\u00fbt \u00e0 partir d’\u00e9lectricit\u00e9 solaire et \u00e9olienne. Le DME offre donc la possibilit\u00e9 de faire fonctionner des camions de mani\u00e8re neutre en CO2. Un autre avantage : le DME a des propri\u00e9t\u00e9s similaires \u00e0 celles du gaz de p\u00e9trole liqu\u00e9fi\u00e9. Contrairement \u00e0 l’hydrog\u00e8ne, il peut \u00eatre transport\u00e9 et stock\u00e9 sous forme liquide dans des r\u00e9servoirs peu co\u00fbteux \u00e0 faible pression ; la technologie des stations de ravitaillement est \u00e9galement \u00e9conomique, mondialement connue et utilis\u00e9e depuis des d\u00e9cennies. Comme l’oxyg\u00e8ne est chimiquement li\u00e9 dans le dim\u00e9thyl\u00e9ther, cette substance br\u00fble \u00e9galement de mani\u00e8re particuli\u00e8rement propre et avec peu de formation de suie.<\/p>\n
Essai dans un moteur de camion modifi\u00e9<\/strong><\/h5>\n![\"\"](\"https:\/\/swisstrans.dashboard.brand-architecture.at\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/12\/SwissAdmin_25.11.20_2.jpg\")
Dans le pass\u00e9, il y a d\u00e9j\u00e0 eu des essais avec le dim\u00e9thyl\u00e9ther comme carburant : Volvo Trucks m\u00e8ne depuis 2013 des essais pratiques en Su\u00e8de et aux \u00c9tats-Unis avec des camions exp\u00e9rimentaux fonctionnant au DME. En Allemagne, un projet de recherche coordonn\u00e9 par le Ford Research and Innovation Center Aachen est en cours depuis 2016. Le moteur a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 install\u00e9 et test\u00e9 dans une Ford Mondeo.
\nMaintenant, l’Empa, en collaboration avec FPT Motorenforschung AG Arbon, le Politecnico di Milano, le fabricant de lubrifiants Motorex et d’autres partenaires, va s’appuyer sur les connaissances acquises jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent. Un moteur d’essai est en fonctionnement depuis d\u00e9but juillet 2020 dans un banc d’essai du d\u00e9partement des syst\u00e8mes de propulsion de l’Empa, visant \u00e0 fournir des donn\u00e9es fiables sur les proc\u00e9d\u00e9s de combustion, l’efficacit\u00e9 et l’\u00e9cologie du DME dans le secteur des v\u00e9hicules utilitaires.
\n\u00abNous connaissons tr\u00e8s bien ce moteur\u00bb, d\u00e9clare le chef de projet Patrik Soltic. \u00abLe bloc moteur provient d’un moteur de v\u00e9hicule utilitaire Cursor 11 du fabricant FPT Industrial et nous l’utilisons depuis cinq ans pour divers projets de recherche. Au cours des derniers mois, nous l’avons converti avec notre partenaire FPT pour fonctionner au DME.\u00bb Ce n’\u00e9tait pas si simple : le DME, \u00e9tant l\u00e9g\u00e8rement volatile, n’a pratiquement aucune propri\u00e9t\u00e9 lubrifiante par rapport au carburant diesel, ce qui aurait rapidement d\u00e9truit la pompe haute pression du syst\u00e8me d’injection \u00e0 rampe commune.<\/p>\n
Fonctionnement sans additifs dans le carburant<\/strong><\/h5>\nLes chercheurs souhaitent faire fonctionner leur moteur d’essai avec du DME pur, sans ajout d’additifs lubrifiants, comme cela \u00e9tait courant dans les projets pr\u00e9c\u00e9dents. En collaboration avec un grand fournisseur europ\u00e9en, une nouvelle pompe \u00e0 rampe commune lubrifi\u00e9e \u00e0 l’huile a donc \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e. De plus, les soupapes et les si\u00e8ges de soupapes ont \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s \u00e0 des mat\u00e9riaux compatibles avec le DME. Un compresseur \u00e9lectrique pour un recyclage pr\u00e9cis des gaz d’\u00e9chappement est \u00e9galement utilis\u00e9. Enfin, les chambres de combustion et le rapport de compression de l’ancien moteur diesel ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s. La nouvelle forme des chambres de combustion a \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9e \u00e0 l’aide de simulations math\u00e9matiques au Politecnico di Milano. Le projet de recherche est cofinanc\u00e9 par l’Office f\u00e9d\u00e9ral de l’\u00e9nergie (BFE).<\/p>\n
Exploitation simul\u00e9e sur autoroute<\/strong><\/h5>\n\u00abNous voulons maintenant nous familiariser avec la machine utilisant le nouveau carburant\u00bb, d\u00e9clare Soltic. Les chercheurs commencent par une plage de charge interm\u00e9diaire courante en exploitation autorouti\u00e8re, o\u00f9 le moteur doit fournir 100 kW de puissance. \u00abEnsuite, nous modifions notamment le moment et la pression de l’injection, et nous examinons les valeurs d’\u00e9mission et la consommation de carburant.\u00bb
\nLe grand avantage du fonctionnement au DME, dit Soltic, est la possibilit\u00e9 de reprendre une tr\u00e8s grande proportion de gaz d’\u00e9chappement dans le prochain remplissage du cylindre, gr\u00e2ce \u00e0 ce qu’on appelle le recyclage des gaz d’\u00e9chappement (AGR). Cette technique permet d’\u00e9conomiser beaucoup de NOx, ce qui soulage le traitement des gaz d’\u00e9chappement derri\u00e8re le moteur et permet de respecter en toute s\u00e9curit\u00e9 les futures limites plus strictes. Pour le diesel fossile, des taux de recyclage des gaz d’\u00e9chappement \u00e9lev\u00e9s entra\u00eenent une augmentation des \u00e9missions de particules, ce qui n’est pas le cas avec le DME.
