LES CARBURANTS

 

 

L'essence est obtenu par distillation fractionnée du pétrole brut.

En aviation, on utilise l'essence légère recueillie entre 70 et 120° dont la densité est environ 0,7.

Les fabricants d'essence ajoutent des produits qui élèvent la température d'inflammation spontanée et aussi d'autres additifs qui atténuent les effets des corps détonants résultants de la combustion.

On a utilisé pendant longtemps du plomb tétraéthyle dont le défaut principal était d'occasionner des dépôts nuisibles au moteur et à l'environnement. On ajoute aussi parfois du benzol.

1) La naissance d'une essence :

2) L'indice ou taux d'octane :

3) L'essence et la combustion :

4) L'essence d'aviation :

5) Le jargon du pétrolier :

6) Les nouveaux procédés de fabrication de carburant :

7) Le stockage du carburant :

 


1) La naissance d'une essence :

Le pétrole brut est un mélange variable de plusieurs hydrocarbures en différentes quantités suivant sa provenance et sa densité.

Pour obtenir des produits utilisables, de composition à peu près constante, il doit être raffiné. Il est alors chauffé à 350 / 400 °C dans une tour de distillation de 60 mètres de haut.

Au cours du raffinage, la plus grande partie du pétrole s'évapore et monte dans la tour de distillation. Puis les vapeurs se condensent à différentes hauteur selon leur composition. Cela permet d'obtenir une dizaine de types de produits différents.

 

Tour de distillation

 

Ainsi, lors du raffinage, de la tour de distillation atmosphérique, les éléments les plus lourds du brut sont extraits, mais aussi le Jet A1 et une partie du diesel auto. Par contre, pour la future essence aviation AVGAS "100LL", le processus continue avec une deuxième distillation sous vide.

De ce fait, en sortie de l'unité de cracking catalytique, on obtient alors les deux gaz qui intéressent : l'isobutane et le butylène.

Puis, un passage en unité d'alkylation est effectué afin de rajouter des branches ramifiées à la base carbone-hydrogène, d'où l'appellation d'hydrocarbure. Grâce à cette opération de branches ramifiées supplémentaires, le carburant devient plus performant, plus riche et plus résistant à la détonation.

 

Raffinage de l'essence

 

L'alkylation se réalise donc en présence de catalyseurs contenant des liquides comme l'acide sulfurique ou l'acide fluorhydrique. Ainsi, lors de cette opération , les deux gaz, l'isobutane et le butylène, deviennent un carburant auquel il faut encore ajouter le plomb tétraéthyle et du colorant qui permet de l'identifier afin aussi de ne pas la confondre avec les autres essences.

Par exemple, sans colorant, la 100LL serait claire comme de l'eau alors qu'elle est bleue.

 

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2) L'indice ou taux d'octane :

On distingue :

 

a) L'octane :

On appelle carbure une combinaison de carbone avec un autre élément, et singulièrement hydrocarbure ou carbure d'hydrogène la combinaison du carbone avec l'hydrogène.

L'essence employée dans les moteurs à explosion est un mélange d'hydrocarbures, le pétrole, plus particulièrement l'essence de pétrole, dont elle est extraite renferment de 80 à 90 % de carbone pour 10 à 20 % d'hydrogène.

Mentionnons que dans le pétrole brut, toutes les familles d'hydrocarbures sont représentées.

Le radical chimique de la formule de base de ces carbures d'hydrogènes est CH².

Pour les différencier, chacun d'eux est défini par le nombre de fois que le radical CH² est contenu dans chaque molécule de l'hydrogène concerné. La teneur en carbone est souvent rappelée par la racine grecque correspondante : Penta 5, Hexa 6, Hepta 7, Octo 8, etc...

Les premiers termes d'hydrocarbures sont :

- Le méthane : CH4 (gaz des marais).

- L'éthane : C2H6

- Le propane : C3H8

- Le butane : C4H10 (gaz qui se liquéfie à -1° seulement).

- Le pentane : C5H12

- L'hexane : C6H14

- L'heptane : C7H16

- L'octane : C8H18

 

b) L'indice d'octane :

Une des principales qualités d'un carburant, corps qui contient des hydrocarbures, est de brûler sans détonation, explosion trop violente qui engendre le cliquetis et l'auto-allumage du mélange air-essence.

En effet, ces phénomènes provoquent une détérioration prématurée du moteur avec une baisse sensible de puissance, d'autant que le cliquetis peut bien exister sans même qu'on l'entende.

