cyclo - environnement

Transcription

Motocycles, cyclomoteurs
Énergie et environnement
Stéphane BARBUSSE
DONNÉES ET RÉFÉRENCES
Juin 2005
Ces dernières années, des évolutions notables ont été réalisées sur les plans énergétiques et
environnementaux pour les véhicules particuliers et les véhicules lourds, en raison des progrès
technologiques sur les motorisations et les post-traitements, ainsi que de la mise en place de réglementations successives de plus en plus sévères sur les émissions polluantes.
Pour les deux-roues motorisés cyclomoteurs et motocycles, de telles évolutions ont actuellement lieu après un retard pris sur le plan technologique du fait d’un volume des ventes plus limité
et de l’apparition tardive des normes d’émissions. On doit même s’attendre à une accélération de
ces évolutions, avec la mise en place de plusieurs paliers de sévérisation des valeurs limites de rejets
de polluants, sur une période relativement courte (trois étapes en moins de dix ans).
Une première campagne d’essais de l’ADEME avait permis de constater, d’une part, le niveau
fort élevé des émissions des deux-roues motorisés non dépollués, les rejets de polluants pouvant être
de 4 à 10 fois supérieurs à leurs homologues automobiles, et d’autre part l’apport très important des
systèmes de post-traitement catalytique pour abaisser ces rejets. Ces résultats ont fait l’objet d’une
première publication en 2001 (réf. ADEME n° 3997 et 4023). Il importait dès lors de poursuivre
cette évaluation et d’analyser l’effet de la mise en place des premiers paliers de normes.
À ce titre, une 2 e campagne d’évaluation a été lancée, pour laquelle des tests ont été confiés
au laboratoire d’essais UTAC. Cette deuxième campagne a porté sur plusieurs cyclomoteurs et motocycles testés dans différentes conditions d’essais : sur des cycles normatifs européens, américains et
également sur des cycles d’usages réels ADEME, mis au point pour la circonstance.
Ces évaluations, ainsi que d’autres travaux sur les rejets des véhicules, en particulier pour
ce qui concerne les émissions de polluants non réglementés et de particules, sont détaillées dans la
présente synthèse qui permet :
• de situer les performances environnementales et énergétiques des deux-roues actuels ;
• d’apprécier les progrès restant à réaliser ;
• d’évaluer les effets (et méfaits…) du débridage des cyclomoteurs ;
• d’examiner la situation des deux-roues motorisés vis-à-vis des véhicules légers, notamment pour
un usage en ville.
DÉPARTEMENT TECHNOLOGIES DES TRANSPORTS
Le parc des deux-roues en France
Évolution du marché et du parc
Cyclomoteurs
Ventes
Les ventes de cyclomoteurs ont représenté 166 000 unités à la fois en 2002 et en 2003. Les données brutes 2004
en notre possession confirment le maintien de cet ordre de grandeur. La tendance, observée en 2001 dans notre
première synthèse, à la vente de véhicules plus fonctionnels pour un usage urbain, comme les scooters, ou plus
ludiques, comme les cyclomoteurs à boîte de vitesses (BV), au détriment des cyclomoteurs conventionnels se
renforce. En 2003, les scooters auront constitué plus de 57 % des ventes, et les cyclomoteurs à BV désormais
plus de 25 % ; à l’inverse le cyclomoteur traditionnel (la célèbre « mobylette ») est en net recul avec seulement
17 % des ventes.
Le tableau ci-dessous récapitule ces évolutions pour les dernières années.
Ventes (en unités et %)
Cyclos
traditionnels
en %
Scooters
en %
Cyclos avec BV
en %
Total *
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
90 239
80 490
72 812
61 930
59 512
053 016
044 919
034 814
028 812
41,4 %
36,6 %
33,9 %
32,7 %
30,4 %
27,6 %
24,3 %
21,0 %
17,3 %
127 959
122 916
118 768
101 443
106 865
106 351
102 900
91 767
95 392
58,6 %
55,8 %
55,2 %
53,5 %
54,6 %
55,3 %
55,7 %
55,2 %
57,4 %
16 693
23 399
26 094
29 369
32 906
36 847
39 543
24 906
41 293
0,0 %
7,6 %
10,9 %
13,8 %
15,0 %
17,1 %
20,0 %
23,8 %
25,2 %
218 198
220 099
214 979
189 467
195 746
192 273
184 666
166 124
166 127
Source Chambre Syndicale Nationale du Motocycle
* 2004 donnée provisoire : 166 003
Ce marché est dominé pour la France par les sociétés Peugeot Motocycles (32,1 %) et MBK, filiale implantée en
Picardie du groupe Yamaha Motor Corporation (28,2 %).
Parc
Le parc de cyclomoteurs, en diminution constante ces dernières années (– 36 % en 12 ans), poursuit sa décroissance avec 1 357 000 unités. Le nombre de cyclomoteurs reste toutefois encore supérieur à celui du parc de
motocycles qui compte, lui, un peu plus d’un million d’unités.
Parc (en milliers et %)
Cyclos
traditionnels
en %
Scooters
en %
Cyclos avec BV
en %
Total cyclomoteurs*
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
1 121
1 011
911
819
741
671
604
539
478
72 %
66 %
60 %
55 %
51 %
47 %
43 %
39 %
35 %
441
513
570
605
640
668
689
696
703
28 %
33 %
38 %
41 %
44 %
46 %
48 %
50 %
52 %
–
16
37
58
80
103
128
152
176
0%
1 562
1%
1 540
2%
4%
5%
7%
9%
11 %
13 %
1 518
1 482
1 461
1 442
1 421
1 387
1 357
La diffusion accrue des modèles scooters et à boîte de vitesses, ces dernières années, a entraîné une modification
de la structure du parc. Composé à près des trois-quarts en cyclomoteurs traditionnels en 1995, il n’en comporte
plus en 2003 que 35,2 %, il est désormais constitué à plus de 50 % de scooters. La présence des cyclomoteurs à
boîte de vitesses est plus marquée, mais encore marginale avec 13 %.
•• 2
En matière d’usage, la circulation des cyclomoteurs est estimée en 2001 à 3,89 milliards de véhicules par km, ce
qui représente un parcours moyen d’environ 2 640 km par an, cette circulation étant très majoritairement effectuée en ville (80 % d’usage urbain contre 20 % d’usage routier). Rappelons que, pour les automobiles, le parcours
moyen est de l’ordre de 14 000 km par an, dont un tiers est effectué en ville et qu’elles engendrent une circulation
de 393 milliards de véhicules par km.
Motocycles
Ventes
Pour les motocycles, les ventes actuelles sont désormais du même ordre que celles des cyclomoteurs avec, par
exemple pour 2003, plus de 175 000 unités vendues sur l’année. La forte progression des ventes observée entre
1996 et 1999 (+ 20 %/an) est principalement due à l’harmonisation des permis de conduire dans l’Union européenne, qui permet aux automobilistes de rouler avec des motocycles de moins de 125 cm3 (et de puissance
inférieure à 11 kW). Cette tendance est freinée depuis 1999, avec moins de 70 000 véhicules de cette dernière
catégorie vendus en 2003, contre plus de 86 000 en 1999.
On peut distinguer, depuis ces modifications de réglementation, trois familles de motocycles :
• Les motocyclettes légères (MTL), de cylindrée inférieure à 125 cm3 et 11 kW, qui peuvent être conduites avec
un permis automobile.
• Les motocycles limités en puissance à 25 kW (MTT1).
• Les motos de puissance supérieure à 25 kW (MTT2). À noter que, pour cette catégorie, une limitation de la
puissance est imposée en France, avec un maximum de 73,6 kW, soit 100 ch.
L’évolution des ventes pour les dernières années est présentée dans le tableau suivant :
Ventes (en unités et %)
< 125 MTL
en %
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
23 951
44 058
68 939
78 478
86 947
76 200
71 025
59 657
69 949
28 %
38 %
47 %
46 %
45 %
42 %
40 %
35 %
40 %
60 298
71 900
78 951
93 858
105 797
72 %
62 %
53 %
54 %
55 %
84 249
115 958
147 890
172 336
192 744
> 125 MTT1
en %
> 125 MTT2
en %
Total*
8 769
9 458
8 772
10 716
4,9 %
5,3 %
5,2 %
6,1 %
94 583
99 107
100 325
95 484
52,7 %
55,2 %
59,5 %
54,2 %
179 552
179 590
168 754
176 149
Pour ces catégories de deux-roues, les ventes sont dominées par les offres des constructeurs japonais (65 %)
devant les productions italiennes (14 %).
Parc
Le parc de motocycles dépasse désormais le million d’unités : il a bénéficié de l’accroissement des ventes depuis
1996. Au sein de ce parc, la répartition entre moins de 125 cm3 (MTL) et plus de 125 cm3 (MTT1 et MTT2) se
situe toujours aux alentours de 40/60 %, mais on commence à observer un tassement du nombre des moins de
125 cm3, lié au recul décrit précédemment des ventes de cette catégorie, depuis 1999.
Parc (en milliers et %)
< 125 cm3
en %
> 125 cm3
en %
Total *
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
266
267
293
325
364
388
406
409
421
36,6%
36,2%
37,6%
38,7%
39,9%
40,1%
39,8%
38,8%
38,6 %
461
471
487
514
548
580
613
645
670
63,4 %
63,8 %
62,4 %
61,3 %
60,1 %
59,9 %
60,2 %
61,2 %
61,4 %
727
738
780
839
912
968
1 019
1 054
1 091
En matière d’usage, la circulation des motocycles est estimée, en 2001, à 3,98 milliards de véhicules par km, ce
qui correspond à un parcours annuel par véhicule d’environ 4 000 km : cette valeur représentant une moyenne
entre des usages importants pour les motocycles de grosses cylindrées (de 6 000 à 10 000 km/an) et des usages
plus restreints pour les motocycles de faible puissance (par exemple 2 700 km/an pour des scooters 125 cm3,
et 3 200 km/an pour des routières 125 cm3). À noter que, pour cette catégorie de deux-roues motorisés, les
usages hors urbains sont logiquement plus importants que pour les cyclomoteurs, avec une répartition
urbain/route/autoroute de l’ordre respectivement de 33 %, 46 % et 21 %.
3 ••
Les normes d’émissions
Normes cyclomoteurs
La directive européenne 97/24/EC, adoptée en 1997 et s’appliquant à compter de 1999, a imposé un abaissement des rejets d’émissions polluantes des véhicules à deux-roues, cyclomoteurs et motocycles. Cette limitation
plus sévère des émissions comportait à l’origine respectivement deux étapes pour la première famille et une
étape pour la seconde famille de deux-roues. Elle prévoyait par ailleurs la mise en place de nouveaux seuils
encore plus sévères au travers d’une révision dans les deux ans suivant l’application de la directive pour les
motocycles.
Nous rappelons ci-contre les niveaux retenus dans la directive 97/24/EC et donc non modifiés dans la révision.
CO (g/km)
HC (g/km)
HC + NOx (g/km)
8
5
*
Dir. 97/24
1re étape « Euro1 »
01/06/1999 NM** - 17/06/2000 VN***
6,0
–
3
Dir. 2002/51
2e étape « Euro2 »
01/01/2003 NM** - 01/01/2004 VN***
1,0
–
1,2
Directives / Années
Règlement R47
UN-ECE
01/08/1981
* NOx mesurés à titre indicatif lors de l’essai mais pas de valeurs limites.
** NM : seulement les Nouveaux Modèles (équivalent de l’anglais NTA pour New Type Approval).
*** VN : tous les Véhicules Neufs (équivalent de l’anglais ANR pour All New Registration).
Le niveau admis d’émissions de la deuxième étape « Euro2 » est actuellement en vigueur pour l’ensemble des
cyclomoteurs neufs. La révision de la directive 97/24, intervenue depuis, ne propose pas encore une troisième
étape pour les cyclomoteurs, mais demande à la commission de travailler sur ce point pour une application
en 2006. Les travaux en cours vont dans le sens d’un maintien des valeurs limites d’Euro2, mais avec un
test prenant en compte le départ à froid et en ajoutant une contrainte de durabilité de ces performances en
émissions.
Normes motocycles
La révision précitée de la directive 97/24/EC est intervenue en 2002 par l’adoption de la directive 2002-51/EC.