\nAu cours de la phase de test, les chercheurs de l’Empa pr\u00e9l\u00e8vent r\u00e9guli\u00e8rement des \u00e9chantillons d’huile moteur pour d\u00e9tecter d’\u00e9ventuels changements chimiques. Les r\u00e9sultats sont transmis au partenaire de projet Motorex, qui utilise les donn\u00e9es pour d\u00e9velopper une nouvelle huile moteur sp\u00e9cialement adapt\u00e9e au fonctionnement au DME.<\/p>\n
Recherche conjointe entre concurrents<\/strong><\/h5>\n\u00abNous sommes actuellement encore dans la phase pr\u00e9-comp\u00e9titive des travaux de recherche\u00bb, explique Soltic. Les r\u00e9sultats du projet sont en partie publics et sont discut\u00e9s conjointement entre les concurrents dans le secteur de la construction automobile. La plateforme pour cela est l’\u00abInternational DME Association\u00bb, fond\u00e9e en 2001, qui compte actuellement 50 membres issus de l’industrie et de la recherche. \u00abMais un jour, chacun voudra garder ses r\u00e9sultats pour lui\u00bb, sait le chercheur de l’Empa. \u00abIl est donc important que nous ma\u00eetrisions la technologie pour pouvoir fournir des contributions pr\u00e9cieuses en tant que partenaires de recherche pour l’industrie.\u00bb<\/p>\n
Carburant de l’usine \u00e9cologique<\/strong><\/h5>\nLe dim\u00e9thyl\u00e9ther (DME), le carburant \u00e9cologique pour moteurs \u00e0 allumage par compression, peut \u00eatre produit \u00e0 partir d’hydrog\u00e8ne et de CO2. Si l’hydrog\u00e8ne utilis\u00e9 est produit \u00e0 partir d’\u00e9nergie renouvelable et que le CO2 est extrait de l’atmosph\u00e8re, les camions pourraient fonctionner pratiquement sans \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre.
\nLe chercheur de l’Empa, Andreas Borgschulte, et son \u00e9quipe \u00e9tudient des processus chimiques permettant de produire le DME de mani\u00e8re aussi efficace que possible. La m\u00e9thode de catalyse assist\u00e9e par adsorption est consid\u00e9r\u00e9e comme prometteuse : les deux gaz, hydrog\u00e8ne et CO2, doivent entrer en contact avec des particules de cuivre actives pour se combiner en m\u00e9thanol ou en dim\u00e9thyl\u00e9ther. De l’eau est produite comme sous-produit. En retirant l’eau du m\u00e9lange r\u00e9actionnel, l’\u00e9quilibre chimique se d\u00e9place vers le produit. En d’autres termes : ce n’est qu’\u00e0 ce moment-l\u00e0 que les quantit\u00e9s souhait\u00e9es de m\u00e9thanol et de dim\u00e9thyl\u00e9ther sont produites. Pour \u00e9liminer l’eau, les chercheurs de l’Empa utilisent des z\u00e9olithes, un min\u00e9ral absorbant l’eau.
