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Essence (hydrocarbure)

Essence : Carburant

L’essence utilisée comme carburant dans les moteurs thermiques ou moteur à explosion à allumage commandé est un mélange d’hydrocarbures, auxquels sont parfois ajoutés d’autres produits combustibles ou adjuvants. On y trouve en moyenne :

  • 20 à 30% d’alcanes, hydrocarbures saturés de formule CnH2n+2,
  • 5% de cycloalcanes, hydrocarbures saturés cycliques,
  • 30 à 45% d’alcènes, hydrocarbures non saturés,
  • 30 à 45% d’hydrocarbures aromatiques, de la famille du benzène (Le benzène est un hydrocarbure aromatique monocyclique, de formule C6H6, également noté Ph-H, φ-H ou encore Ar-H. Ce composé organique incolore (il a...).

Ces produits sont, pour l’essentiel, issus de la distillation (La distillation est un procédé de séparation de substances, mélangées sous forme liquide. Elle consiste à porter le mélange à ébullition et à recueillir une fraction légère...) du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole...). En cas de pénurie de pétrole, il a aussi été fait appel à la distillation des schistes bitumineux, comme cela s’est pratiqué il y a quelques décennies dans l’exploitation de la mine des Télots, à Autun.

Parmi les alcanes, deux jouent un rôle particulier : l’octane C8H18 et l’heptane C7H16.

La combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) d’un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange....) d’air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et...) et de vapeur () d’octane produit une déflagration, dont le front de flamme dans le mélange se propage à une vitesse (On distingue :) inférieure à la vitesse du son (ordre de grandeur 20 [m/s]). Au contraire, pour l’heptane, la combustion provoque une détonation, le front de flamme se déplace plus vite que le son et engendre une onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme...).

En l'état actuel des technologies un moteur à détonation aurait une durée de vie (La vie est le nom donné :) très courte par rapport aux moteurs à explosion actuels. Ce terme de moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce...) à explosion est cependant peu précis, car les déflagrations tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme les détonations sont toutes les deux des explosions. Il vaudrait mieux employer le terme de moteur à combustion interne.

Indice d'octane

Les vitesses de combustion des mélanges d’octane et d’heptane sont différentes. Elles servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) de référence pour déterminer l’indice d'octane d’un carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) à tester. Si, par exemple, le front de flamme d’un mélange d’air et de ce carburant se déplace à la même vitesse que pour un mélange comportant 95% d’iso-octane et 5% d’heptane, alors on dit que ce carburant a un indice d’octane de 95. Naturellement, cette détermination doit se faire dans des conditions normalisées. On comprend par ailleurs que les mélanges composés exclusivement d’heptane et d’octane auront tous des indices d’octane compris entre 0 et 100

Des mélanges avec d’autres produits permettent néanmoins d’avoir des indices d’octane supérieur à 100, il faut alors les définir par extrapolation : certaines essences de compétition, dites " essences aviation " atteignent environ 110. Pendant de très nombreuses années, on ajoutait à l’essence une certaine quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer...) de plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole...) tétraméthyle Pb(CH3)4 ou mieux de plomb tétraéthyle Pb(C2H5)4 afin de diminuer la tendance à la détonation d’essences contenant un fort pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45...) d’heptane. C’était une manière d’augmenter artificiellement l’indice d’octane (on gagnait 10 points avec 1 g/l de PTE) et de favoriser la lubrification des moteurs mais cela conduisait à disperser dans l’environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) de fortes quantités de plomb, métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas...) dont on connaît la toxicité. Les essences comportant du plomb sont désormais interdites. On connaît d’autres solutions, pas forcément exemptes d’inconvénients, par exemple utiliser davantage d’hydrocarbures aromatiques (beaucoup plus toxiques que les alcanes ...), ajouter des alcools (en provoquant des risques de corrosion des moteurs), etc.