Elle fournit, au-delà de la première étape connue en 1997 et appliquée à partir de 1999, pour les seuls motocycles, deux autres niveaux de limitation des rejets.
La deuxième étape (Euro2) est en vigueur pour les nouveaux modèles depuis le 17/09/2003 (après une dérogation par rapport à l’échéance initiale fixée au 1er avril 2003, afin de permettre la diffusion des stocks) et
s’applique depuis 2004 à l’ensemble des modèles mis en circulation. Elle fournit par ailleurs d’ores et déjà les
niveaux requis pour l’étape suivante (Euro3) applicables à compter de 2006.
Il faut noter qu’à l’arrivée des étapes 2 et 3, la distinction de valeurs limites selon le type de motorisation
2-temps/4-temps disparaît, mais qu’une nouvelle distinction de catégories, selon la cylindrée (plus ou moins de
150 cm3), apparaît.
Le tableau suivant récapitule l’évolution des émissions réglementées des motocycles.
•• 4
Directives / Années
Règlement R40
1988
Dir. 97/24 - « Euro1 »
01/06/1999 NM - 17/06/2000 VN
Dir. 2002/51 - « Euro2 »
01/01/2003 NM** - 01/01/2004 VN
Distinction
Cycle
CO (g/km)
HC (g/km)
NOx (g/km)
2-temps
Urbain UDC
12,8 à 32*
8 à 12*
*
4-temps
Urbain UDC
17,5 à 35*
4,2 à 6*
*
2-temps
Urbain UDC
8,0
4,0
0,1
4-temps
Urbain UDC
13,0
3,0
0,3
< 150 cm3
UDC, départ froid
5,5
1,2
0,3
≥ 150 cm3
UDC, départ froid
5,5
1,0
0,3
cm3
UDC, départ froid
2,0
0,8
0,15
UDC + EUDC départ froid
2,0
0,3
0,15
< 150
Dir. 2002/51 - « Euro3 »
1/01/2006 NM - 1/01/2007 VN
≥ 150 cm3
* Niveau de CO et HC fixé selon la masse du véhicule, NOx non comptabilisés pour le Règlement R40.
** Dérogation pour diffusion des stocks jusqu'à mi-septembre 2003.
Pour ce qui est des conditions d’essais, l’étape Euro2 s’accompagne de la mise en œuvre de mesures d’émissions dites « départ froid ». L’étape Euro3 verra en plus du « départ froid » l’introduction d’un cycle complété par
une partie extra-urbaine pour la classe supérieure en cylindrée (> 150 cm3) des motocycles.
Cycle d’essais européen motocycles - ECE 40.01
Jusqu’à Euro1 (départ chaud)
60
Cycle élémentaire
«15 modes » ECE 15
195 s
50
Vitesse véhicule (km/h)
À partir d’Euro2 (départ froid)
40
30
20
Partie supprimée
au-delà d’Euro1
10
0
Euro1:
0
200
Démarrage collecte
400
Euro2 :
0
600
200
800
400
1000
600
1200
800
Temps d’essais (secondes)
Note : jusqu’à l’étape Euro1, le cycle d’essai urbain (UDC) comportait l’enchaînement de six cycles d’essais élémentaires ECE : les deux premiers étant effectués sans
prélèvement des émissions polluantes (~ préchauffage partiel du moteur). À compter d’Euro2, le cycle d’essais ne comporte plus de préchauffage, mais seulement
4 cycles élémentaires ECE. Les émissions sont mesurées dès le démarrage moteur (d’où l’appellation de cycle « départ froid »).
Comme le prévoit la directive 2002-1951/EC, la Commission européenne travaille actuellement sur plusieurs
sujets à horizon 2006 pour l’ensemble des véhicules à deux-roues.
Ainsi, on peut lister les orientations retenues suivantes :
• durabilité ;
• conformité de production ;
• CO2 et consommation de carburant ;
• rejets de particules pour les motorisations 2-temps et à allumage par compression (tricycles et quadricycles Diesel) ;
• nouvelles étapes et valeurs limites 2006 pour les cyclomoteurs, contrôle embarqué du fonctionnement moteur
et post-traitement (« OBD » pour On-Board Diagnostic),
• pertes par évaporations ;
• mise en place d’un test alternatif et valeurs limites associées à l’utilisation du cycle mondial WMTC
(cf. encadré ci-après) ;
• contrôle technique périodique.
• ...
5 ••
Parmi les points précédents, il faut surtout retenir :
• d’une part, que la mise en place d’un protocole de mesure des particules s’avère très difficile et qu’on
s’oriente plutôt vers une limite plus sévère sur les HC, car ceci constitue la voie privilégiée pour limiter en fait
les rejets de particules ;
• d’autre part, comme évoqué dans le paragraphe précédent, les valeurs limites des cyclomoteurs pour 2006
devraient rester au niveau Euro2, mais avec une prise en compte du départ à froid.
Travaux des Nations Unies/Commission Économique pour l’Europe
(UN-ECE)
En parallèle à la mise en place des nouvelles étapes de limitation des émissions des motocycles, des
travaux d’harmonisation des réglementations à une échelle mondiale se sont déroulés et se poursuivent au
niveau de la Commission Économique pour l’Europe des Nations Unies, à Genève (programme WP29).
L’activité sur les deux-roues motorisés a conduit à la proposition d’un cycle dit WMTC pour World Motorcycle Test Cycle : ce nouveau protocole de mesure n’est pas intégré à ce jour dans la directive deuxroues, mais fait l’objet d’une attention particulière de la Commission européenne, qui envisage d’autoriser
une telle alternative pour l’homologation des motocycles.
Nous illustrons ci-après le profil de ce cycle, qui comporte trois parties : urbaine, extra-urbaine et autoroutière.
Cycle WMTC (cycle mondial deux-roues harmonisé)
140
Partie urbaine
Partie extra-urbaine
Partie autoroute
120
Vitesse (km/h)
100
80
60
40
20
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Temps (s)
Campagne d’essais ADEME
En l’an 2000, l’ADEME a conduit une première évaluation des rejets polluants et de la consommation de carburant de cyclomoteurs et motocycles. À cette occasion, un cycle d’essai reproduisant un usage réel a été bâti par
l’ADEME pour les motocycles : il permet de représenter des conditions de circulation nettement plus fluides
pour ces véhicules, en zone urbaine et extra-urbaine (il possède une vitesse moyenne élevée de 50 km/h – pour
plus de détails on se reportera à la brochure de l’ADEME, réf. 4023).
La nouvelle campagne d’essais 2002-2005, initiée à la suite de cette première analyse, avait pour objectifs :
•• 6
• d’étoffer les connaissances sur les rejets des motocycles en utilisant les mêmes cycles d’essais pour huit
125 cm3 et dix véhicules de cylindrées supérieures à 125 cm3, comportant des motorisations récentes 4-temps ;
• et surtout d’approfondir l’analyse des rejets des cyclomoteurs. À ce titre, un nombre important, de seize cyclomoteurs, a été testé. La mise au point d’un cycle d’usage réel cyclomoteurs, reflétant l’usage quasi exclusivement urbain de ces véhicules, a été menée. Les évaluations pouvaient ainsi porter à la fois sur ce cycle réel et
sur les cycles plus conventionnels, européen et américain. Lors de cette campagne, a également été étudié
l’impact de l’utilisation de cyclomoteurs non conformes à la réglementation suite à un débridage, ce qui est
représentatif de l’usage d’une partie non négligeable des possesseurs de ces petits engins !
Résultats Cyclomoteurs
Émissions et consommations des cyclomoteurs
L’évaluation des rejets des cyclomoteurs a porté sur 16 cyclomoteurs récents.
De manière à obtenir des résultats sur l’ensemble des types proposés à la vente et présents dans le parc, des
cyclomoteurs de différents types ont été testés : 9 scooters, 3 cyclomoteurs conventionnels et 4 à boîte de
vitesses.
Par ailleurs, pour refléter la situation actuelle d’utilisation des deux-roues, des évaluations ont également été
menées sur des cyclomoteurs en version débridée.
Les mesures d’émissions et de consommations de carburant ont été effectuées sur différents cycles d’usage :
• le cycle en vigueur en Europe (issu de la réglementation N°R47, cf. profil ci-dessous) ;
• le cycle deux-roues de la réglementation américaine (même si les cyclomoteurs n’y sont pas soumis, seulement les motocycles) ;
• et sur un cycle réel urbain, dont la mise au point à la demande de l’ADEME est décrite ci-après.
Cycle d’essais européen cyclomoteurs
(ECE R47 )
60
448 s
112 s
Vmax
Vitesse véhicule (km/h)
50
40
30
20
10
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Démarrage collecte
Temps d’essais (secondes)
Cycle d’essais « réel ADEME cyclomoteurs »
Ce cycle a été mis au point à partir de l’enregistrement de la cinématique véhicule, sur un parcours réalisé en
ville avec un cyclomoteur ayant subi un débridage « léger » et répété 10 fois avec des départs à plusieurs
horaires.
La facilité de circulation avec un cyclomoteur a permis de vérifier que les conditions de charge du trafic
n’influencent pas significativement les vitesses de parcours.
Le cycle retenu possède des caractéristiques réalistes par rapport aux usages des cyclomoteurs, avec une vitesse
moyenne de 25 km/h, et une vitesse maximale de 65,9 km/h.
7 ••
Cycle réel ADEME cyclomoteurs
80
Vmoy : 25,0 km/h
Durée : 1197 s
Longueur : 8 318 m
Vitesse vehicule (km/h)
70
60
50
40
30
Source ADEME
20
10
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Temps d’essai (secondes)
Émissions et consommations
des cyclomoteurs de configuration normale
Les émissions mesurées sur cycle européen font apparaître un niveau d’émissions inférieur à l’étape Euro1,
mais encore éloigné de l’objectif Euro2 pour les cyclomoteurs catalysés, avec en moyenne 2,9 g/km de CO et
1,6 g/km d’HC + NOX. Les niveaux d’émissions s’avèrent très élevés – beaucoup de modèles ne répondant
même pas aux valeurs limites d’homologation – pour les cyclomoteurs non catalysés, avec un niveau moyen de
16,5 g/km de CO et 11,1 g/km d’HC + NOX, constitué, et c’est tout à fait naturel, en quasi-totalité d’imbrûlés HC
(11 g/km). Ces résultats soulignent l’apport sur le plan des émissions polluantes, déjà constaté dans notre
première évaluation, du système de post-traitement catalytique pour les deux-roues.
Sur le plan consommation, on retrouve également de meilleures consommations pour les deux-roues catalysés
(2,8 l/100 km sur le cycle Europe contre 3,7 l/100 km) et un résultat inverse sur le CO2, dû à la conversion
importante de CO et HC en CO2 par le catalyseur (57,1 g/km contre 28,6 g/km).
Note : un paragraphe spécifique sur les consommations et rejets de CO2/gaz à effet de serre des deuxroues figure en fin de document, nous ne détaillons donc pas ici plus avant le volet CO2 des cyclomoteurs, ni celui des motocycles, par la suite.
Une analyse plus poussée permet d’apprécier les effets des technologies moteurs et du post-traitement sur
les émissions polluantes. Il en ressort plusieurs typologies de résultats, selon que le véhicule est catalysé, non
catalysé et selon le type de système d’alimentation en carburant (injection ou carburateur). La différence de
comportement est nettement visible dans l’illustration ci-dessous.
Résultats d’émissions des cyclomoteurs sur cycle d’essais européen
18
L1
16
2-T non catalysés
L2
K1
14
K2
HC + NOx g/km
12
Moyenne
non catalysée
10
A2
A1
8
C1
6
Injection directe non catalysée
C2
Catalysés
4
Euro1
B1
2
Euro2
0
•• 8
0
I2 H1
I1
E1
Moyenne
catalysée
2
E2
D1
F1
4
4-T non catalysés
6
8
10
CO g/km
12
14
16
18
20
Il faut noter en particulier le bon comportement de la nouvelle technologie d’injection directe qui permet, sans
catalyseur, d’atteindre de bons niveaux d’émissions tout en préservant les consommations et les rejets de CO2.
Le nouveau cycle « réel ADEME cyclomoteurs » apporte un éclairage sur les niveaux réels d’émissions de ces
véhicules. Au global, si les ordres de grandeurs restent similaires, les rejets s’avèrent toutefois plus élevés que
dans les conditions d’essais conformes à la norme européenne.