\nDans des exp\u00e9riences en laboratoire, l’\u00e9quipe de Borgschulte a d\u00e9couvert qu’\u00e0 une certaine temp\u00e9rature, le dim\u00e9thyl\u00e9ther se forme principalement \u00e0 partir de CO2 et d’hydrog\u00e8ne, avec seulement une quantit\u00e9 relativement faible de m\u00e9thanol. \u00abLa production de cette mani\u00e8re est donc th\u00e9oriquement possible\u00bb, d\u00e9clare Borgschulte, tout en soulignant : \u00abMalheureusement, le proc\u00e9d\u00e9 n’est pas encore tr\u00e8s productif pour le moment.\u00bb Dans une prochaine \u00e9tape, le processus chimique devra donc \u00eatre affin\u00e9 et des installations appropri\u00e9es d\u00e9velopp\u00e9es. Ce n’est qu’alors qu’il sera possible d’\u00e9valuer si la production de DME par catalyse assist\u00e9e par adsorption est \u00e9conomiquement comp\u00e9titive. Les travaux de recherche ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s en collaboration avec l’Universit\u00e9 de Zurich et font partie du projet \u00abLightChEC\u00bb.<\/p>\n
Photo\/Graphique : \u00a9 Empa<\/p>\n
La substance chimique dim\u00e9thyl\u00e9ther (DME) est produite \u00e0 l’\u00e9chelle de plusieurs dizaines de milliers de tonnes par an. Elle est utilis\u00e9e comme gaz propulseur dans les a\u00e9rosols et fait partie des r\u00e9frig\u00e9rants dans les installations de refroidissement. De plus, le DME est largement utilis\u00e9 comme interm\u00e9diaire dans l’industrie chimique. Son avantage : il peut \u00eatre produit de mani\u00e8re \u00e9conomique et presque sans perte \u00e0 partir de m\u00e9thanol, qui peut lui-m\u00eame \u00eatre produit \u00e0 bas co\u00fbt \u00e0 partir d’\u00e9lectricit\u00e9 solaire et \u00e9olienne. Le DME offre donc la possibilit\u00e9 de faire fonctionner des camions de mani\u00e8re neutre en CO2. Un autre avantage : le DME a des propri\u00e9t\u00e9s similaires \u00e0 celles du gaz de p\u00e9trole liqu\u00e9fi\u00e9. Contrairement \u00e0 l’hydrog\u00e8ne, il peut \u00eatre transport\u00e9 et stock\u00e9 sous forme liquide dans des r\u00e9servoirs peu co\u00fbteux \u00e0 faible pression ; la technologie des stations de ravitaillement est \u00e9galement \u00e9conomique, mondialement connue et utilis\u00e9e depuis des d\u00e9cennies. Comme l’oxyg\u00e8ne est chimiquement li\u00e9 dans le dim\u00e9thyl\u00e9ther, cette substance br\u00fble \u00e9galement de mani\u00e8re particuli\u00e8rement propre et avec peu de formation de suie.<\/p>\n
Essai dans un moteur de camion modifi\u00e9<\/strong><\/h5>\nDans le pass\u00e9, il y a d\u00e9j\u00e0 eu des essais avec le dim\u00e9thyl\u00e9ther comme carburant : Volvo Trucks m\u00e8ne depuis 2013 des essais pratiques en Su\u00e8de et aux \u00c9tats-Unis avec des camions exp\u00e9rimentaux fonctionnant au DME. En Allemagne, un projet de recherche coordonn\u00e9 par le Ford Research and Innovation Center Aachen est en cours depuis 2016. Le moteur a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 install\u00e9 et test\u00e9 dans une Ford Mondeo.
\nMaintenant, l’Empa, en collaboration avec FPT Motorenforschung AG Arbon, le Politecnico di Milano, le fabricant de lubrifiants Motorex et d’autres partenaires, va s’appuyer sur les connaissances acquises jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent. Un moteur d’essai est en fonctionnement depuis d\u00e9but juillet 2020 dans un banc d’essai du d\u00e9partement des syst\u00e8mes de propulsion de l’Empa, visant \u00e0 fournir des donn\u00e9es fiables sur les proc\u00e9d\u00e9s de combustion, l’efficacit\u00e9 et l’\u00e9cologie du DME dans le secteur des v\u00e9hicules utilitaires.