Un carburant dont l’indice d’octane est trop faible a tendance à provoquer une combustion trop brutale, mais présente aussi une fâcheuse tendance à l’auto-inflammation lors de la compression dans les cylindres du moteur et au cliquetis. Plus le taux de compression (Le taux de compression est une mesure de la performance d'un algorithme de compression de données informatiques. Il est généralement exprimé en pourcentage, et noté τ....) du moteur est élevé, plus la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert...) atteinte lors de la compression des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout...) est élevée et plus l’indice d’octane doit se rapprocher de 100. Comme on le sait par ailleurs, l’augmentation du taux de compression améliore, conformément aux lois de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes...), le rendement du moteur, en augmentant l’écart des températures de la source chaude et de la source froide. Un moteur conçu pour fonctionner avec un carburant ayant un certain indice d’octane peut sans problème être alimenté avec un autre carburant d’indice plus élevé, mais pas l’inverse !

Deux valeurs de l’indice d’octane existent :

  • l’Indice d’Octane Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) (Research Octane Number, RON) caractérise le comportement d’un carburant à bas régime ou lors des accélérations.
  • l’Indice d’Octane Moteur (Motor Octane Number, MON) évalue la résistance d’un carburant au cliquetis à haut régime.

Les divers types d’essences actuellement disponibles sont :

  • l’essence sans plomb 95 ou " Eurocarburant " (indice d’octane 95),
  • l’essence sans plomb 98 (indice d’octane 98),
  • le " super " (indice 98, en voie de disparition). Il ne contient plus de plomb mais du potassium pour l'" anti-récession des soupapes " et pose de ce fait des problèmes de fonctionnement .

L’essence sans plomb 98 est plus détergente que l’essence sans plomb 95 et se révèle plus corrosive, en particulier pour les pièces en élastomères (caoutchoucs). Ces deux carburants contiennent de fortes quantités de composants aromatiques qui sont très toxiques. Il faut donc éviter d’en respirer les vapeurs et ne pas s’en servir comme agent de nettoyage ou de dégraissage.

Autres types d’essence

Essence aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un...)

C'est un carburant spécifique utilisée dans les moteurs d'avions à pistons. Elle est à très haut indice d'octane et traitée de façon à être moins volatile que l'essence ordinaire en particulier pour le vol en altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique...). La plus utilisée en aviation légère (Le vocable aviation légère désigne l'ensemble des aéronefs destinés aux loisirs, sports et tourisme aérien comme :) est l'AVGAS 100LL (Low Lead). Elle est de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) bleue.

Cette essence contient toujours du plomb tétraéthyle bien qu'il soit supprimé pour les automobiles. Compte tenu du prix atteint par ce carburant pour l'aviation légère, un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de tentatives sont faites pour développer des moteurs aviation diesel. Mais de nombreux moteurs à allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant de porter une partie de sa masse au-dessus de sa température...) commandé utilisant des essences automobiles sont utilisés, notamment les moteurs Rotax et Jabiru. On les trouve notamment pour les faibles puissances et les ULM.

Cependant, pour les avions à réaction, c'est le kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de formule chimique allant de C10H22 à C14H30. Issu du raffinage du pétrole,...) qui est a la base du carburant. Obtenue directement par la distillation du pétrole brut (Le pétrole brut provient de l'exploitation d'un puits, à l'issue des traitements de dessablage, de décantation de l'eau, et éventuellement de...), il sert entre autre à la production du carburant, JET-A et JET-B.

Autres

On trouve en droguerie l’essence C, l’essence F, le " white spirit ", l'essence G (éther de pétrole), etc. qui sont des mélanges d’hydrocarbures plus ou moins volatils et peu toxiques. Ce sont évidemment des produits très inflammables qu’il convient de manipuler loin de toute source de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et dans des lieux bien aérés.

