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La qualité du carburant devient plus importante à mesure que l’accent est mis sur l’amélioration de l’efficacité énergétique et sur une meilleure qualité de l’air. Les additifs de performance pour carburants continuent de jouer un rôle clé dans l’amélioration de la qualité des carburants, soutenant l’augmentation mondiale de la demande entraînée par l’adoption rapide d’additifs pour améliorer l’efficacité énergétique et réduire les émissions ainsi que les besoins techniques de marketing de l’industrie pétrolière.
Conformément à son engagement envers l’innovation, Dorf Ketal Chemicals continue de développer et d’améliorer sa gamme d’additifs de performance multifonctionnels pour carburant commercialisés sous les marques milEx® et mph®. Ces additifs sont formulés avec des composants de pointe (généralement appelés additifs de contrôle des dépôts ou DCA), qui sont conçus à la fois pour nettoyer et garder les moteurs propres et ainsi protéger l’ensemble du système de carburant contre les pertes de performances dues à la formation de dépôts.
En plus des additifs détergents, qui sont devenus un composant standard des carburants essence et diesel, Dorf Ketal a également développé une famille de nouveaux améliorateurs de combustion uniques qui offrent des avantages lorsqu’ils sont utilisés dans les moteurs à essence et diesel. Cet améliorant de combustion, en combinaison avec des additifs de contrôle des dépôts, offre des avantages de performance instantanés et tangibles tels que des économies de carburant inégalées et des réductions des émissions de particules (PM2,5 et PM10) qui sont documentées dans des essais de flotte indépendants dans diverses parties du monde.
Économie de carburant et meilleure qualité de l’air
L’économie de carburant devient l’une des mesures les plus critiques de la performance du carburant. Cela est motivé par une demande accrue d’avantages plus tangibles de la part des automobilistes et des autres utilisateurs finaux, ainsi que par des préoccupations croissantes concernant la réduction des émissions et leur impact direct sur le changement climatique. De nombreux pays ont déjà légiféré pour atteindre le « zéro émission nette de carbone » d’ici 2050. Bien que des améliorations aient été observées dans plusieurs parties du monde, les émissions mondiales continuent d’augmenter. Malgré les aspirations mondiales à « sauter » vers des sources d’énergie alternatives plus neutres en carbone, des coûts importants sont associés à cette transition et les délais varieront énormément d’un pays à l’autre.
Depuis plus de 70 ans, l’industrie des additifs pour carburant s’est concentrée et s’est appuyée sur le DCA pour contrôler et améliorer les performances du moteur. La capacité du DCA à éliminer et à contrôler les dépôts dans le moteur a également montré des avantages en termes d’amélioration de l’économie de carburant, de réduction des émissions et d’amélioration de la maniabilité. Cependant, alors que le DCA est connu pour offrir une économie de carburant, un tel avantage n’est pas instantané et est principalement obtenu grâce au nettoyage des pièces vitales du moteur. De plus, ces avantages en matière d’économie de carburant peuvent ne pas être significatifs, en particulier si le moteur est neuf ou relativement propre et qu’il n’y a donc pas beaucoup d’accumulation de dépôts. Pour offrir des avantages supplémentaires et significatifs, de nouveaux composants sont envisagés dans les formulations d’additifs multifonctionnels pour carburant.
Le changement climatique devient l’un des plus grands défis auxquels le monde est confronté aujourd’hui et, par conséquent, la législation relative à l’économie des véhicules et de la consommation de carburant stimule les progrès des équipementiers en matière de technologie des moteurs. Au fur et à mesure que des conceptions de moteurs plus sophistiquées sont introduites, l’appétit pour le nouveau matériel entraîne le besoin d’améliorer la qualité du carburant. Les raffineurs de pétrole produisent des carburants avec plus de composants plus légers dans les mélanges de carburant finaux pour répondre aux exigences de qualité de carburant plus strictes. Cependant, ces nouveaux carburants sont plus chers à produire et donc l’économie de carburant devient encore plus importante pour les consommateurs. Cette situation est encore exacerbée alors que les prix du brut continuent d’augmenter avec des taux d’inflation record.
