Etude de la contribution des familles chimiques constitutives des gazoles a la formation de polluants non reglementes

Contribution of diesel fuel components to the formation of unregulated pollutants

• Auteur / Autrice : ALEXANDRE MARCHAL
• Direction : Michel Cathonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

Cette etude consiste a quantifier la part relative de chaque famille chimique constituant les gazoles (n-paraffines, isoparaffines, naphtenes et aromatiques) sur la formation de polluants potentiellement reglementables (aldehydes, alcenes, benzene). La premiere partie de ces travaux a porte sur l'etude du comportement a l'oxydation d'hydrocarbures purs representatifs des constituants d'un gazole commercial. Ces hydrocarbures ont ete oxydes en reacteur auto-agite par jets gazeux dans un large domaine de pression, de temperature et de richesse. Les reactifs, les intermediaires reactionnels et les produits d'oxydation sont suivis par chromatographie en phase gazeuse. Au terme de cette premiere partie, il apparait que les hydrocarbures les plus reactifs sont les n-paraffines suivis des naphtenes et des isoparaffines ; les aromatiques sont tres peu reactifs. Des schemas d'oxydation des hydrocarbures sont egalement proposes ainsi que des mecanismes de formation des polluants etudies. Dans un second temps, afin de se rapprocher du carburant commercial, des solvants issus de distillation petroliere et types en terme de familles chimiques sont etudies dans les memes conditions. Une relation est etablie avec les corps purs. Une etude statistique des resultats permet de determiner la part relative des quatre familles chimiques considerees sur la formation des polluants etudies en fonction de la temperature de reaction. Les familles reactives produisent une grande partie des polluants a faible temperature. A l'inverse, les familles peu reactives sont les principales responsables de la formation des polluants a haute temperature. Enfin, dans le but de valider ces resultats d'un point de vue pratique, des essais moteur sont realises avec des carburant types chimiquement. Il apparait que les emissions sont tres dependantes des conditions de fonctionnement. Neanmoins, les resultats obtenus en reacteur semblent verifies : la charge imposee au moteur joue le meme role que la temperature dans le reacteur. En effet, les carburants riches en familles peu reactives seraient plus emissifs (vis a vis des polluants etudies) a faible charge que les autres carburants. A forte charge, les carburants qualifies de peu reactifs sont les plus emissifs.