\n\u00abNous connaissons tr\u00e8s bien ce moteur\u00bb, d\u00e9clare le chef de projet Patrik Soltic. \u00abLe bloc moteur provient d’un moteur de v\u00e9hicule utilitaire Cursor 11 du fabricant FPT Industrial et nous l’utilisons depuis cinq ans pour divers projets de recherche. Au cours des derniers mois, nous l’avons converti avec notre partenaire FPT pour fonctionner au DME.\u00bb Ce n’\u00e9tait pas si simple : le DME, \u00e9tant l\u00e9g\u00e8rement volatile, n’a pratiquement aucune propri\u00e9t\u00e9 lubrifiante par rapport au carburant diesel, ce qui aurait rapidement d\u00e9truit la pompe haute pression du syst\u00e8me d’injection \u00e0 rampe commune.<\/p>\n
Fonctionnement sans additifs dans le carburant<\/strong><\/h5>\nLes chercheurs souhaitent faire fonctionner leur moteur d’essai avec du DME pur, sans ajout d’additifs lubrifiants, comme cela \u00e9tait courant dans les projets pr\u00e9c\u00e9dents. En collaboration avec un grand fournisseur europ\u00e9en, une nouvelle pompe \u00e0 rampe commune lubrifi\u00e9e \u00e0 l’huile a donc \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e. De plus, les soupapes et les si\u00e8ges de soupapes ont \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s \u00e0 des mat\u00e9riaux compatibles avec le DME. Un compresseur \u00e9lectrique pour un recyclage pr\u00e9cis des gaz d’\u00e9chappement est \u00e9galement utilis\u00e9. Enfin, les chambres de combustion et le rapport de compression de l’ancien moteur diesel ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s. La nouvelle forme des chambres de combustion a \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9e \u00e0 l’aide de simulations math\u00e9matiques au Politecnico di Milano. Le projet de recherche est cofinanc\u00e9 par l’Office f\u00e9d\u00e9ral de l’\u00e9nergie (BFE).<\/p>\n
Exploitation simul\u00e9e sur autoroute<\/strong><\/h5>\n\u00abNous voulons maintenant nous familiariser avec la machine utilisant le nouveau carburant\u00bb, d\u00e9clare Soltic. Les chercheurs commencent par une plage de charge interm\u00e9diaire courante en exploitation autorouti\u00e8re, o\u00f9 le moteur doit fournir 100 kW de puissance. \u00abEnsuite, nous modifions notamment le moment et la pression de l’injection, et nous examinons les valeurs d’\u00e9mission et la consommation de carburant.\u00bb
\nLe grand avantage du fonctionnement au DME, dit Soltic, est la possibilit\u00e9 de reprendre une tr\u00e8s grande proportion de gaz d’\u00e9chappement dans le prochain remplissage du cylindre, gr\u00e2ce \u00e0 ce qu’on appelle le recyclage des gaz d’\u00e9chappement (AGR). Cette technique permet d’\u00e9conomiser beaucoup de NOx, ce qui soulage le traitement des gaz d’\u00e9chappement derri\u00e8re le moteur et permet de respecter en toute s\u00e9curit\u00e9 les futures limites plus strictes. Pour le diesel fossile, des taux de recyclage des gaz d’\u00e9chappement \u00e9lev\u00e9s entra\u00eenent une augmentation des \u00e9missions de particules, ce qui n’est pas le cas avec le DME.
\nAu cours de la phase de test, les chercheurs de l’Empa pr\u00e9l\u00e8vent r\u00e9guli\u00e8rement des \u00e9chantillons d’huile moteur pour d\u00e9tecter d’\u00e9ventuels changements chimiques. Les r\u00e9sultats sont transmis au partenaire de projet Motorex, qui utilise les donn\u00e9es pour d\u00e9velopper une nouvelle huile moteur sp\u00e9cialement adapt\u00e9e au fonctionnement au DME.<\/p>\n
Recherche conjointe entre concurrents<\/strong><\/h5>\n\u00abNous sommes actuellement encore dans la phase pr\u00e9-comp\u00e9titive des travaux de recherche\u00bb, explique Soltic. Les r\u00e9sultats du projet sont en partie publics et sont discut\u00e9s conjointement entre les concurrents dans le secteur de la construction automobile. La plateforme pour cela est l’\u00abInternational DME Association\u00bb, fond\u00e9e en 2001, qui compte actuellement 50 membres issus de l’industrie et de la recherche. \u00abMais un jour, chacun voudra garder ses r\u00e9sultats pour lui\u00bb, sait le chercheur de l’Empa. \u00abIl est donc important que nous ma\u00eetrisions la technologie pour pouvoir fournir des contributions pr\u00e9cieuses en tant que partenaires de recherche pour l’industrie.\u00bb<\/p>\n
Carburant de l’usine \u00e9cologique<\/strong><\/h5>\nLe dim\u00e9thyl\u00e9ther (DME), le carburant \u00e9cologique pour moteurs \u00e0 allumage par compression, peut \u00eatre produit \u00e0 partir d’hydrog\u00e8ne et de CO2. Si l’hydrog\u00e8ne utilis\u00e9 est produit \u00e0 partir d’\u00e9nergie renouvelable et que le CO2 est extrait de l’atmosph\u00e8re, les camions pourraient fonctionner pratiquement sans \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre.