Un carburant de choix doit donc être antidétonant.

Or, parmi les hydrocarbures purs, il en est deux dont les propriétés sont opposées :

- L'heptane : très détonant.

- L'octane : non détonant (particulièrement l'iso-octane).

Le carburant est comparé à un mélange heptane-octane. Si le carburant brûle, comme le mélange de 80% d'octane et de 20% d'heptane, on dit que ce carburant a un indice d'octane de 80 ou qu'il a 80 d'indice d'octane.

L'indice d'octane est donc un barème donnant le pouvoir antidétonant d'un carburant, mesuré par rapport à un mélange heptane-octane.

En ajoutant certains additifs, tels que le benzène ou le tétraéthyle de plomb (essence éthylée), on obtient même des essences moins détonantes que l'octane pur, et qui ont, par conséquent, un indice d'octane supérieur à 100, pouvant aller jusqu'à 145 pour des moteurs de compétition.

Un essence très ordinaire fait un indice d'octane de 75.

Autrefois, les moteurs d'avion de faible puissance de moins de 150 CV, utilisaient souvent de l'essence à 80.

Maintenant, on utilise de la 100/130.

L'ensemble de 2 chiffres (100-130) s'appelle le grade du carburant :

- 100 est l'indice en mélange pauvre.

- 130 est l'indice en mélange riche.

Il y a intérêt à utiliser un mélange riche chaque fois que l'on a besoin d'une grande puissance (plein riche au décollage), ceci pour éliminer tout risque de détonation et par le fait même de diminution de puissance.

A noter que l'utilisation d'un indice supérieur n'augmente pas la puissance alors qu'un indice inférieur risque de provoquer une diminution de puissance sensible.

Avant en France, l'essence de voiture ordinaire faisait 87 d'octane et le supercarburant 97/98.

Mentionnons aussi qu'un moteur a d'autant plus tendance à cliqueter et à cogner que le taux de compression est plus élevé, c'est pourquoi le supercarburant était indispensable dans un moteur un tant soit peu poussé.

En cas de nécessité, il est donc possible d'utiliser une essence d'indice d'octane supérieur à l'indice d'octane prescrit. Par contre, il est dangereux d'utiliser un indice inférieur, le moteur risquant une détérioration rapide.

A noter que l'indice d'octane n'a donc absolument rien à voir avec la qualité de l'essence. Il caractérise seulement le pouvoir indétonant des carburants. Plus l'indice d'octane est fort, moins le carburant concerné est détonant pour une compression donnée. Par conséquent, plus le taux de compression est fort et plus il faut utiliser de l'essence à indice élevé.

Ainsi, un moteur ayant du cliquetis avec de l'essence à bas degré d'octane, n'en aura plus avec une essence d'indice plus grand.

En outre, l'indice d'octane ou le taux d'octane ne qualifie pas la puissance d'un carburant. En effet, les motoristes font la différence entre la détonation et l'explosion.

Le taux d'octane est donc bien la valeur antidétonante du carburant, qui doit être adaptée au taux de compression du moteur car un carburant adapté produit alors, dans le moteur, une explosion tranquille, homogène et non brisante, qui se déclenche au moment prévu. Dans ce cas, son front de flamme se propage sans engendrer d'onde de choc.

Par contre, dans le cas d'un carburant inadapté au taux de compression du moteur : l'explosion est brisante, rapide, et le front de flamme supersonique est accompagné d'une onde de choc, dont le résultat est une détonation puissante et aléatoire, qui fatigue beaucoup l'embiellage occasionnant alors le fameux cliquetis. Dans les cas extrêmes, c'est l'autoallumage par compression, suivi d'une violente détonation qu'accompagnent alors de très forts cognements, et d'une élévation de température destructrice.

 

c) La mesure du taux d'octane :

Pour mesurer le taux, les pétroliers utilisent un carburant de référence binaire, composé d'heptane et d'iso-octane.

L'heptane a des caractéristiques d'explosion détonante par contre l'iso-octane calme le jeu avec une explosion progressive.

Ainsi, le taux d'octane est toujours mesuré expérimentalement, grâce au moteur CFR (Cooperative Fuel Research) de référence où le carburant binaire est introduit.

Le CFR est un mono cylindre 4 temps à carburateur dont la particularité est d'être à taux de compression variable grâce à une culasse mobile et de tourner à vitesse constante.