Notre sentiment, issu de la première étude des motocycles sur cycle « réel ADEME motocycles », se confirme ici
pour le cas des cyclomoteurs : les véhicules catalysés s’avèrent plus sensibles au cycle d’essais utilisé que les
véhicules non dépollués. En effet, on observe :
• des variations importantes dans le cas des véhicules catalysés, surtout pour ce qui concerne le CO (+ 50 %)
et les HC (+ 92 %), les NOX étant logiquement non affectés (catalyse d’oxydation) ;
• des variations moindres pour les technologies non catalysées (de + 20 % à + 27 % de polluants et + 20 %
en consommation).
Enfin, les données sur cycles US complètent cette analyse sur la sensibilité des émissions aux cycles d’essais. Les
écarts avec les résultats sur cycle réglementaire européen 97/24 sont, dans l’ensemble, moins marqués qu’avec
le cycle réel. Cette différence de variation s’explique, car même s’il comporte des transitoires de vitesses, le cycle
US FTP (non appliqué aux États-Unis aux cyclomoteurs, mais seulement aux véhicules légers et motocycles)
possède un profil et une vitesse moyenne de 34,1 km/h qui ne représentent pas un usage majoritairement
urbain, à la différence du cycle réel ADEME cyclomoteurs. Sur ce cycle US-FTP, on vérifie encore le peu de
sensibilité au changement de cycle des technologies anciennes 2-temps, à carburateur, non catalysées, à l’inverse
des autres technologies (catalysées, 4-temps, injection).
Ces éléments nous conduisent à penser
• d’une part, que le cycle R47 était bien adapté pour caractériser les émissions des véhicules de technologies
conventionnelles ;
• d’autre part que, pour les technologies récentes, devant la sensibilité des rejets en fonction du cycle d’essais,
il existe un risque d’une optimisation des réglages des véhicules pour affronter le cycle d’homologation, avec
éventuellement des niveaux de rejets en usage réel dégradés.
Effet du cycle d’essais sur les émissions et consommations des cyclomoteurs
Véhicules
testés
(nbre)
CO en g/km
(et en % par rapport à 97/24)*
Cycle
97/24
Cycle
réel ADEME
Cycle
US
20,0
20,9 %
3,0
42,8 %
10,2
37,3 %
17,9
8,3 %
1,4
31,2 %
13,4
80,1 %
5,1
50,5 %
0,8
39,5 %
3,9
16,9 %
0,5
– 12,9 %
HC + NOx en g/km
Cycle
97/24
Cycle
réel ADEME
Cycle
US
14,0
26,9 %
2,5
19,5 %
2,3
74,3 %
11,8
6,5 %
1,8
11,6 %
1,5
11,9 %
3,1
87,9 %
1,4
24,1 %
2,0
22,4 %
1,1
– 3,1 %
Consommation en l/100 km
Cycle
97/24
Cycle
réel ADEME
Cycle
US
4,4
20,3 %
2,4
17,0 %
3,1
16,6 %
3,9
6,7 %
2,0
0,0 %
2,9
6,3 %
3,4
15,5 %
2,5
29,2 %
3,0
3,1 %
2,2
12,3 %
Campagne ADEME 2002-2003
Non catalysés
2-T carburateur
8
6,5
2-T injection
1
2,1
4-T
1
7,4
2-T carburateur
5
3,4
2-T injection
1
0,5
11,1
2,1
1,3
3,7
2,0
2,7
Catalysés
1,7
1,1
2,9
1,9
* sont exprimées en pourcentage, les variations constatées entre le cycle donné (Réel ou US) et le cycle 97/24.
Émissions et consommations des cyclomoteurs débridés
Douze des seize cyclomoteurs testés en configuration normale ont également été évalués sur le plan des émissions et de la consommation de carburant après un débridage « léger » : c’est-à-dire par simple retrait
des dispositifs de limitation de puissance/vitesse (comme la rondelle de bridage dans le carter de transmission, et la (les) chicane(s) dans le pot d’échappement), sans aller jusqu’à la mise en place de « kit de débridage/gonflage » du moteur.
9 ••
Cette évaluation fournit des renseignements intéressants sur les niveaux d’émissions atteints dans cette
configuration.
Les évolutions de résultats en termes d’émissions et de consommations entre version standard et débridée différent sensiblement d’un modèle à l’autre, mais on peut retenir comme résultat global que :
• les véhicules catalysés ont tendance à voir leurs niveaux d’émissions se dégrader par débridage (en moyenne
+ 8 % de CO et + 13 % d’HC + NOX) et leur consommation s’améliorer (– 14 %) ;
• le véhicule à injection directe non catalysé perd après débridage ses bonnes performances en émissions
(+ 143 % de CO et + 54 % d’HC + NOX) et en consommation (+ 22 %) ;
• les véhicules non catalysés améliorent l’ensemble de leurs résultats : émissions de CO stabilisées, gain en HC
+ NOX (– 13 %) et gain en consommation (– 14 %).
Ceci témoigne que les motorisations sont développées, puis mises au point pour un niveau de performances et
de service rendu différent de celui fourni à la vente :
• le bridage par « rondelle » sur la transmission ou « chicanes » dans l’échappement conduit à ne pas exploiter le
potentiel du moteur. En particulier, la diminution de la contre-pression à l’échappement par débridage peut
expliquer les gains en consommation ;
• une conception intégrant dès le départ les contraintes de puissance/vitesse maximale permettrait éventuellement un gain sur le plan des émissions. Toutefois, l’attente des consommateurs (performances) et la conception des véhicules pour un marché européen, voire mondial, où subsistent des différences réglementaires
(ex. : Suisse, pays de l’Est…) ne facilitent pas une telle démarche.
Comparaison des émissions en configuration d’origine par rapport à une configuration « débridée »
Cycle européen 97-24
Véhicules
testés*
(nbre)
CO (g/km)
Origine
Non catalysés
2-T carburateur
7
17,0
2-T injection
1
2,1
4-T
–
7,4
Catalysés
2-T carburateur
3
5,6
2-T injection
1
0,5
HC + NOx (g/km)
Consommation (l/100 km)
Débridé
Débridé/
origine
Origine
Débridé
Débridé/
origine
Origine
Débridé
Débridé/
origine
17,8
5,1
**
4,4 %
143,3 %
–
11,9
2,1
1,3
10,4
3,2
**
– 12,5 %
53,8 %
–
3,8
2,0
2,7
3,7
2,5
**
– 2,3 %
21,6 %
–
6,0
0,7
7,5 %
29,1 %
2,3
1,1
2,6
1,2
13,4 %
6,5 %
3,4
1,9
2,9
2,1
– 13,6 %
7,3 %
* Nombre de véhicules testés à la fois en configuration débridée et d’origine.
** Non testé.
Synthèse des résultats sur les cyclomoteurs
Les travaux menés par l’ADEME permettent de tirer les enseignements suivants :
• Les valeurs d’émissions constatées (dans cette période de transition réglementaire) se situent à un niveau
élevé par rapport à la limite réglementaire.
• L’apport de nouvelles technologies de moteurs (injection) et du post-traitement (catalyseur) permet d’atteindre
de bien meilleurs résultats (en deçà de l’étape Euro1 et dans certains cas de Euro2 ou voisin, qui n’est applicable qu’en 2006).
• Si les ordres de grandeur restent comparables, les rejets sont sensibles au cycle d’essais, en particulier pour les
nouvelles technologies.
• Le débridage a un effet notable sur les niveaux d’émissions.
Nous reportons ci-après dans un tableau la synthèse des résultats des véhicules cyclomoteurs en configuration
d’origine, constatés sur le cycle réglementaire, issus des deux campagnes d’essais ADEME.
•• 10
Émissions sur cycle européen 97-24
Véhicules
testés (nbre)
CO
(g/km)
HC
(g/km)
NOx
(g/km)
HC + NOx
(g/km)
2-temps carburateur non catalysés
5
14,2
2-temps carburateur catalysés
2
4,0
CO2
(g/km)
Consom.
(l/100km)
10,8
0,0
10,9
29,9
3,6
2,0
0,0
2,1
67,8
3,4
Rappel Campagne ADEME 2000
Non catalysés
2-temps carburateur
8
16,5
11,0
0,0
11,1
28,6
3,7
2-temps injection
1
2,1
1,8
0,3
2,1
39,7
2,0
4-temps
1
7,4
1,0
0,3
1,3
49,4
2,7
2-temps carburateur
5
3,4
1,6
0,1
1,7
60,2
2,9
2-temps injection
1
0,5
0,8
0,3
1,1
42,1
1,9
Catalysés
Rappel des valeurs limites de la norme européenne
Euro1 (1999/2000)
6,0
3,0
Euro2 (2003/2004)
1,0
1,2
Il est intéressant de comparer les résultats de ce tableau de synthèse avec les niveaux rencontrés pour des véhicules automobiles légers, dans des conditions voisines d’essais (cycle européen urbain ECE, départ chaud).
Les données issues d’une récente étude européenne soutenue par l’ADEME (1), où seize véhicules de technologies récentes essence, Diesel et GPL ont été testés, permettent de constater, qu’en matière d’émissions
polluantes, seuls les résultats du cyclomoteur catalysé à injection sont satisfaisants par rapport aux résultats des
automobiles. En effet, les émissions de ces dernières sont relativement basses et se situent de 0,09 g/km à
1,1 g/km pour le CO (avec une valeur minimale correspondant logiquement au cas du Diesel) et de 0,007 g/km
à 0,8 g/km en HC + NOX (valeur minimale correspondant logiquement au cas « essence »).
À l’inverse, sur le plan de la consommation et du CO2, l’ensemble des cyclomoteurs possèdent un net
avantage. En effet, les automobiles testées dans l’étude européenne émettent de fortes quantités de CO2,
avec de 142 g/km jusqu’à 276 g/km de CO2 ! Pour la consommation, ce résultat très défavorable aux automobiles se retrouve avec des niveaux élevés de 7,6 à 11,6 l/100 km pour les « essence » et de 5,3 à
7,9 l/100 km pour les Diesel.
Résultats Motocycles
Émissions et consommations des motocycles
Afin de compléter la première campagne de mesures déjà relativement fournie, nous avons évalué quelques
motocycles supplémentaires pour deux familles distinctes :
• les motocycles de 125 cm3 ;
• les motocycles de plus de 125 cm3.
Émissions et consommations des motocycles de 125 cm3
L’évaluation des niveaux d’émissions et de consommation a été menée sur huit motocycles, plus précisément sur
quatre couples de deux motocycles identiques, ce qui permet, en plus de la répétition des essais, de vérifier la
reproductibilité des résultats pour un « modèle constructeur » donné. Les modèles retenus représentent les
familles de 125 cm3 actuellement délivrées à la vente : scooter urbain, scooter à grandes roues et petite moto.
Six motocycles correspondant à ces trois types ont été testés en 2003, ainsi qu’un couple de type « petite moto »
au printemps 2005.
(1) cf. synthèse « Évaluation de véhicules légers fonctionnant au GPL et comparatif avec leurs versions essence et Diesel », L. Gagnepain
http://www.ademe.fr/auto-diag/transports/rubrique/Publications/document/rapportADEMEGPLEuro3_vf.PDF
11 • •
Lors de l’évaluation lancée en 2003, pendant la période de transition réglementaire pour l’application d’Euro2
aux motocycles (VN/NM 2003-2004 + dérogation, cf. § Normes Motocycles) il a été possible d’accéder à des
véhicules non dépollués ou munis d’une fonction dépollution limitée (petit élément de catalyseur dans l’échappement) et ayant déjà effectué plusieurs milliers de kilomètres. La campagne ADEME 2000 avait laissé envisager
l’apport important de la mise en place de catalyseurs sur des 125 cm3 neufs, en cours de mise au point chez un
constructeur de motocycles.
Les résultats sur ces huit véhicules permettent de refléter la situation du parc actuel des motocycles de 125 cm3,
car cette classe de cylindrées a bénéficié – et bénéficiera encore dans le cadre de l’application d’Euro3 – de
contraintes spécifiques moins sévères en ce qui concerne les émissions de polluants. La diffusion de catalyseurs
sur ce type de véhicules est en effet retardée au maximum et le cas échéant les catalyseurs mis en œuvre sont
sommaires (forte contrainte liée au coût et donc faible charge en métaux précieux).