\nLe chercheur de l’Empa, Andreas Borgschulte, et son \u00e9quipe \u00e9tudient des processus chimiques permettant de produire le DME de mani\u00e8re aussi efficace que possible. La m\u00e9thode de catalyse assist\u00e9e par adsorption est consid\u00e9r\u00e9e comme prometteuse : les deux gaz, hydrog\u00e8ne et CO2, doivent entrer en contact avec des particules de cuivre actives pour se combiner en m\u00e9thanol ou en dim\u00e9thyl\u00e9ther. De l’eau est produite comme sous-produit. En retirant l’eau du m\u00e9lange r\u00e9actionnel, l’\u00e9quilibre chimique se d\u00e9place vers le produit. En d’autres termes : ce n’est qu’\u00e0 ce moment-l\u00e0 que les quantit\u00e9s souhait\u00e9es de m\u00e9thanol et de dim\u00e9thyl\u00e9ther sont produites. Pour \u00e9liminer l’eau, les chercheurs de l’Empa utilisent des z\u00e9olithes, un min\u00e9ral absorbant l’eau.
\nDans des exp\u00e9riences en laboratoire, l’\u00e9quipe de Borgschulte a d\u00e9couvert qu’\u00e0 une certaine temp\u00e9rature, le dim\u00e9thyl\u00e9ther se forme principalement \u00e0 partir de CO2 et d’hydrog\u00e8ne, avec seulement une quantit\u00e9 relativement faible de m\u00e9thanol. \u00abLa production de cette mani\u00e8re est donc th\u00e9oriquement possible\u00bb, d\u00e9clare Borgschulte, tout en soulignant : \u00abMalheureusement, le proc\u00e9d\u00e9 n’est pas encore tr\u00e8s productif pour le moment.\u00bb Dans une prochaine \u00e9tape, le processus chimique devra donc \u00eatre affin\u00e9 et des installations appropri\u00e9es d\u00e9velopp\u00e9es. Ce n’est qu’alors qu’il sera possible d’\u00e9valuer si la production de DME par catalyse assist\u00e9e par adsorption est \u00e9conomiquement comp\u00e9titive. Les travaux de recherche ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s en collaboration avec l’Universit\u00e9 de Zurich et font partie du projet \u00abLightChEC\u00bb.<\/p>\n
Photo\/Graphique : \u00a9 Empa<\/p>\n
Dans le pass\u00e9, il y a d\u00e9j\u00e0 eu des essais avec le dim\u00e9thyl\u00e9ther comme carburant : Volvo Trucks m\u00e8ne depuis 2013 des essais pratiques en Su\u00e8de et aux \u00c9tats-Unis avec des camions exp\u00e9rimentaux fonctionnant au DME. En Allemagne, un projet de recherche coordonn\u00e9 par le Ford Research and Innovation Center Aachen est en cours depuis 2016. Le moteur a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 install\u00e9 et test\u00e9 dans une Ford Mondeo.\nMaintenant, l’Empa, en collaboration avec FPT Motorenforschung AG Arbon, le Politecnico di Milano, le fabricant de lubrifiants Motorex et d’autres partenaires, va s’appuyer sur les connaissances acquises jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent. Un moteur d’essai est en fonctionnement depuis d\u00e9but juillet 2020 dans un banc d’essai du d\u00e9partement des syst\u00e8mes de propulsion de l’Empa, visant \u00e0 fournir des donn\u00e9es fiables sur les proc\u00e9d\u00e9s de combustion, l’efficacit\u00e9 et l’\u00e9cologie du DME dans le secteur des v\u00e9hicules utilitaires.