Outre le remplissage des briquets qui représente un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) très marginal (Marginal (sous-titrée Anthologie de l'imaginaire) est une collection des éditions OPTA, vouée aux anthologies thématiques de science-fiction.) (on parlait jadis d’essence à briquets), les essences de pétrole servent surtout de solvants qui servent à éliminer les taches de corps gras ou de diluants pour les peintures.

Prix de l'essence

En raison d'une importante dépendance de nombreux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus...) occidentaux auprès des pays de l'OPEP, les hydrocarbures sont fortement taxés. La politique européenne consiste à taxer l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) dans le but de :

  • Resteindre la consommation énergétique (sauvegarde des ressources planétaires et notamment de l'atmosphère) ;
  • Assurer une marge de prix qui pourrait absorber et/ou temporiser une augmentation trop brutale du cours du pétrole ;
  • Réduire la dépendance auprès des pays exportateurs ;
  • Assurer des revenus considérables à l'État.

En France, la TIPP représente 400% du prix de l'essence hors taxe. Pour mieux informer le consommateur et lutter contre l'inflation, le gouvernement a ouvert le 2 janvier 2007 le site prix-carburants.gouv.fr qui permet de connaitre les tarifs des carburants partout France mis à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...) à chaque évolutions de prix, par les exploitants des stations services. Pour le moment seuls les principaux carburants sont recensés. A terme d'autres types de carburant comme le bio-ethanol seront pris en compte.

Ces prix ont augmenté jusqu'à dépasser la barre des 8.00$ le 10 septembre 2005.

Aux États-Unis et au Canada, la politique est inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel...), car la faible taxation permet d'offrir une essence bon marché ; les gouvernements respectifs priviligient "le niveau de vie (Le niveau de vie fait référence à la qualité et quantité des biens et services dont dispose la population. Il est généralement mesuré comme le revenu réel (i.e. en prenant en compte...) des américains, qui n'est pas negociable" (sic. George W Bush, président des États-Unis d'Amérique) aux ressources planétaires.

Bien que les États-Unis disposent de ressources pétrolières (les USA étaient le premier producteur mondial de pétrole en 1920, assurant 80 % de sa production), ils sont principalement importateurs (exportation 20 000 barils/jour principalement vers le Canada, importation 10 000 000 barils/jour). Les États-Unis sont donc dépendants énergétiquement d'autres pays comme l'Arabie saoudite, le Vénézuela ou le Canada. Suite à l'intervention de l'armée américaine en Irak et à la possibilité nouvelle d'importer des ressources depuis ce pays, les États-Unis importent environ 4% du pétrole irakien.

Consommation

Depuis les années 1970 et les 2 chocs pétroliers, les politiques d'état et des constructeurs ont été de réduire globalement la consommation des principaux modèles automobiles.

En France, la consommation moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble...) du parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à...) automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en...) est ainsi passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent. L'intuition du...) de 8,3 litres aux 100 km à 7 litres en 2004. La consommation du "véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) neuf moyen" commercialisé en France en 2005 est de 6 litres/100km. D'ailleurs pour la 4ème année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) de suite, la consommation globale annuelle de super et de gazole (Le gazole (terme recommandé en France par la DGLFLF), ou gas-oil, ou encore gasoil, ou diesel (terme recommandé par l'Office...) a reculé en France pour revenir au niveau de 1996 soit 29 millions de mètres cubes. Cela est dû à la hausse du prix de l'essence qui entraîne une diminution du kilométrage parcouru (398 milliards de km en 2005 contre un pic à 404 milliards en 2003) favorisé par le vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses...) de la population française, tendance aussi constatée en Allemagne et Grande-Bretagne (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de l'Europe continentale. Elle représente la majorité du territoire du Royaume-Uni. En son acception politique, ce...) - et à une diminution de la vitesse (aidée par des contrôles radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la...) de vitesse en nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme est un emprunt au grec ancien...) augmentation).

En moyenne dans le monde (Le mot monde peut désigner :), la consommation est de 10 litres/100 km par véhicule particulier.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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