L’essai sur cycle urbain fournit les informations suivantes : les niveaux d’émissions sont voisins d’un modèle à
l’autre avec, pour l’ensemble des véhicules, des émissions moyennes élevées restant en dessous de la limite
d’émissions réglementaire Euro1 avec de l’ordre de 12,4 g/km de CO, 1,3 g/km d’HC et 0,2 g/km de NOX, mais
très éloignées des nouvelles valeurs limites Euro2.
L’essai sur le cycle additionnel extra-urbain automobile amène, pour cet usage à vitesse plus élevée, une
augmentation sensible des rejets de CO (entre 15 et 25 g/km), alors que les HC et NOX varient peu.
Ceci entraîne un résultat élevé pour les motocycles de 125 cm3 sur l’ensemble du cycle urbain + extra-urbain
(cycle proche du cycle automobile), à savoir en moyenne 17,3 g/km de CO et 1,4 g/km d’HC + NOX, à
comparer aux valeurs attendues sur ce cycle pour les moins de 150 cm3 en 2006, respectivement 2 g/km et
0,8 g/km et ceci, départ à froid… Un effort sur le post-traitement et la gestion de l’alimentation est donc attendu.
Il s’avérera intéressant, dès lors, d’évaluer les performances environnementales de nouveaux véhicules 125 cm3
dépollués.
L’essai sur cycle « réel ADEME motocycles » fournit une indication complémentaire, conforme à la première
campagne d’essais de l’ADEME en 2000 : les rejets sur un cycle comportant de « vrais » transitoires sont en
augmentation sensible. Les niveaux moyens s’établissent en effet, pour la partie urbaine réelle, à 17,9 g/km en
CO et 3,1 g/km en HC, soit des variations de + 44 % et + 161 % par rapport à la partie urbaine du cycle motocycles 97/24. Pour la partie extra-urbaine réelle, là encore une augmentation est enregistrée avec + 22 % et
+ 42 % respectivement pour le CO et les HC, par rapport à la partie extra-urbaine du cycle Europe.
Enfin, pour le cycle US FTP, moins contraignant que le cycle « réel ADEME », on obtient, pour les six motocycles
testés, des valeurs plus proches des résultats sur cycle européen (cycle mixte urbain + extra-urbain dans ce cas),
mais des variations différentes selon les polluants : – 15 % sur le CO, + 11 % sur les HC, ce qui confirme la
sensibilité des émissions au cycle d’essais pour ces véhicules.
Synthèse résultats motocycles 125 cm3
CO
(g/km)
HC
(g/km)
NOx
(g/km)
HC + NOx
(g/km)
CO2
(g/km)
Consommation
(l/100 km)
Campagne ADEME 2000 - 7 motocycles de cylindrée inférieure à 125 cm3 (100 à 125 cm3). Résultats sur cycle urbain 97/24
Non dépollués (5 motocyles)
20,6
11,7
0,1
11,7
45,7
Dépollués (2 motocycles 2-T)
3,0
2,7
0,0
2,7
68,0
Campagne ADEME 2002-2003 (8 motocycles 4-temps 125 cm3)
Urbain 97-24
12,4
1,3
0,2
1,5
59,4
Extra-urbain 97-24
20,5
1,0
0,3
1,3
50,7
Mixte 97-24
17,3
1,1
0,3
1,4
54,2
Urbain « réel ADEME »
17,9
3,1
0,3
3,4
59,2
Extra-urbain « réel ADEME »
25,1
1,4
0,3
1,7
54,0
Cycle « réel ADEME » complet
23,4
1,8
0,3
2,1
55,2
Cycle US mixte (pour 6 motocycles) 13,9
1,1
0,3
1,3
52,2
Euro1 (1999/2000) 2-T // 4-T
8,0 // 13, 0
4 // 3
0,1 // 0,3
Euro2 (2003/2004) < 150 cm3
5,5
1,2
0,3
Euro3 (2006/2007) < 150 cm3
•• 12
2,0
0,8
0,15
4,8
3,4
3,5
3,6
3,5
4,1
4,1
4,1
3,2
Émissions et consommations des motocycles de plus de 125 cm3
L’évaluation des niveaux d’émissions et de consommation des motocycles de plus de 125 cm3 a porté :
• d’une part, en 2003, sur six modèles non dépollués de cylindrées différentes (400 cm3, 600 cm3 et 900 cm3) ;
• d’autre part, en 2005, sur quatre modèles dépollués (deux avec catalyseurs d’oxydation sommaires, deux avec
de véritables pots catalytiques et régulation de richesse par sonde lambda).
Comme pour les 125 cm3, des couples de motocycles identiques ont été testés, ce qui permet, en plus de la
répétition des essais, de vérifier la reproductibilité des résultats pour un « modèle constructeur » donné.
Pour les motocycles non dépollués
La première classe de cylindrées couverte, à savoir 400 cm3, est constituée de modèles 4-temps à carburateur,
sans système de post-traitement catalytique des gaz d’échappement : il s’agit, pour la campagne d’essais, de
véhicules de type « maxi-scooter », plutôt orientés vers le confort et non vers la puissance (23,5 kW ~ 32 ch).
Les deux autres paires de motocycles sont dotées de cylindrées plus importantes de types « routières » et « sportives » avec 600 cm3 et 900 cm3, avec des puissances bien supérieures, respectivement de 44,8 kW (60,9 ch) et
78 kW (106 ch) : cette dernière puissance approchant la limite maximale en France (la version « full power » de
cette moto étant en réalité par conception de 110 kW - 150 ch). Comme pour les 400 cm3, les véhicules testés
pour ces deux dernières catégories étaient des modèles 4-temps sans système catalyseur actif.
Pour les motocycles dépollués
Une paire de motocycles de type « routières » de 600 cm3 à motorisation 4-temps également, dotés d’une alimentation par injection et d’une mince section de catalyseur d’oxydation, de puissances 72 kW (98 ch).
Un autre couple de motocycles de plus fortes cylindrées 1 200 cm3 (grandes routières), équipés avec un pot
catalytique et régulation de richesse par sonde lambda et situés, comme pour les 900 cm3 précédemment cités,
en limite de la puissance maximale autorisée en France (81 kW-110 ch).
Les tests ont été réalisés, comme pour les motocycles de 125 cm3, selon plusieurs cycles de conduite : le cycle
« réel ADEME motocycles » développé en 2000, le cycle officiel européen 97/24/EC avec adjonction du cycle
extra-urbain 91/441 automobile (tel que prévu dans la dernière directive 2003/77) et le cycle réglementaire
américain, seulement pour les essais de motocycles non dépollués en 2003.
L’essai sur cycle urbain fournit les informations suivantes : les niveaux d’imbrûlés sont très élevés pour les deux
classes de cylindrées les plus élevées 600 et 900 cm3. Les niveaux atteints par les 400 cm3 sont beaucoup plus
faibles (d’un facteur 10) pour ce cycle réglementaire. Ceci témoigne du soin apporté sur ce véhicule, au niveau
du moteur, pour le respect des normes. Pour les motocycles dépollués testés, seuls les résultats sur les motocycles de fortes cylindrées 1 200 cm3 sont bons, les résultats en retrait des motocycles de cylindrées 600 cm3
illustrent le fait que la fonction dépollution mise en place assure le minimum pour répondre à la norme.
Sur le cycle extra-urbain européen (qui sera mis en œuvre seulement à compter d’Euro3), les niveaux d’émissions polluantes sont peu modifiés et restent élevés pour les 600 et 900 cm3, mais on note une forte augmentation du CO pour les cylindrées 400 cm3. Pour les motocycles dépollués de fortes cylindrées, les rejets en CO et
HC sont logiquement moindres que sur cycle urbain et, inversement, ceux des oxydes d’azote sont un peu plus
élevés : on retrouve, comme pour les automobiles, l’effet couplé thermique/catalyse des gaz d’échappement :
meilleure conversion de CO et HC et plus de NOX à la source (gaz plus chaud).
Les essais sur cycle « réel ADEME motocycles », à la fois sur les parties urbaines et extra-urbaines, fournissent des
informations similaires pour ce qui concerne les véhicules non dépollués et pour les véhicules munis d’un posttraitement limité des gaz d’échappements. En revanche, pour les motocycles équipés d’un dispositif performant
de dépollution, cette utilisation sur un cycle d’usage réel entraîne une dégradation sensible des rejets avec de
l’ordre de + 30 % sur les CO et les HC et + 100 % sur les oxydes d’azotes.
13 • •
Sur le cycle réglementaire américain US-FTP, si les niveaux d’émissions des motocycles de plus fortes cylindrées
non dépollués demeurent élevés, les émissions des 400 cm3 se détériorent toutefois moins qu’avec les cycles
d’usages réels : on peut penser que ceci est dû, comme pour les 125 cm3, à la sévérité modérée de ce cycle.
Ces résultats permettent de tirer les enseignements suivants :
• Les motocycles de type scooters 400 cm3 testés atteignent des niveaux d’émissions intéressants, qui témoignent du soin apporté par les constructeurs pour le respect de la norme, mais ces performances se dégradent
quelque peu en dehors du cycle normatif, lors des essais sur cycle d’usage réel.
• Les motocycles de types routiers et sportifs, testés sans système de dépollution, possèdent des niveaux d’émissions importants, ce qui confirme la nécessité d’une diffusion rapide de véhicules équipés en pots catalytiques.
Pour ces derniers, seuls les niveaux de CO2 et de consommations sont « raisonnables » par rapport à ceux des
automobiles. Nous reviendrons sur ce point dans le paragraphe « Deux-roues, consommation et CO2 ».
• Pour les véhicules récents dépollués actuellement commercialisés (tests de juin 2005), les constats suivants
peuvent être dressés :
- apport limité d’un simple catalyseur d’oxydation (—> renforcement de l’imprégnation en métaux précieux et
coût plus élevé à attendre), bien meilleure performance des systèmes avec contrôle de richesse (qui permettent une amélioration côté moteur et côté catalyseur) ;
- des progrès importants validés sur les motocycles de fortes cylindrées, par rapport aux modèles non dépollués (référence 900 cm3 retenue) avec des réductions drastiques des rejets – 96 % de monoxyde de carbone
et – 77 % des hydrocarbures imbrûlés et des oxydes d’azote NOX, du fait du bon fonctionnement des catalyseurs 3-voies équipés en sondes lambda ;
- un niveau répondant largement à la norme Euro2, permettant d’envisager le passage d’Euro3 en 2007 :
exemple : 1 g/km de CO pour un niveau exigé Euro3 de 2 g/km ;
0,6 g/km d’HC + NOX pour un niveau exigé Euro3 de 0,3 g/km.
Les niveaux d’émissions observés dans cette campagne de mesures pour les motocycles, à la fois de faible cylindrée 125 cm3 et de cylindrées plus importantes 400-900 cm3, sont illustrés dans le graphique ci-dessous, qui
souligne les marges de progrès apportées par les nouvelles technologies (exemple des nouveaux scooters
400 cm3 et des versions 1 200 cm3 à catalyseurs et sondes lambda).
6
CO : 50,4 g/km
Q1
600 et 900 cm3
dépollués
5
Q2
Moy.
4
HC + NOx g/km
Euro1 (4-T)
P2
3
125 cm3
P1
600 cm3
+ mini cata
2
U1
O2
U2
Moy.
T1
T2
Euro2
Moy.
< 150 cm3
O1
> 150 cm3
N1
400 cm3
1
1200 cm3
catalysés
+ sonde λ
N2
M1
M2
R1
Moy.
R2
S2
Moy.