\n\u00abNous connaissons tr\u00e8s bien ce moteur\u00bb, d\u00e9clare le chef de projet Patrik Soltic. \u00abLe bloc moteur provient d’un moteur de v\u00e9hicule utilitaire Cursor 11 du fabricant FPT Industrial et nous l’utilisons depuis cinq ans pour divers projets de recherche. Au cours des derniers mois, nous l’avons converti avec notre partenaire FPT pour fonctionner au DME.\u00bb Ce n’\u00e9tait pas si simple : le DME, \u00e9tant l\u00e9g\u00e8rement volatile, n’a pratiquement aucune propri\u00e9t\u00e9 lubrifiante par rapport au carburant diesel, ce qui aurait rapidement d\u00e9truit la pompe haute pression du syst\u00e8me d’injection \u00e0 rampe commune.<\/p>\n
Les chercheurs souhaitent faire fonctionner leur moteur d’essai avec du DME pur, sans ajout d’additifs lubrifiants, comme cela \u00e9tait courant dans les projets pr\u00e9c\u00e9dents. En collaboration avec un grand fournisseur europ\u00e9en, une nouvelle pompe \u00e0 rampe commune lubrifi\u00e9e \u00e0 l’huile a donc \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e. De plus, les soupapes et les si\u00e8ges de soupapes ont \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s \u00e0 des mat\u00e9riaux compatibles avec le DME. Un compresseur \u00e9lectrique pour un recyclage pr\u00e9cis des gaz d’\u00e9chappement est \u00e9galement utilis\u00e9. Enfin, les chambres de combustion et le rapport de compression de l’ancien moteur diesel ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s. La nouvelle forme des chambres de combustion a \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9e \u00e0 l’aide de simulations math\u00e9matiques au Politecnico di Milano. Le projet de recherche est cofinanc\u00e9 par l’Office f\u00e9d\u00e9ral de l’\u00e9nergie (BFE).<\/p>\n
Exploitation simul\u00e9e sur autoroute<\/strong><\/h5>\n\u00abNous voulons maintenant nous familiariser avec la machine utilisant le nouveau carburant\u00bb, d\u00e9clare Soltic. Les chercheurs commencent par une plage de charge interm\u00e9diaire courante en exploitation autorouti\u00e8re, o\u00f9 le moteur doit fournir 100 kW de puissance. \u00abEnsuite, nous modifions notamment le moment et la pression de l’injection, et nous examinons les valeurs d’\u00e9mission et la consommation de carburant.\u00bb
\nLe grand avantage du fonctionnement au DME, dit Soltic, est la possibilit\u00e9 de reprendre une tr\u00e8s grande proportion de gaz d’\u00e9chappement dans le prochain remplissage du cylindre, gr\u00e2ce \u00e0 ce qu’on appelle le recyclage des gaz d’\u00e9chappement (AGR). Cette technique permet d’\u00e9conomiser beaucoup de NOx, ce qui soulage le traitement des gaz d’\u00e9chappement derri\u00e8re le moteur et permet de respecter en toute s\u00e9curit\u00e9 les futures limites plus strictes. Pour le diesel fossile, des taux de recyclage des gaz d’\u00e9chappement \u00e9lev\u00e9s entra\u00eenent une augmentation des \u00e9missions de particules, ce qui n’est pas le cas avec le DME.
\nAu cours de la phase de test, les chercheurs de l’Empa pr\u00e9l\u00e8vent r\u00e9guli\u00e8rement des \u00e9chantillons d’huile moteur pour d\u00e9tecter d’\u00e9ventuels changements chimiques. Les r\u00e9sultats sont transmis au partenaire de projet Motorex, qui utilise les donn\u00e9es pour d\u00e9velopper une nouvelle huile moteur sp\u00e9cialement adapt\u00e9e au fonctionnement au DME.<\/p>\n
Recherche conjointe entre concurrents<\/strong><\/h5>\n\u00abNous sommes actuellement encore dans la phase pr\u00e9-comp\u00e9titive des travaux de recherche\u00bb, explique Soltic. Les r\u00e9sultats du projet sont en partie publics et sont discut\u00e9s conjointement entre les concurrents dans le secteur de la construction automobile. La plateforme pour cela est l’\u00abInternational DME Association\u00bb, fond\u00e9e en 2001, qui compte actuellement 50 membres issus de l’industrie et de la recherche. \u00abMais un jour, chacun voudra garder ses r\u00e9sultats pour lui\u00bb, sait le chercheur de l’Empa. \u00abIl est donc important que nous ma\u00eetrisions la technologie pour pouvoir fournir des contributions pr\u00e9cieuses en tant que partenaires de recherche pour l’industrie.\u00bb<\/p>\n
Carburant de l’usine \u00e9cologique<\/strong><\/h5>\nLe dim\u00e9thyl\u00e9ther (DME), le carburant \u00e9cologique pour moteurs \u00e0 allumage par compression, peut \u00eatre produit \u00e0 partir d’hydrog\u00e8ne et de CO2. Si l’hydrog\u00e8ne utilis\u00e9 est produit \u00e0 partir d’\u00e9nergie renouvelable et que le CO2 est extrait de l’atmosph\u00e8re, les camions pourraient fonctionner pratiquement sans \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre.