Pour l’industrie des additifs, le DCA continue de jouer un rôle clé pour améliorer les performances des carburants. En plus du DCA, l’industrie des additifs a également introduit des modificateurs de friction dans lesquels le modificateur de friction agit comme un film ou une barrière lubrifiante le long des parois de la chambre et des surfaces internes qui aide à
réduire l’usure des composants métalliques du moteur. Par conséquent, l’impact de l’utilisation de tels modificateurs de frottement peut améliorer l’économie de carburant en réduisant les pertes mécaniques dues à l’action de l’ensemble piston. Les avantages de consommation de carburant pour les carburants contenant du DCA et des modificateurs de friction sont de l’ordre de 0,5 à 1,5 %.
En dehors du contrôle des dépôts/de la propreté du moteur et de la modification de la friction, peu de technologies révolutionnaires, voire aucune, ont été développées et examinées dans ces domaines de la performance du carburant. À ce jour, l’industrie continue de s’appuyer sur ces technologies. Cependant, au cours des 4 dernières années, Dorf Ketal a concentré ses efforts de R&D sur l’efficacité de la combustion. L’améliorant de combustion nouveau et unique que Dorf Ketal a développé agit en synergie avec ses additifs de contrôle des dépôts pour favoriser la formation de radicaux libres, qui est un élément critique dans la chimie liée à tout processus d’oxydation de carburant.
La nouvelle technologie d’amélioration de la combustion
La combustion d’un carburant à base d’hydrocarbure, quelle que soit sa qualité, n’est jamais complète à 100 %. Dans une réaction de combustion complète, les éléments clés de tout combustible – carbone, hydrogène et oxygène – sont convertis en dioxyde de carbone (CO2) et en eau (H2O). Lorsque des réactions incomplètes se produisent, du monoxyde de carbone (CO), de la suie (hydrocarbures non brûlés) et d’autres variantes chimiques sont générés. Ces émissions sont nocives et contribuent de manière significative à la pollution de l’air.
Dans un moteur à combustion interne (ICE), ces réactions typiques se produisent simultanément mais à des degrés divers en fonction de l’efficacité de l’ensemble du système. Dans un nouvel ICE, où tous les composants sont encore propres et neufs, la réaction chimique (1) est prédominante et une utilisation efficace du carburant se produit. Lorsque les composants du moteur commencent à s’encrasser (former des dépôts) ou à s’user, les réactions chimiques (2) et (3) augmentent leur contribution, nécessitant ainsi plus de carburant pour effectuer la même quantité de travail. Plus le carburant est consommé, plus les gaz de combustion sont également émis, y compris le CO2 qui est maintenant devenu une préoccupation majeure en raison de son effet de serre très important entraînant une augmentation du réchauffement climatique. D’autres émissions contribuent également à « l’effet de serre », mais loin d’être au même degré que le CO2.
Le changement climatique devient l’un des plus grands défis auxquels le monde est confronté aujourd’hui et, par conséquent, la législation relative à l’économie des véhicules et de la consommation de carburant stimule les progrès des équipementiers en matière de technologie des moteurs. Au fur et à mesure que des conceptions de moteurs plus sophistiquées sont introduites, l’appétit pour le carburant pour le nouveau matériel entraîne le besoin d’une qualité de carburant améliorée. Les raffineurs de pétrole produisent des carburants avec plus de composants plus légers dans les mélanges de carburant finaux pour répondre aux exigences de qualité de carburant plus strictes. Cependant, ces nouveaux carburants sont plus chers à produire et donc l’économie de carburant devient encore plus importante pour les consommateurs. Cette situation est encore exacerbée alors que les prix du brut continuent d’augmenter avec des taux d’inflation record.
Pour l’industrie des additifs, le DCA continue de jouer un rôle clé pour améliorer les performances des carburants. En plus du DCA, l’industrie des additifs a également introduit des modificateurs de friction dans lesquels le modificateur de friction agit comme un film ou une barrière lubrifiante le long des parois de la chambre et des surfaces internes qui aide à réduire l’usure des composants métalliques du moteur. Par conséquent, l’impact de l’utilisation de tels modificateurs de frottement peut améliorer l’économie de carburant en réduisant les pertes mécaniques dues à l’action de l’ensemble piston. Les avantages de consommation de carburant pour les carburants contenant du DCA et des modificateurs de friction sont de l’ordre de 0,5 à 1,5 %
En dehors du contrôle des dépôts / de la propreté du moteur et de la modification de la friction, peu de technologies révolutionnaires, voire aucune, ont été développées dans ces domaines de la performance du carburant. À ce jour, l’industrie continue de s’appuyer sur ces technologies. Cependant, au cours des 4 dernières années, Dorf Ketal a concentré ses efforts de R&D sur l’efficacité de la combustion. L’améliorant de combustion nouveau et unique que Dorf Ketal a développé fonctionne en synergie avec ses additifs de contrôle des dépôts pour favoriser la formation de radicaux libres, qui est un élément critique dans la chimie liée à tout processus d’oxydation de carburant.