S1
0
0
•• 14
2
4
6
8
10
12
14
16
CO g/km
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Synthèse résultats motocycles de plus de 125 cm3
CO
(g/km)
HC
(g/km)
NOx
(g/km)
HC + NOx
(g/km)
CO2
(g/km)
Consommation
(l/100 km)
Campagne ADEME 2000 - 16 motocycles de cylindrée supérieure à 125 cm3 (250 à 1500 cm3). Résultats sur cycle urbain 97/24
Non dépollués (10 motocyles)
22,0
5,8
0,12
5,9
107
Dépollués (6 motocycles)
2,4
0,9
0,13
1,0
204
Campagne ADEME 2002-2003 (6 motocycles 4-temps > 125 cm3)
400 cm3
Urbain 97-24
2,1
0,3
0,3
0,6
125,9
Extra-urbain (70/220 automobile)
12,6
0,4
0,7
1,0
86,8
Mixte 2002/51-2003/77
Cycle US-FTP
600 et 900 cm3
6,7
8,8
5,4
4,5
8,7
11,4
22,5
20,0
4,5
0,3
1,4
0,6
0,8
0,2
0,5
0,7
0,6
0,6
0,5
0,9
2,0
1,2
1,4
0,7
101,4
116,3
90,9
96,5
97,3
4,8
5,8
5,4
5,4
4,4
Urbain 97-24
32,3
24,7
Mixte 2002/51-2003/77
26,5
28,2
28,5
28,4
Cycle US-FTP
22,2
600 cm3 + mini catalyseur oxydation
3,8
1,7
2,3
6,0
2,6
3,3
2,2
0,1
0,3
0,2
0,2
0,4
0,4
0,1
3,9
2,0
2,5
6,2
3,0
3,8
2,3
143,0
87,4
104,3
129,9
89,3
98,3
120,9
8,6
5,5
6,4
8,1
5,9
6,4
6,8
Urbain 97-24
Mixte 2002/51-2003/77
1200 cm3 catalysés
Urbain 97-24
8,6
6,5
7,5
11,2
11,1
11,1
1,5
0,7
1,1
3,5
1,2
1,7
0,1
0,2
0,2
0,3
0,2
0,3
1,6
0,9
1,2
3,8
1,4
1,9
161,4
96,4
127,0
148,5
98,9
109,9
7,5
4,5
5,9
7,4
5,0
5,5
1,8
0,5
0,1
0,6
178,9
7,6
0,6
0,3
0,3
0,8
0,7
0,7
0,6
1,2
1,0
1,1
102,6
138,8
187,9
115,9
131,7
4,3
5,9
8,2
4,9
5,6
0,2
0,1
Mixte 2002/51-2003/77
1,0
0,3
3,0
1,0
0,7
0,2
1,2
0,4
Euro1 (1999/2000) 2-T // 4-T
8,0 // 13,0
4 // 3
Euro2 (2003/2004) > 150 cm3
5,5
1,0
2,0
0,3
Euro3 (2006/2007) > 150 cm3
0,1 // 0,3
0,3
0,15
Et les polluants non réglementés ?
Compte tenu de la nature des données à recueillir pour les PNR : nombre de polluants, quantités émises limitées, dispersion à la fois d’émissions et de mesures sur ce type de polluants, panel de véhicules, il est apparu
plus judicieux à l’ADEME de concentrer les essais UTAC sur les polluants réglementés et la consommation, pour
étudier plus en détail les effets liés à la technologie et à l’usage, au travers des différents cycles de tests.
L’éclairage sur les émissions de polluants non réglementés est obtenu, ou peut l’être par ailleurs, au travers de
travaux spécifiques. On doit citer plus particulièrement :
• Une étude (1) menée par l’association européenne des constructeurs de motocycles, ACEM, portant sur les
rejets des Polluants Non Réglementés et le dénombrement des particules solides à l’échappement de douze
deux-roues de cylindrées et technologies variées.
(1) “Motorcycle unregulated emissions report” - ACEM - Mars 2002.
15 • •
Les principaux résultats de cette étude, disponibles sur le web, sont synthétisés ci-après :
( http://www.acembike.org/html/docs/ACEM%20publications/ACEM%20unregulated%20emissions%20report.pdf )
Les technologies essayées concernent deux cyclomoteurs 50 cm3 2-temps et dix motocycles 4-temps de 150 cm3
à 1 300 cm3, avec alimentation en carburant par carburateur ou injection, présence ou non d’un système secondaire d’injection d’air, catalyseur ou non. Le détail figure dans le tableau ci-dessous.
Motocycles
Cylindrée
2-temps
ou 4-temps
Alimentation
Injection d'air
Catalyseur
BK01
180
4-T
Carbu
Non
Non
BK02
150
4-T
Carbu
Oui
Non
BK03
950
4-T
Inj.
Non
Oui
BK04
800
4-T
Carbu
Oui
Oui
BK05
650
4-T
Inj.
Non
Oui
BK06
500
4-T
Carbu
Non
Non
BK07
400
4-T
Carbu
Oui
Non
BK08
50
2-T
Inj.
Non
Non
BK09
1300
4-T
Inj.
Non
Oui
BK10
250
4-T
Carbu
Oui
Non
BK11
50
2-T
Carbu
Non
Oui
BK12
650
4-T
Carbu
Oui
Non
L’étude des polluants non réglementés a porté :
• D’une part, sur les polluants gazeux par mesures massiques et de concentration des espèces suivantes :
benzène, 1-3 butadiène, xylènes, C9-aromatiques, sulfure d’hydrogène, dioxyde de soufre, toluène, monoxyde
d’azote, dioxyde d’azote, protoxyde d’azote, méthane, formaldéhyde, acétaldéhyde et ammoniac.
• D’autre part, sur les particules solides par l’ensemble des mesures suivantes :
- mesure massique durant le cycle d’essai, par prélèvement sur filtre d’une fraction des gaz d’échappement via
un tunnel de dilution de type CVS (cf. réglementation automobile) ;
- mesure de la concentration de particules en nombre par comptage CPC (Condensation Particle Counter) ;
- spectre granulométrique (taille/masse) avec un impacteur en cascade (MOUDI® - 11 plateaux) ;
- analyse de composition chimique des suies recueillies (Chromatographies gazeuse + ionique).
Les conclusions à retenir sont les suivantes.
• Pour les PNR gazeux, les niveaux en composés hydrocarbonés sont logiquement liés à la quantité d’HC.
On note la présence « semblable » d’un modèle à l’autre des produits résultants de la combustion, comme le
1-3 butadiène, le méthane, et des composés aromatiques benzène, aromatiques en C7, C8 et C9 (espèces
provenant de la composition des essences). Pour les modèles à forts rejets d’imbrûlés HC (4-temps non catalysé, 2-temps), les valeurs de BTX (1) peuvent être 10 à 100 fois plus élevées que les valeurs usuelles des automobiles.
• Les valeurs minimales et maximales rencontrées lors du test de ces douze véhicules sont reportées dans
le tableau suivant, qui comporte deux colonnes supplémentaires à droite, illustrant les niveaux « rencontrés »
pour des véhicules légers dans l’étude européenne récente soutenue par l’ADEME, citée plus haut dans ce
document (cf. p11).
•• 16
(1) BTX : Benzène,Toluène et Xylènes.
Étude EETP de VL Euro3
Essence, Diesel, GPL sur cycles
NEDC froid & CADC chaud**
Étude ACEM pour 2 cyclomoteurs
et 10 motocycles sur cycles 97/24/EC*
Nom / Composition
2-roues
Min.
2-roues
Max.
VP
Min.
VP
Max.
Benzène
C6H6
6,3
107,2
0,001
2,40
1-,3 Butadiène
C4H6
0,6
17,7
0,01
0,49
Xylènes
C8H10
27,6
1250,2
0,002
3,87
C9 Aromatiques
C9H12
25,5
994,2
0,00
2,31
Sulfure d’hydrogène
H2S
~0
0,2
nd
nd
Dioxyde de soufre
SO2
0,3
5,6
0,15
11,29
Toluène
C7H8
22,9
1172,3
0,009
10,35
Monoxyde d’azote
NO
14,3
114,5
0,98
575,85
Dioxyde d’azote
NO2
~0
10,9
0,226
693,12
Protoxyde d’azote
N2O
~0
7,4
0,06
12,19
Méthane
CH4
3,7
145,8
0,320
26,80
Formaldéhyde
CH2O
4,1
61,8
0,00
6,77
Acétaldéhyde
C2H5O
~0
25,2
0,001
2,50
Ammoniac
NH3
0,6
35,8
0,15
96,95
* Attention, échantillon de véhicules limité et technologies Euro1.
** Étude menée par IFP,TNO, Milbrook et TÜV sur 30 véhicules légers. Le cycle NEDC (pour New European Driving Cycle) désigne le cycle automobile européen
réglementaire et le cycle CADC (pour Common Artemis Driving Cycle) est un cycle représentatif de circulations réelles, bâti dans le cadre de travaux européens
et composé de parties urbaines, routières et autoroutières.
Pour les particules
Les niveaux d’émissions en masse des particules sont très bas – à l’exception notable des cyclomoteurs à fonctionnement 2-temps – avec des niveaux pour les 4-temps de 0,002 g/km à 0,006 g/km. Ces niveaux sont largement inférieurs à la valeur limite Euro4 prévue en 2005 pour les Véhicules Particuliers sur leur cycle
d’homologation NEDC, fixée à 0,025 g/km, et de ce fait, comparables aux rejets des véhicules à motorisations
essence conventionnelles (généralement < 0,001 g/km) ou aux Diesel équipés en Filtres à Particules
(~ 0,004 g/km). Pour les deux motorisations 2-temps testées dans ce programme, les valeurs atteintes sont nettement plus élevées, avec respectivement 0,015 et 0,07 g/km.
Émissions massiques de particules
(g/km sur cycle 97/24/EC)
0,08
50 cm3
2-temps
0,07
0,06
Limite Euro3 - VP (0,05 g/km sur cycle NEDC)
g/km
0,05
0,04
0,03
Limite Euro4 - VP (0,025 g/km sur cycle NEDC)
50 cm3
2-temps
0,02
0,01
0
BK01
BK02
BK03
BK04
BK05
BK06
BK07
BK08
BK09
BK10
BK11
BK12
Pour ce qui est du nombre total de particules émises au km, il s’apparente au cas des véhicules particuliers avec
de l’ordre de 0,8x1012 à 1,3x1013 unités.
Note : les résultats du projet européen PARTICULATES (SAE 2004-01-1985) fournissent une indication sur les quantités de particules émises au kilomètre
dans le cas des véhicules particuliers : sans FAP, le nombre de particules sur cycle réglementaire NEDC des véhicules légers Diesel se situe dans une
plage allant de 0,6 à 2x1014. Des niveaux moindres mais proches sont obtenus pour les véhicules essence à injection directe (0,3 à 5x1013) et des niveaux
plus faibles pour les véhicules essence conventionnels (4x1011 à 7x1012) et bien entendu pour les Diesel équipés en FAP (1,5x1010 à 4x1012).
17 • •
Le profil granulométrique s’avère délicat à déterminer pour les motorisations 4-temps avec la métrologie utilisée
et les faibles quantités de particules recueillies (une analyse SMPS aurait sans doute permis d’en savoir plus).
Pour les deux cas de motorisation 2-temps, où la quantité émise est plus élevée, on retrouve en revanche un
profil de spectre (masse/taille) typique des motorisations à combustion interne, avec une loi log-normale monomodale centrée sur une médiane correspondant au plateau 320-560 nm.
Des éléments sur le profil granulométrique (nombre/taille) par SPMS figurent dans d’autres études, notamment
les études de l’école d’ingénieurs de Bienne en Suisse (HTI-BFH : Hochschule für Technik und Informatiks Berner Fachhochschule) sur les rejets particulaires des deux-roues :
• Étude (1) d’un petit 2-temps 50 cm3 et d’un petit 4-temps 125 cm3.
• Étude (2)(3) des motorisations nouvelles de type 2-temps à injection directe (Peugeot ‘TSDI’, Aprilia ‘Ditech’).
• Étude (4) des nano-particules de deux motocycles 4-temps de fortes cylindrées.
Elles fournissent les informations principales suivantes :
• les particules fines de diamètre 45 nm sont dix fois plus nombreuses que celles de diamètre 95 nm ;
• effet favorable du catalyseur en masse : réduction de 50 à 90 % de la quantité de particules émises ;
• effet variable du catalyseur sur le nombre : réduction pour le 4-temps, augmentation pour le 2-temps
(vraisemblablement du fait d’un déréglage du ratio air/carburant), d’où l’intérêt d’approfondir le process de
formation des particules dans le cas des deux-roues ;
• émission moindre de particules pour le moteur 2-temps IDE avec niveau comparable au 4-temps, mais au
détriment d’un accroissement des émissions de NOX.