\nLe chercheur de l’Empa, Andreas Borgschulte, et son \u00e9quipe \u00e9tudient des processus chimiques permettant de produire le DME de mani\u00e8re aussi efficace que possible. La m\u00e9thode de catalyse assist\u00e9e par adsorption est consid\u00e9r\u00e9e comme prometteuse : les deux gaz, hydrog\u00e8ne et CO2, doivent entrer en contact avec des particules de cuivre actives pour se combiner en m\u00e9thanol ou en dim\u00e9thyl\u00e9ther. De l’eau est produite comme sous-produit. En retirant l’eau du m\u00e9lange r\u00e9actionnel, l’\u00e9quilibre chimique se d\u00e9place vers le produit. En d’autres termes : ce n’est qu’\u00e0 ce moment-l\u00e0 que les quantit\u00e9s souhait\u00e9es de m\u00e9thanol et de dim\u00e9thyl\u00e9ther sont produites. Pour \u00e9liminer l’eau, les chercheurs de l’Empa utilisent des z\u00e9olithes, un min\u00e9ral absorbant l’eau.
\nDans des exp\u00e9riences en laboratoire, l’\u00e9quipe de Borgschulte a d\u00e9couvert qu’\u00e0 une certaine temp\u00e9rature, le dim\u00e9thyl\u00e9ther se forme principalement \u00e0 partir de CO2 et d’hydrog\u00e8ne, avec seulement une quantit\u00e9 relativement faible de m\u00e9thanol. \u00abLa production de cette mani\u00e8re est donc th\u00e9oriquement possible\u00bb, d\u00e9clare Borgschulte, tout en soulignant : \u00abMalheureusement, le proc\u00e9d\u00e9 n’est pas encore tr\u00e8s productif pour le moment.\u00bb Dans une prochaine \u00e9tape, le processus chimique devra donc \u00eatre affin\u00e9 et des installations appropri\u00e9es d\u00e9velopp\u00e9es. Ce n’est qu’alors qu’il sera possible d’\u00e9valuer si la production de DME par catalyse assist\u00e9e par adsorption est \u00e9conomiquement comp\u00e9titive. Les travaux de recherche ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s en collaboration avec l’Universit\u00e9 de Zurich et font partie du projet \u00abLightChEC\u00bb.<\/p>\n
Photo\/Graphique : \u00a9 Empa<\/p>\n
\nLe grand avantage du fonctionnement au DME, dit Soltic, est la possibilit\u00e9 de reprendre une tr\u00e8s grande proportion de gaz d’\u00e9chappement dans le prochain remplissage du cylindre, gr\u00e2ce \u00e0 ce qu’on appelle le recyclage des gaz d’\u00e9chappement (AGR). Cette technique permet d’\u00e9conomiser beaucoup de NOx, ce qui soulage le traitement des gaz d’\u00e9chappement derri\u00e8re le moteur et permet de respecter en toute s\u00e9curit\u00e9 les futures limites plus strictes. Pour le diesel fossile, des taux de recyclage des gaz d’\u00e9chappement \u00e9lev\u00e9s entra\u00eenent une augmentation des \u00e9missions de particules, ce qui n’est pas le cas avec le DME.
\nAu cours de la phase de test, les chercheurs de l’Empa pr\u00e9l\u00e8vent r\u00e9guli\u00e8rement des \u00e9chantillons d’huile moteur pour d\u00e9tecter d’\u00e9ventuels changements chimiques. Les r\u00e9sultats sont transmis au partenaire de projet Motorex, qui utilise les donn\u00e9es pour d\u00e9velopper une nouvelle huile moteur sp\u00e9cialement adapt\u00e9e au fonctionnement au DME.<\/p>\n
\u00abNous sommes actuellement encore dans la phase pr\u00e9-comp\u00e9titive des travaux de recherche\u00bb, explique Soltic. Les r\u00e9sultats du projet sont en partie publics et sont discut\u00e9s conjointement entre les concurrents dans le secteur de la construction automobile. La plateforme pour cela est l’\u00abInternational DME Association\u00bb, fond\u00e9e en 2001, qui compte actuellement 50 membres issus de l’industrie et de la recherche. \u00abMais un jour, chacun voudra garder ses r\u00e9sultats pour lui\u00bb, sait le chercheur de l’Empa. \u00abIl est donc important que nous ma\u00eetrisions la technologie pour pouvoir fournir des contributions pr\u00e9cieuses en tant que partenaires de recherche pour l’industrie.\u00bb<\/p>\n
Carburant de l’usine \u00e9cologique<\/strong><\/h5>\nLe dim\u00e9thyl\u00e9ther (DME), le carburant \u00e9cologique pour moteurs \u00e0 allumage par compression, peut \u00eatre produit \u00e0 partir d’hydrog\u00e8ne et de CO2. Si l’hydrog\u00e8ne utilis\u00e9 est produit \u00e0 partir d’\u00e9nergie renouvelable et que le CO2 est extrait de l’atmosph\u00e8re, les camions pourraient fonctionner pratiquement sans \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre.