Le CFR est alors alimenté successivement par le carburant de référence suivi du carburant à évaluer. A chaque essai, on augmente le taux de compression jusqu'au cliquetis et l'on compare les effets produits par les deux carburants.

Ainsi, si on prend un carburant de référence composé à 95% d'iso-octane et à 5% d'heptane et que le carburant à évaluer détonne au même taux de compression, on peut affirmer alors qu'il est à l'indice d'octane de 95.

A noter toutefois qu'il faut prendre en compte pour les moteurs d'avion le mélange pauvre (EGT Best Power) qui augmente la température des cylindres. En effet, en mélange pauvre, l'essence aviation doit présenter aussi des valeurs d'indice d'octane de 130. De ce fait, l'appellation exacte de l'essence aviation actuelle devrait être "100/130LL".

Cependant, la comparaison des carburants selon leur seul taux d'octane serait une absurdité.

 

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3) L'essence et la combustion :

La combustion du mélange gazeux "air-essence" est l'ensemble des réactions qui accompagne l'inflammation du mélange.

L'essence est appelée carburant, l'air est appelé le comburant.

A l'intérieur du cylindre d'un moteur à explosion, la combustion n'est pas instantanée, elle se propage progressivement avec une vitesse dépendant de l'homogénéité, du dosage, de l'étincelle d'allumage et de la forme de la chambre de combustion. De plus, la température d'inflammation dépend également de ces facteurs.

Ainsi, le mélange "air-essence" au dosage parfait s'enflamme spontanément à 380° C environ, selon la pression.

Théoriquement, le front de flammes se déplace en ondes concentriques dans tout le volume du mélange. De même, du fait de l'augmentation parallèle de température, la pression augmente ce qui accélère la vitesse d'inflammation.

A noter que le rendement d'un moteur à explosion est d'autant meilleur que son taux de compression est élevé mais que la valeur donnée à ce dernier se trouvait limité par les phénomènes de détonation : bruit accompagné de vibrations du moteur et échauffement exagéré.

Or, on peut retarder l'apparition de la détonation par injection d'eau ou mieux encore d'eau-méthanol, ou encore en employant une essence d'indice d'octane plus élevé. En effet, on rapporte le pouvoir antidétonant du combustible à un carbure particulier l'octane qui par définition a un indice égal à 100.

Ainsi, antérieurement, les essences blanches avaient des indices variant entre 60 et 80 mais on augmentait leur indice en y ajoutant du plomb tétraéthyle à très faible dose.

La consommation des moteurs à pistons varie entre 0,150 kg et 0,250 kg au cheval / heure.

 

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4) L'essence d'aviation :

La densité de l'essence est en moyenne de 0,72.

En fonction des différents types de moteur à explosion , il y a ou il y a eu plusieurs types d'essence en fourniture :

 

a) L'essence 80/87 :

La disparition progressive de cette essence 80/87 de couleur rouge, pratiquement abandonné dans certains pays pour l'essence 100, a créé des problèmes sérieux, à une certaine époque, car de nombreux moteurs encore en service en aviation sont toujours prévus pour fonctionner avec cette essence.

Ainsi, dans le but de standardiser l'essence destinée notamment à l'aviation légère, les essenciers ont imposé l'essence 100 qui contenait beaucoup plus de plomb que la précédente tout en convenant assez bien aux moteurs prévus à l'origine pour fonctionner avec la 80/87.

Toutefois, ces anciens moteurs ont dû être modifiés en général au niveau des soupapes.

A noter que pour les moteurs prévus pour l'essence 80/87, du point de vue de la détonation et des températures de fonctionnement, il n'y a rien à craindre. Toutefois, comme ils ne sont pas réglés pour cette essence, l'évacuation des gaz brûlés n'est pas satisfaisante et une certaine quantité de plomb reste alors à l'intérieur du cylindre. Il se produit alors :

- Un encrassement des bougies.

- Des dépôts importants dans la chambre de combustion.

- Une usure des sièges de soupapes.

- Un collage des soupapes et des segments.

- Une contamination de l'huile affectant dangereusement ses propriétés à la longue.

En conséquence, si pour ces moteurs, on utilise de l'essence 100 plus de 25% du temps de fonctionnement, les opérations d'entretien doivent être plus rapprochées, notamment pour les bougies et les vidanges d'huile.

De même, pour diminuer les dépôts, il faut :

- Toujours appauvrir pour obtenir le mélange correct.