Les profils de distributions granulométriques en nombre/taille par analyse de mobilité électrique (SMPS)
présentés ci-après confirment la similitude avec les profils classiques des émissions particulaires des motorisations thermiques automobiles.
SMPS - Distribution en taille des particules
Spectre granulométrique cyclomoteurs et motocycles
1.E+10
counts dN/dlog Dp [1/cm3]
1.E+09
avec
catalyseur
2-T
2-T
injection directe
1.E+08
sans
catalyseur
1.E+07
sans catalyseur
1.E+06
avec catalyseur
1.E+05
4-T
1.E+04
1.E+03
1
10
d [nm]
100
1000
Émissions de particules pour différentes motorisations 2-temps, 4-temps avec/sans catalyse, moteur chaud, vitesse constante : 30 km/h.
(Source : BUWAL/École d'Ingénieurs de Bienne - Déc. 2002.)
•• 18
(1) ‘’Summer Cold Start and Nanoparticulates of small scooters’’ - HTI-BFH - SAE 2002-01-1096 - Déc 2000.
(2) ‘’Summer Cold Start & emissions of different 2-wheelers’’ - HTI-BFH - Contrat BUWAL VLR.02.05 - Déc. 2002.
(3) ‘’Emission Factors and Influences on Particle Emissions of Modern 2-Stroke Scooters’’ - HTI-BFH - Contrat BUWAL VLR.03.05 - Déc. 2003.
(4) ‘’Summer Cold Start, limited emissions and Nanoparticulates of 4 Stroke-Motorcycles’’ - HTI-BFH - Contrat BUWAL VLR.01.23 - Déc. 2001.
Analyse au regard des véhicules particuliers
On se trouve dans une situation voisine de celle des motorisations essence, qui ne sont pas, pour l’heure,
réglementées :
• La réglementation VP pour 2010 (Euro5 et au-delà) devrait évoluer vers une analyse nombre/taille des particules et prendre en compte le cas des motorisations essence, notamment pour celles dotées de la technologie
d’injection directe.
• Les motocycles devraient subir le même sort que ce dernier type de motorisations avec l’apparition de
l’injection directe, et le cas spécifique des 2-temps, où des niveaux très élevés d’HC (combustion + huile)
sont rencontrés, est à traiter.
• Le problème de métrologie des émissions de particules devrait pouvoir trouver des réponses avec l’amélioration de la méthode gravimétrique prévue au plan réglementaire (travaux du MVEG pour Euro5 et 6), et la
mise au point de plus en plus précise de techniques d’analyse des particules, en nombre et taille.
Deux-roues, consommation et CO2
Nous présentons ci-après, plus en détail que dans les paragraphes précédents, centrés sur les émissions de
polluants, les niveaux de consommation de carburants observés pour les véhicules deux-roues et leurs rejets
de gaz à effet de serre/CO2.
Consommation des cyclomoteurs
Les mesures ont été réalisées sur trois types de cycles, comme pour les rejets d’émissions polluantes : urbain
Europe, cycle US-FTP, et cycle urbain « réel ADEME cyclomoteurs ».
Des consommations basses très intéressantes sont notées pour les technologies récentes catalysées (2,9 à
3,4/100 km) ou à injection directe (2 à 2,4 l/100 km). Des niveaux plus élevés sont en revanche obtenus pour
des technologies plus vétustes (3,7 à 4,4 l/100 km) heureusement appelées à disparaître.
Consommation des cyclomoteurs
7,0
Non catalysés
6,0
5,0
l/100km
4,0
Catalysés
Moy. 2-T carbu.
non catalysé
Moy. 2-T
carbu.
catalysé
3,0
4-T
Injection
+ catalysé
2,0
2-T inj. directe
1,0
0,0
Urbain
R47 Europe
Cycle
US-FTP
Cycle « réel ADEME
cyclomoteurs »
Urbain
R47 Europe
Cycle
US-FTP
Cycle « réel ADEME
cyclomoteurs »
19 • •
Il s’avère intéressant de rapprocher ces données des consommations en cycle urbain des véhicules légers : en
effet, les niveaux de consommation des meilleurs véhicules particuliers (Palmarès ADEME 2005 (1)) s’établissent,
sur la partie urbaine du cycle automobile où le rendement des moteurs automobiles est particulièrement
dégradé (pénalisation masse du véhicule, inertie, démarrage, redémarrage…), entre 5 l/100 km et 6,5 l/100 km
pour les véhicules essence (pour mémoire entre 3,9 l/100 km et 5,5 l/100 km pour les véhicules Diesel).
Note : compte tenu de la différence de densité entre gazole et essence, il est souhaitable de ne comparer les consommations volumiques des cyclomoteurs ou motocycles qu’avec leur homologue VP essence. La « lecture » plus correcte mais peu habituelle pour réaliser une comparaison avec les
consommations des VP Diesel serait d’utiliser les kg/100 km de carburant (consommation massique). La comparaison des cyclomoteurs ou motocycles avec les automobiles sur le plan du CO2 présentée dans le paragraphe suivant n’aura pas cet inconvénient, puisque le CO2 émis est exprimé
en grammes par kilomètre parcouru.
Consommations des petits motocycles 125 cm3
Lors de cette campagne d’essais, les consommations de ces véhicules se sont établies entre 3,2 et 4,0 l/100 km
selon les cycles utilisés (urbain Europe, extra-urbain Europe, mixte Europe, « réel urbain ADEME », « réel extraurbain ADEME », « réel mixte ADEME » et US-FTP), et ceci pour des véhicules non dépollués. Pour des véhicules
à technologies nouvelles, on peut s’attendre à des résultats encore meilleurs.
Comme pour les cyclomoteurs, ces performances sont intéressantes dans une logique de comparaison avec
l’automobile. Ce qui est vrai pour les usages urbains – cf. les données précédemment citées du palmarès
ADEME – reste valable pour les usages extra-urbains et mixtes : les 125 cm3 sont encore bien placés par rapport
à des consommations de 4,3 à 5,1 l/100 km sur cycle européen mixte et de 3,9 à 4,6 l/100 km sur cycle extraurbain des meilleures VP Essence (pour mémoire respectivement entre 3 et 4,3 l/100 km et entre 2,7 et
3,9 l/100 km pour les meilleurs VP Diesel).
Consommation des motocycles de 125 cm3
6,0
5,5
Cycles « réels ADEME »
5,0
l/100km
4,5
Cycle
réglementaire
américain
Cycles réglementaires européen
4,1
4,1
4,1
4,0
3,6
3,5
3,5
3,5
3,2
3,0
2,5
2,0
Cycle
US-FTP
•• 20
Urbain
97/24 Europe
Extra-urbain
70/220 Europe
Mixte Europe
2002/51
(1) http://www.ademe.fr/auto-diag/transports/rubrique/CarLabelling/PresentPalmares2.asp
« réel urbain
ADEME »
« réel extra-urbain
ADEME »
« réel mixte
ADEME »
Consommation des motocycles de plus de 125 cm3
Les résultats en termes de consommation ont fait apparaître, d’une manière similaire aux mesures d’émissions de
polluants, des amplitudes différentes entre les familles des 400, 600, 900 et 1200 cm3.
Pour les 400 cm3 de type maxi-scooter, le niveau est encore satisfaisant quoique plus élevé que celui des véhicules de 125 cm3 (ceci est certainement dû à la masse de ces véhicules orientés « confort » ) avec des consommations volumiques de 4,4 à 5,4 l/100 km, selon le cycle utilisé.
Pour les 600 et 900 cm3, les niveaux de consommation s’avèrent nettement plus élevés, ceci est évidemment lié
à la puissance installée. On retrouve un phénomène bien connu en automobile : pour permettre des performances (accélération, vitesse maximum…), on installe de la puissance et donc on obtient un bilan de consommation énergétique dégradé en usage réel. Cela s’avère particulièrement vrai pour les motorisations à allumage
commandé (c’est le cas des deux-roues) où le rendement à charge partielle est médiocre.
Avec des consommations autour de 6,2 l/100 km sur le cycle mixte européen, les motocycles de cylindrées
600 cm3 et 900 cm3 évalués ne sont pas réellement bien placés par rapport aux véhicules particuliers : on l’a vu,
les meilleurs véhicules essence sur ce même cycle, qui plus est départ froid, consomment moins que cela avec
seulement 4,3 l/100 km à 5,2 l/100 km et, d’une manière générale, la consommation moyenne de l’ensemble des
VP essence nouvellement immatriculés s’établit à un niveau de 6,8 l/100 km, voisin du résultat des motocycles.
Pour les motocycles 1 200 cm3 à technologie plus perfectionnée (injection + sonde lambda), les résultats en
consommation sont meilleurs que pour la catégorie précédente, mais encore supérieurs – en raison de la
puissance installée et de la masse du véhicule – aux modèles 400 cm3.
Consommation des motocycles de plus de 125 cm3
8,0
7,0
6,8
6,4
6,4
l/100km
6,0
5,9
5,6
5,4
5,0
600 et 900 cm3
4,8
1200 cm3
4,4
4,0
400 cm3
3,0
2,0
Mixte Europe
Cycle
2002/51
« réel ADEME »
Cycle
US-FTP
Mixte Europe
Cycle
2002/51 « réel ADEME »
Cycle
US-FTP
Mixte Europe
Cycle
2002/51 « réel ADEME »
Exprimés en consommation divisée par la masse du véhicule pour représenter l’efficacité énergétique à la masse
déplacée, les résultats s’avèrent franchement décevant pour les motocycles, avec un rapport d’efficacité par
rapport à l’automobile (1) de 3:1 (trois fois plus d’énergie nécessaire au motocycle qu’à la voiture pour déplacer
une tonne) jusqu’à 5:1.
Mais, pour la notion de déplacement de personnes, c’est la valeur d’efficacité énergétique à la personne transportée qui compte et là, du fait des taux de remplissage usuels des véhicules (2), la comparaison est plus
clémente pour les motocycles : l’écart par rapport à l’automobile est ramené à 1,5:1 à 2:1 pour un usage mixte,
et devient favorable pour un usage urbain avec 0,8:1 pour les 600/900 cm3. Il est même de 0,5:1 pour les
400 cm3 qui s’avèrent, pour cet usage, pratiquement deux fois plus efficaces que les véhicules automobiles.
(1) Masse de référence utilisée : moyenne masse à vide véhicules essence pondérée par les immatriculations 2004 : 1 080 kg, moyenne masse à vide des
motocycles 600 cm3 et 900 cm3 testés 205 kg.
(2) Taux de remplissage VP : 2,2 tous usages, 1,15 ville et motocycles : 1,1 - Sources TREMOVE (UE/DG Env.), Agence Européenne de l’Environnement.
21 • •
Efficacité énergétique
en l/100 km/t.
Scooter 400 cm3
Ratio 2-roues/auto
600 et 900 cm3
Ratio 2-roues/auto
1200 cm3
Ratio 2-roues/auto
Réf. automobile*
Efficacité énergétique
en l/100 km/voy.
Cycle urbain
Cycle mixte
Cycle urbain
Cycle mixte
26,4
23,6
4,0
4,4
3,2
3,7
31,1
4,9
41,8
5,0
29,4
22,7
3,6
6,3
3,5
8,3
0,5 (1/1,9)
1,5
6,2
5,8
0,8 (1/1,2)
2,0
7,0
5,4
0,9 (1/1,1)
1,8
3,0
7,7
* moyenne pondérée des immatriculations des véhicules essence 2004.
CO2 - Gaz à effet de Serre
Avertissement
Si, dans le cas de véhicules dépollués (catalysés ou émettant à niveau très faible les polluants carbonés et
hydrocarbonés CO & HC), il existe une quasi-proportionnalité entre consommation de carburant et rejets
de CO2 à l’échappement, il n’en va pas de même pour les véhicules à forts niveaux de rejets en CO et HC
(le carbone non « vu » dans les gaz sous forme de CO2 se trouve sous forme de CO et HC – cf. notion de
« combustion incomplète »).
Pour permettre une analyse plus juste des contributions aux rejets de gaz à impact sur le réchauffement
climatique, il est préférable d’afficher pour les différentes catégories et technologies de véhicules à deuxroues des niveaux d’équivalent CO2, représentant en fait la quantité de gaz à effet de serre (GES) émis.