\nLe chercheur de l’Empa, Andreas Borgschulte, et son \u00e9quipe \u00e9tudient des processus chimiques permettant de produire le DME de mani\u00e8re aussi efficace que possible. La m\u00e9thode de catalyse assist\u00e9e par adsorption est consid\u00e9r\u00e9e comme prometteuse : les deux gaz, hydrog\u00e8ne et CO2, doivent entrer en contact avec des particules de cuivre actives pour se combiner en m\u00e9thanol ou en dim\u00e9thyl\u00e9ther. De l’eau est produite comme sous-produit. En retirant l’eau du m\u00e9lange r\u00e9actionnel, l’\u00e9quilibre chimique se d\u00e9place vers le produit. En d’autres termes : ce n’est qu’\u00e0 ce moment-l\u00e0 que les quantit\u00e9s souhait\u00e9es de m\u00e9thanol et de dim\u00e9thyl\u00e9ther sont produites. Pour \u00e9liminer l’eau, les chercheurs de l’Empa utilisent des z\u00e9olithes, un min\u00e9ral absorbant l’eau.
\nDans des exp\u00e9riences en laboratoire, l’\u00e9quipe de Borgschulte a d\u00e9couvert qu’\u00e0 une certaine temp\u00e9rature, le dim\u00e9thyl\u00e9ther se forme principalement \u00e0 partir de CO2 et d’hydrog\u00e8ne, avec seulement une quantit\u00e9 relativement faible de m\u00e9thanol. \u00abLa production de cette mani\u00e8re est donc th\u00e9oriquement possible\u00bb, d\u00e9clare Borgschulte, tout en soulignant : \u00abMalheureusement, le proc\u00e9d\u00e9 n’est pas encore tr\u00e8s productif pour le moment.\u00bb Dans une prochaine \u00e9tape, le processus chimique devra donc \u00eatre affin\u00e9 et des installations appropri\u00e9es d\u00e9velopp\u00e9es. Ce n’est qu’alors qu’il sera possible d’\u00e9valuer si la production de DME par catalyse assist\u00e9e par adsorption est \u00e9conomiquement comp\u00e9titive. Les travaux de recherche ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s en collaboration avec l’Universit\u00e9 de Zurich et font partie du projet \u00abLightChEC\u00bb.<\/p>\n
Photo\/Graphique : \u00a9 Empa<\/p>\n
\nLe chercheur de l’Empa, Andreas Borgschulte, et son \u00e9quipe \u00e9tudient des processus chimiques permettant de produire le DME de mani\u00e8re aussi efficace que possible. La m\u00e9thode de catalyse assist\u00e9e par adsorption est consid\u00e9r\u00e9e comme prometteuse : les deux gaz, hydrog\u00e8ne et CO2, doivent entrer en contact avec des particules de cuivre actives pour se combiner en m\u00e9thanol ou en dim\u00e9thyl\u00e9ther. De l’eau est produite comme sous-produit. En retirant l’eau du m\u00e9lange r\u00e9actionnel, l’\u00e9quilibre chimique se d\u00e9place vers le produit. En d’autres termes : ce n’est qu’\u00e0 ce moment-l\u00e0 que les quantit\u00e9s souhait\u00e9es de m\u00e9thanol et de dim\u00e9thyl\u00e9ther sont produites. Pour \u00e9liminer l’eau, les chercheurs de l’Empa utilisent des z\u00e9olithes, un min\u00e9ral absorbant l’eau.
\nDans des exp\u00e9riences en laboratoire, l’\u00e9quipe de Borgschulte a d\u00e9couvert qu’\u00e0 une certaine temp\u00e9rature, le dim\u00e9thyl\u00e9ther se forme principalement \u00e0 partir de CO2 et d’hydrog\u00e8ne, avec seulement une quantit\u00e9 relativement faible de m\u00e9thanol. \u00abLa production de cette mani\u00e8re est donc th\u00e9oriquement possible\u00bb, d\u00e9clare Borgschulte, tout en soulignant : \u00abMalheureusement, le proc\u00e9d\u00e9 n’est pas encore tr\u00e8s productif pour le moment.\u00bb Dans une prochaine \u00e9tape, le processus chimique devra donc \u00eatre affin\u00e9 et des installations appropri\u00e9es d\u00e9velopp\u00e9es. Ce n’est qu’alors qu’il sera possible d’\u00e9valuer si la production de DME par catalyse assist\u00e9e par adsorption est \u00e9conomiquement comp\u00e9titive. Les travaux de recherche ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s en collaboration avec l’Universit\u00e9 de Zurich et font partie du projet \u00abLightChEC\u00bb.<\/p>\n