Le résultat est l’apparition d’un processus de combustion plus efficace qui maximise la réaction chimique (1) tout en minimisant les réactions chimiques (2) et (3), libérant ainsi plus d’énergie, des rendements améliorés et une consommation de carburant réduite. En conséquence directe, en réduisant la quantité de carburant nécessaire pour effectuer une tâche donnée, on obtient une réduction des émissions de CO2, de CO et d’hydrocarbures non brûlés (comme la suie).
Notre technologie brevetée de combinaison DCA/CI améliore la combustion, générant ainsi une économie de carburant significative et réduisant les émissions. De plus, il réalise ces avantages instantanément.
Démonstration de performances
Pour démontrer les avantages en termes de performances de notre technologie combinée DCA/CI, des tests en conditions réelles ont été effectués sur des véhicules à essence et diesel. Des tests ont été effectués sur une piste contrôlée au Centre technologique RANDON situé au Brésil.
Pour le diesel, un camion VOLVO FH460 (460 CV), équipé du système Dynafleet® qui mesure les émissions et la consommation de carburant a été utilisé dans le test avec un carburant test B12 (12% bio-composant). Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.
Les résultats obtenus avec le système Dynafleet® de VOLVO démontrent une réelle économie de carburant ayant un impact direct sur la réduction des émissions. Le diesel additisé a permis une économie de carburant de 4,5 % et une réduction des émissions de particules de l’ordre de 18 %, ce qui démontre clairement que l’améliorant de combustion favorise la réaction chimique (1).
Pour l’essence, des tests ont été effectués dans une voiture de tourisme VW GDI fonctionnant avec un mélange de carburants d’essai essence-éthanol E27.
Ce ne sont que des exemples d’essais de véhicules contrôlés qui ont été menés au Brésil. Cependant, davantage de données sont disponibles couvrant des essais comparables qui ont été menés dans d’autres parties du monde.
La science derrière les performances différenciées de milEx® et mph®
Lors de divers tests sur le terrain et essais de flotte avec notre technologie combinée DAC/CI, plusieurs clients ont été extrêmement satisfaits des avantages de performance décrits ci-dessus, que les additifs de carburant de performance milEx® et mph® ont fournis. Par exemple, les économies de carburant de plus de 10 % sont extrêmement rares et sont généralement dues à d’autres critères, cependant, la science prend en charge les performances et les données réelles qui sont observées lors de l’utilisation de la technologie milEx® et mph®
Des recherches plus fondamentales et fondamentales se poursuivent au sein de Dorf Ketal et des principaux instituts technologiques du monde entier pour mieux comprendre et améliorer la technologie, mais le mécanisme de base de la combinaison DCA/CI est une combinaison d’action de détergence et de formation de radicaux libres qui ont un impact sur la cinétique de réactions de combustion.
conclusion
Alors que le DCA restera à l’avenir un composant important et intégral de tout additif de performance multifonctionnel pour carburant, un changement radical de performance est apporté par la technologie CI de Dorf Ketal.
La technologie est unique et utilise de nouvelles chimies, qui offrent des avantages significatifs lorsqu’elles sont utilisées à la fois dans les carburants/moteurs à essence et diesel. La combinaison des chimies DCA et CI de Dorf Ketal offre des avantages de performance instantanés et tangibles tels que des économies de carburant très importantes et des réductions d’émissions telles que les émissions de CO2 et de particules.
Dans les tests de flotte réels, des chiffres toujours positifs – jusqu’à 10% selon le type de carburant et la technologie du moteur – sont livrés.
Ces résultats contribuent directement à la réduction des coûts d’exploitation des véhicules et à la réduction des émissions réglementées qui peuvent conduire à une amélioration de la durabilité et à une réduction des revendications d’empreinte carbone.
L’ensemble des avantages démontrés dans cet article par milEx® | La technologie d’additifs pour carburant de performance mph® redéfinit le concept de « efficacité énergétique » car elle prend en compte de nouvelles fonctionnalités en plus des performances de détergence et de tribologie standard.
1 Dorf Ketal, Performance Fuel Additives, consultant senior
2 Dorf Ketal, Performance Fuel Additives, responsable du marketing mondial
(fuelsandlubes 31/5/22)
Fluids & Lubricants 