Pour établir cette équivalence, si des coefficients PRG (1) (ou GWP) sont facilement disponibles pour
certaines molécules comme le N2O, CH4, SF6, PFC… et font l’objet d’un large consensus de l’instance
internationale GIEC-IPPC (2), il est plus délicat de retenir des coefficients d’équivalence pour les autres
composés présents à l’échappement : notamment dans le cas du CO, des hydrocarbures imbrûlés et
encore plus pour les oxydes d’azote. Nous nous appuyons pour notre analyse sur les données envisagées
par le GIEC : à savoir, PRG pour le CO à minima de 1,15 (IPCC 2001, d’après l’équivalence CO <—> CH4),
PRG pour les HC à minima de 11 (valeur hors méthane HCNM de l’IPCC 1991) et pas de prise en compte
des oxydes d’azote.
Pour plus de détails, se référer aux sites
http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/ et http://www.ipcc.ch/
Émissions d’équivalent CO2 des cyclomoteurs
Les résultats pour le seul CO2 donnent des niveaux plus élevés pour les véhicules catalysés que pour les véhicules
non catalysés, compte tenu de la conversion de quantités importantes de CO et HC (cf. paragraphes sur émissions
des cyclomoteurs). L’utilisation d’équivalent CO2 fournit un éclairage différent avec les positions suivantes.
Éq.CO2 en g/km
Véhicules testés
(nbre)
Urbain 97/24
FTP
Urbain réel
2-T carburateur
8
169,0
179,1
102,7
2-T injection
1
62,0
59,8
71,9
4-T
1
69,1
72,5
87,0
2-T carburateur
5
81,4
86,3
103,0
2-T injection
1
52,0
57,4
66,5
Non catalysés
Catalysés
(1) PRG : Pouvoir de Réchauffement Global, GWP : Global Warming Potential.
(2) GIEC : Groupement Intergouvernemental d’Experts sur l’évolution du Climat - IPCC : Intergovernemental Panel on Climate Change.
•• 22
Ceci reflète mieux les progrès réalisés et les gains énergétiques des modèles à technologie récente. C’est
particulièrement visible pour le modèle catalysé à injection, et légitime le mode de présentation de l’impact sur
les rejets de gaz à effet de serre choisi dans notre synthèse, par équivalent CO2.
Les niveaux de rejets de gaz à effet de serre sur des cycles typés urbains se révèlent être très bien placés, par
rapport aux niveaux occasionnés par les automobiles sur la partie urbaine du cycle réglementaire (cycle qui n’est
pas particulièrement sévère par rapport aux usages réels et à certaines conditions de trafic), puisque les meilleurs
véhicules émettent alors entre 103 et 143 g/km de CO2 pour les Diesel, et de 120 à 155 g/km pour les essence.
Émissions d’ équivalent CO2 des motocycles de 125 cm3
Selon les cycles utilisés, les niveaux moyens de rejets pour ces motocycles se situent entre 80 et 109 g/km
d’équivalent CO2.
Éq.CO2 en g/km
Moyenne
motocycles
125 cm3
Cycle US
(mixte)
Urbain
97-24
Extra-urbain
97-24
Mixte 2002/51
(départ chaud)
Urbain
réel
Extra-urbain
réel
Cycle réel
complet
80
88
85
86
109
98
102
Le niveau sur cycle urbain européen de 84 g/km éq.CO2 est satisfaisant par rapport au niveau précédemment cité
pour les véhicules particuliers en ville, lieu d’utilisation privilégiée de cette catégorie de véhicules à deux roues.
Émissions d’ équivalent CO2 des motocycles de plus de 125 cm3
Pour les motocycles de cylindrées supérieures à 125 cm3, les résultats en termes d’émissions de gaz à effet de
serre se situent à un niveau plus élevé que pour la catégorie précédente, compte tenu des niveaux de consommation (et donc du CO2 à l’échappement) et du carbone rejeté par combustion incomplète (CO, HC).
Les niveaux atteints, de 105 g/km éq.CO2 à 144 g/km éq.CO2 pour les 400 cm3 selon les cycles, restent corrects
par rapport aux données rencontrées pour les véhicules particuliers, notamment si l’on examine l’usage en cycle
mixte (115 g/km), où les meilleures automobiles se situent respectivement entre 90 et 115 g/km pour les Diesel
et entre 104 et 122 g/km de CO2 pour les essence.
Pour les 600 cm3 et 900 cm3, les résultats allant de 127 g/km éq.CO2 à 219 g/km témoignent d’une performance
médiocre, en termes d’impact effet de serre, pour ces motocycles testés pendant la période de transition réglementaire sur les émissions de polluants et peu ou pas équipés en système de dépollution. Largement plus émetteurs que les meilleurs véhicules essence/Diesel, ils sont également encore au-dessus des valeurs moyennes
essence/Diesel des véhicules vendus, sur le cycle mixte. Plus précisément 78 % des véhicules Diesel et 55 % des
véhicules essence immatriculés(1) se situent en dessous du niveau de 160 g éq.CO2/km, obtenu sur cycle mixte
par ces motocycles de cylindrées élevées.
Pour les motocycles de 1200 cm3 pour lequel des résultats en net progrès étaient attendus, compte tenu d’une
technologie plus moderne avec injection de carburant régulée par contrôle de la teneur en oxygène des gaz
d’échappements (sondes lambda), et dépollution catalytique, les niveaux s’avèrent, en effet, bien meilleurs avec
103 à 188 g/km éq.CO2 selon le cycle d’essais. De fait, ils possèdent des rejets très similaires à ceux des automobiles : avec 143 g/km éq.CO2 sur le cycle mixte européen, qui sert généralement de référence, ces motocycles sont mieux placés puisqu’ils émettent moins de gaz à effet de serre que la moyenne des émissions des
véhicules Essence (163 g/km) et Diesel (150 g/km) vendus.
Le tableau figurant ci-après fournit une comparaison des performances sur le plan des rejets de gaz à effet de
serre des différentes catégories de véhicules : cyclomoteurs, 125 cm3 et motocycles de plus de 125 cm3 testés
dans la campagne ADEME, ainsi que des véhicules particuliers actuellement vendus.
(1) http://www.ademe.fr/auto-diag/transports/rubrique/CarLabelling/doc/vehicules_particuliers_fr_2005.pdf
23 • •
Synthèse résultats d’émission de CO2 équivalent des cyclomoteurs et motocycles
Mixte
US-FTP
Cyclomoteurs
Non catalysés
2-temps carburateur
179,1
2-temps injection
59,8
4-temps
72,5
Catalysés
2-temps carburateur
86,3
2-temps injection
57,4
Motos < 125 cm3 (non dépollués)
4-T carbu
80
Motos > 125 cm3 (non dépollués)
400 cm3
105
600 cm3 et 900 cm3
170
Motos > 125 cm3 (dépollués)
1200 cm3
–
Automobiles
VP Diesel Top Ten Min./Max
–
VP essence Top Ten Min./Max
–
Moyenne des ventes 2004 Diesel
–
Moyenne des ventes 2004 essence
–
Moyenne des ventes 2004
–
Urbain
Europe
Urbain
réel
Extra-urbain Extra-urbain
Europe
réel
Mixte
Europe
Mixte
réel
169,0
62,0
69,1
102,7
71,9
87,0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
81,4
52,0
103,0
66,5
–
–
–
–
–
–
–
–
84
104
83
96
84
99
132
211
144
219
105
127
124
142
115
156
128
159
186
202
104
119
143
137
103/143
120/155
192
216
199
–
–
–
–
–
82/103
93/107
125
132
127
–
–
–
–
–
90/115
104/122
150
163
154
–
–
–
–
–
Conclusions
L’ensemble des travaux menés par l’ADEME sur les deux-roues motorisés permet de dresser les principaux
constats suivants.
Un parc total de 2,4 millions de deux-roues motorisés
Le parc des deux-roues est constitué de 1,4 million de cyclomoteurs (c’est-à-dire de deux-roues de cylindrée
inférieure à 50 cm3 et de vitesse maximale limitée à 45 km/h), dont près de la moitié de scooters et de 1 million
de motocycles. Les ventes annuelles sont de l’ordre de 170 000 unités pour chacune de ces deux catégories.
Les cyclomoteurs effectuent environ 2400 kilomètres par an contre 2000 à 6000 km/an pour les motocycles.
Historiquement largement constitué de motorisations à 2-temps (près de 75 % en 1980) pour des raisons de
simplicité, d’encombrement, de performances, le parc de deux-roues évolue, depuis les années 1990, avec
l’introduction des réglementations antipollution et la demande accrue d’agrément de conduite formulée par les
utilisateurs, vers une majorité de véhicules à motorisation 4-temps (de l’ordre de 60 % de 4-temps en 2005
contre 25 % en 1980).
Depuis 2000, un planning d’application de normes est établi
Avec un certain retard par rapport à leurs homologues automobiles, compte tenu des contraintes technologiques et de coûts, les deux-roues voient leurs niveaux d’émissions contraints à la baisse par des directives
européennes (97/24 et 2002/51). Plusieurs paliers de réduction des rejets sont désormais en place :
• Euro1 en 2000 et Euro2 en 2004, à la fois pour les cyclomoteurs et les motocycles ;
• Euro3 en 2007 pour les motocycles (en cours de discussion pour les cyclomoteurs).
•• 24
Les deux-temps et les quatre-temps sont désormais
soumis aux mêmes normes d’émissions
Les efforts technologiques et la nouvelle structure des normes font qu’il n’y a plus lieu de distinguer les
motorisations de type 2-temps/4-temps. Désormais, les mêmes niveaux d’émissions sont exigés pour les différentes technologies. Rappelons que la norme précédente d’émissions (Euro1-2000) autorisait des rejets en
hydrocarbures imbrûlés pour les motocycles 2-temps encore supérieurs de 33 % par rapport aux 4-temps et
que la réglementation précédente, applicable pendant les années 1990-2000, permettait même un niveau
d’émissions d’HC pour les 2-temps deux fois supérieur à celui des 4-temps ! Il subsiste seulement, pour l’instant, une distinction pour les motocycles, entre les petites cylindrées et les cylindrées plus importantes (en
deçà ou au-delà de 150 cm3), pour refléter les différences d’utilisation (usage urbain et loisirs/ usage mixte :
urbain-routier-autoroutier).
Les nouvelles normes imposent une diminution drastique
des émissions des deux-roues
Une réduction forte des émissions avec, entre Euro1 (2000) et Euro2 (2004).
Pour les cyclomoteurs :
• division par 6 des rejets de monoxyde de carbone (CO) !
• division par près de 3 des émissions d’hydrocarbures imbrûlés (HC).
Pour les motocycles :
• CO : réduction de – 30 % pour les 2-temps à – 60 % pour les 4-temps ;
• HC : division par 3 pour les 4-temps et jusqu’à par 4 pour les 2-temps.
Pour les motocycles, ces niveaux d’émissions devront encore décroître au 1er janvier 2007 :
• de 60 % supplémentaires pour le CO ;
• de 60 % supplémentaires pour les HC (un effort un peu moindre pour l’instant sur les cylindrées inférieures à
150 cm3 avec – 33 %).
Les tests réalisés par l’ADEME montrent les progrès significatifs
des cyclomoteurs en matière de dépollution...
Un test de véhicules catalysés a été réalisé pour la catégorie cyclomoteurs. Les résultats permettent de vérifier
l’apport considérable de la dépollution pour abaisser les rejets :
• réduction de 80 % du CO et de 85 % des HC pour les moteurs 2-temps à carburateur ;
• réduction de 76 % en CO et 60 % en HC pour les moteurs 2-temps à injection.
Même s’il est très délicat de comparer les rejets de catégories de véhicules différentes comme l’automobile et les
deux-roues (insertion dans le trafic, profils cinématiques des parcours…), on peut noter, en s’attachant aux
performances en milieu urbain (polluants exprimés en g/km) :
• pour les motorisations non dépolluées qui ne sont heureusement plus commercialisées aujourd’hui (mais qui
sont encore présentes dans les parcs), on retrouve des rejets de 2 à 16 fois plus élevés en CO et de 1,25 à
14 fois plus élevés en HC que pour le véhicule automobile le moins bien placé dans une récente étude européenne, à laquelle l’ADEME a participé (tests de véhicules particuliers Euro3) ;
• à l’inverse pour les motorisations dépolluées (ex : 2-temps injection catalysée) les résultats sont satisfaisants et
prometteurs avec des ordres de grandeur d’émissions comparables à ceux des automobiles testées.
25 • •
… que l’on observe aussi sur les motocycles
Pour des motocycles non dépollués (encore commercialisés pendant la période transitoire de mise en place de la
norme lors de la campagne d’essais ADEME), les points suivants ont pu être vérifiés :
• Pour des 125 cm3 : amélioration importante des performances environnementales entre 2000 et 2003, avec une
réduction de prés de 50 % du CO et de plus de 90 % des HC (et ceci sans mise en œuvre de catalyseurs).
• Rappelons que des tests menés, en 2000, sur des premiers véhicules catalysés de cette catégorie ont montré le
grand potentiel de dépollution de la catalyse (plus de 80-85 % de réduction sur CO et HC).
• Pour les motocycles de plus de 125 cm3, les nouveaux tests ont mis en évidence le bon comportement en
émissions des modèles 400 cm3 (moteurs 4-temps) et les niveaux logiquement plus élevés de celles-ci en ce
qui concerne les cylindrées plus fortes non dépolluées (600 et 900 cm3).
Pour des véhicules récents dépollués actuellement commercialisés : tests de juin 2005 sur des motocycles de forte
cylindrée (1200 cm3), pour lesquels les constats suivants peuvent être dressés :
• des progrès importants par rapport aux modèles non dépollués avec des réductions drastiques des rejets
– 96 % de monoxyde de carbone et – 77 % des hydrocarbures imbrûlés et des oxydes d’azote NOX du fait du
bon fonctionnement des catalyseurs 3-voies équipés en sondes lambda ;
• un niveau répondant largement à la norme Euro2 et permettant d’envisager le passage d’Euro3 en 2007 :
exemple : 1 g/km de CO pour un niveau exigé Euro3 de 2 g/km ;
0,6 g/km d’HC + NOX pour un niveau exigé Euro3 de 0,3 g/km.
Le débridage détériore fortement la qualité de l’air
L’effet du débridage (retrait des dispositifs limitant la puissance et/ou la vitesse maximale) a été également
étudié pour les cyclomoteurs. Il faut retenir que le débridage entraîne une dégradation alarmante des émissions
polluantes pour les technologies récentes (catalysées et/ou dotées de système à injection) :
• augmentation très forte des rejets pour la technologie d’injection directe non catalysée :
+ 143 % de CO ;
+ 54 % pour les HC + NOX ;
• augmentation sensible également pour les véhicules catalysés de l’ordre de + 8 % pour le CO et + 13 % pour
les HC + NOX. Dans ce dernier cas, il faut noter que l’effet du débridage va être très significativement amplifié
à terme par la détérioration rapide du système catalytique (du fait des quantités de HC émises et des augmentations de températures correspondantes).
Dans cette situation ou plus radicalement lors de débridages ‘extrêmes’ par le retrait pur et simple de l’élément
catalytique, les niveaux de rejets des deux-roues dépollués vont atteindre les seuils prohibitifs émis par les
deux-roues non dépollués (CO multipliés par 3, rejets d’HC + NOX multipliés par 4).
Sur les cycles d’essais « usages réels », les rejets augmentent
Les tests sur cycles d’essais « usages réels » cyclomoteurs et motocycles définis par l’ADEME avec l’UTAC, ont
permis les deux constats importants suivants :
• malgré des niveaux plus élevés de rejets de polluants (phénomène également rencontré en automobile), les
ordres de grandeurs restent comparables. Le cycle d’essais officiel permet donc d’apprécier les efforts technologiques d’une génération à l’autre ;
• les niveaux de rejets de polluants réellement émis à l’atmosphère peuvent s’avérer sensiblement supérieurs
aux données constatées sur les cycles d’essais normatifs : il a pu ainsi être constaté des rejets accrus en CO de
+ 20 à + 50 % et de + 26 % à + 88 % en HC pour des cyclomoteurs 2-temps à carburateur non catalysés et
catalysés (cette dernière technologie, plus pointue, étant logiquement plus sensible aux cycles d’usages).
•• 26
L’attrait des deux-roues motorisés de petites et moyennes cylindrées
en matière de consommation et de rejets de gaz à effet de serre (CO2)
Les tests mis en place par l’ADEME ont permis d’évaluer les niveaux de consommation de carburant et les rejets
de CO2 associés des différents cyclomoteurs et motocycles investigués. Il ressort principalement :
• un niveau de rejets de l’ordre de 50 à 80 g/km éq.CO2 (selon le véhicule) en usage urbain pour les cyclomoteurs récents, à comparer à des rejets urbains de l’ordre respectivement de 103 à 143 g/km et de 120 à
155 g/km pour les 10 meilleurs véhicules Diesel et essence mis en vente en 2004 ;
• un niveau également intéressant pour les 125 cm3, avec des rejets situés autour de 85 g/km sur cycle urbain, à
comparer aux rejets de 103 à 143 g/km (Diesel) et de 120 à 155 g/km (essence) pour les 10 meilleurs véhicules mis en vente en 2004 ;
• un niveau peu satisfaisant pour les motocycles de cylindrées supérieures non dépollués, hormis pour les
400 cm3 (scooters 4-temps, plutôt orientés agrément que performances) avec 115 g/km en usage mixte. Les
motocycles routiers ou sportifs testés affichant un niveau de CO2 équivalent de 160 g/km, ce qui correspond,
à peu de chose près, à la moyenne des ventes de la catégorie véhicules essence en 2004. Ce résultat les
pénalise sur le plan de l’efficacité énergétique, au passager transporté ;
• un niveau plus satisfaisant pour les motocycles de cylindrées 1200 cm3 à technologie injection de carburant
plus pot catalytique, avec de l’ordre de 140 g/km d’équivalent CO2 en usage mixte, ce qui les situe en dessous
de la moyenne d’émissions des automobiles vendues mais en retrait par rapport par aux meilleurs véhicules
Diesel et Essence. Compte tenu de la masse limitée des motocycles par rapport aux véhicules particuliers, on
est en droit d’espérer des progrès significatifs sur ce plan avec l’émergence de stratégies « moteur plus propre
et économe ».
Perspectives
Une campagne d’expérimentation est en réflexion pour permettre d’accéder à des données comparatives pour
les deux-roues motorisés et les véhicules légers en conditions réelles d’usage. Il convient de noter qu’au-delà
des impacts sur les émissions polluantes et la consommation d’énergie, les deux-roues motorisés possèdent une
part de responsabilité significative en matière de bruit, tout particulièrement pour les usages en milieu urbain.
Ces émissions sonores mériteront d’être également quantifiées à l’avenir.
Enfin, l’amélioration des connaissances sur les émissions polluantes, les rejets de gaz à effet de serre et le
constat des progrès réalisés pour les deux-roues à motorisations essence, ne doivent pas empêcher de s’intéresser aux potentialités des filières alternatives, comme la motorisation électrique ou l’utilisation du vecteur
énergétique hydrogène pour l’alimentation d’une pile à combustible pour ces véhicules.
27 • •
LES IMPLANTATIONS DE L’ADEME
Centre de Valbonne
Centre de Paris-Vanves
Bureau à Bruxelles
500, route des Lucioles
06560 VALBONNE
Tél. : 04 93 95 79 00
Fax : 04 93 65 31 96
27, rue Louis Vicat
75737 PARIS cedex 15
Tél. : 01 47 65 20 00
Fax : 01 46 45 52 36
53, avenue des Arts
1000 BRUXELLES
Tél. : 00 322 545 11 41
Fax : 00 322 545 11 44
Délégations régionales
Téléphone
Fax
ALSACE
8, rue Adolphe Seyboth - 67000 STRASBOURG
03 88 15 46 46
03 88 15 46 47
AQUITAINE
6, quai de Paludate - 33080 BORDEAUX cedex
05 56 33 80 00
05 56 33 80 01
AUVERGNE
63, bd Berthelot - 63000 CLERMONT-FERRAND
04 73 31 52 80
04 73 31 52 85
BOURGOGNE
“LE MAZARIN” 10, avenue Foch - BP 51562 - 21015 DIJON cedex
03 80 76 89 76
03 80 76 89 70
BRETAGNE
33, boulevard Solférino - CS 41 217 - 35012 RENNES cedex
02 99 85 87 00
02 99 31 44 06
CENTRE
22, rue d’Alsace-Lorraine - 45058 ORLEANS cedex 1
02 38 24 00 00
02 38 53 74 76
CHAMPAGNE-ARDENNE
116, avenue de Paris - 51038 CHALONS-EN-CHAMPAGNE cedex
03 26 69 20 96
03 26 65 07 63
CORSE
Parc Sainte-Lucie - Immeuble Le Laetitia - BP 159 - 20178 AJACCIO cedex 1
04 95 10 58 58
04 95 22 03 91
FRANCHE-COMTÉ
25, rue Gambetta - BP 26367 - 25018 BESANCON cedex 6
03 81 25 50 00
03 81 81 87 90
ILE-DE-FRANCE
6-8, rue Jean Jaurès - 92807 PUTEAUX Cedex
01 49 01 45 47
01 49 00 06 84
LANGUEDOC-ROUSSILLON
Résidence “ANTALYA” - 119, rue Jacques Cartier - 34965 MONTPELLIER cedex 2
04 67 99 89 79
04 67 64 30 89
LIMOUSIN
38 ter, avenue de la Libération - BP 20259 - 87007 LIMOGES cedex
05 55 79 39 34
05 55 77 13 62
LORRAINE
34, avenue André Malraux - 57000 METZ
03 87 20 02 90
03 87 50 26 48
MIDI-PYRENEES
Technoparc bât. 9 - rue Jean Bart - BP 672 - 31319 LABEGE cedex
05 62 24 35 36
05 62 24 34 61
BASSE-NORMANDIE
Immeuble “LE PENTACLE” avenue de Tsukuba - 14209 HEROUVILLE-SAINT-CLAIR cedex
02 31 46 81 00
02 31 46 81 01
HAUTE-NORMANDIE
“LES GALEES DU ROI” 30, rue Gadeau de Kerville - 76000 ROUEN
02 35 62 24 42
02 32 81 93 13
NORD - PAS-DE-CALAIS
Centre Tertiaire de l’Arsenal - 20, rue du Prieuré - 59500 DOUAI
03 27 95 89 70
03 27 95 89 71
PAYS DE LA LOIRE
5, boulevard Vincent Gâche - BP 16202 - 44262 NANTES cedex 02
02 40 35 68 00
02 40 35 27 21
PICARDIE
67, avenue d’Italie - Immeuble APOTIKA - 80094 AMIENS cedex 03
03 22 45 18 90 grand public
03 22 45 19 47
03 22 45.19 19 collectivités locales
03 22 45 19 18 entreprises
POITOU-CHARENTES
6, rue de l’Ancienne Comédie - BP 452 - 86011 POITIERS cedex
05 49 50 12 12
05 49 41 61 11
P.A.C.A.
2, boulevard de Gabès - 13008 MARSEILLE
04 91 32 84 44
04 91 32 84 66
RHONE-ALPES
10, rue des Emeraudes - 69006 LYON
04 72 83 46 00
04 72 83 46 26
GUADELOUPE
Immeuble Café Center - rue Ferdinand Forest - 97122 BAIE-MAHAULT
05 90 26 78 05
05 90 26 87 15
GUYANE
28, avenue Léopold Heder - 97300 CAYENNE
05 94 29 73 60
05 94 30 76 69
MARTINIQUE
42, rue Garnier Pagès - 97200 FORT-DE-FRANCE
05 96 63 51 42
05 96 70 60 76
RÉUNION
Parc 2000 - 3, avenue Théodore Drouhet - BP 380 - 97829 LE PORT cedex
02 62 71 11 30
02 62 71 11 31
Représentations territoriales
Téléphone
Fax
NOUVELLE-CALÉDONIE
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00 687 24 35 15
POLYNESIE FRANÇAISE
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00 689 46 84 49
05 08 41 19 85
SEPTEMBRE 2005
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SAINT-PIERRE ET MIQUELON Direction de l’Agriculture et de la Forêt - BP 4244 - 97500 SAINT-PIERRE ET MIQUELON 05 08 41 19 80
Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie
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5415
Centre d’Angers
Siège social
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Tél. : 02 41 20 41 20
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