- Laisser tourner le moteur à environ 1 200 t/mn pendant une bonne minute en rentrant au parking.

- Etouffer le moteur pour l'arrêter.

- Changer l'huile et les filtres à chaque visite de 50 heures.

- Entretenir sérieusement les bougies avec permutation des supérieures avec les inférieures.

 

b) L'essence 100L :

L'essence 100L est une essence de couleur verte.

 

c) L'essence 100LL :

L'essence 100LL est une essence de couleur bleue. On l'appelle aussi Avgas.

A noter que la 100LL est une essence particulière. En effet, la production de l'Avgas diffère de celle des autres carburants par la quantité des tests et la rigueur du suivi qualité. Ainsi, le suivi qualité qui permet à l'Avgas d'être homologuée "aviation" va bien au-delà de la chimie et du raffinage car c'est l'ensemble de la chaîne qui doit être certifié.

La 100LL est donc complètement ségréguée. Les bacs de stockage sont nettoyés avant de la recevoir, tout comme les camions de transport. En cas de doute, l'essence douteuse n'est pas réinjectée dans le cycle aéronautique mais destinée alors à d'autres utilisations terrestres car la production, le transport, le stockage de cette essence 100LL doivent être traçables et transparents tout au long de la chaîne.

En outre, certaines limites sont draconiennes notamment celle qui concerne l'élimination d'eau ou de toute particule fine est infiniment supérieure à ce qui est admissible comme standards pour les carburants terrestres mais aussi comme celle de l'absence de composés aromatiques comme le benzène. De plus, la 100LL doit être à 0g d'alcool.

Au total, la norme impose plus d'une trentaine de contrôles spécifiques. Seuls deux additifs sont homologués "aviation" dans la 100LL : le colorant et un antioxydant.

La 100LL est donc une essence noble mais rare en raison de sa faible production. Elle contient en faible quantité du plomb tétraéthyle (Tetraethyl lead) " TEL", après avoir utilisé de l'aniline, d'où son appellation "low lead" (faible teneur en plomb). Elle reste le dernier carburant autorisé à utiliser le TEL contrairement aux carburants auto qui ont remplacé ce TEL par des composants type ETBE ou MTBE additionnés de benzène pas nécessairement moins nocifs pour la santé mais compatibles avec les pots catalytiques et, surtout, avec les normes édictées par l'Europe en la matière.

Un seul gramme de plomb tétraéthyle par litre de carburant fait gagner 10 points d'octane et améliore en outre la lubrification des sièges et guides de soupape. Par contre ce plomb qui se dépose sur les bougies inférieures après de longs ralentissements peut faire croire à une magnéto défaillante au point d'arrêt.

A noter que, pour encore un certain nombre d'année, la 100LL où "LL" veut dire peu de plomb restera encore le carburant de base de l'aviation légère mais, à plus ou moins longue échéance, le TEL sera peut être interdit. De ce fait, diverses solutions techniques sont envisageables comme la possibilité de rajouter des sels de potassium, métal alcalin facile à produire et très efficace qui a déjà été utilisé comme additif en automobile sous le nom de "ARS" ou celle de disposer d'un carburant auto obtenu par procédé d'alkylation et respectant les spécifications des sévères normes aéronautiques.

 

d) L'essence 100/130 :

L'essence 100/130 est de couleur verte. Elle est utilisée pour le moteurs puissants et fortement comprimés.

 

e) Le Jet A1 :

Le Jet A1 (ou encore parfois appelé kérosène) qui est produit à partir du pétrole, est le carburant stratégique de l'aviation commerciale et militaire. Toutefois, contre toute attente, alors qu'il aurait pu se limiter aux réacteurs, le Jet A1 concerne aussi aujourd'hui des moteurs à pistons comme les aérodiesels. Ainsi, le Jet A1 apparaît maintenant comme un nouveau carburant pour l'aviation légère.

Depuis 1940, le kérosène est utilisé pour le fonctionnement des réacteurs car il présente un bon rapport poids/puissance. En effet, il offre, pour une densité relativement faible, un fort pouvoir énergétique. Il est d'ailleurs baptisé par les militaires JP (jet propulsion) puis ensuite JP4.

Par contre, dans l'aviation civile, le kérosène, référencé Jet A1, est un carburant plus récent et comparativement à l'Avgas et à l'essence auto, il est plus simple à produire car il suffit d'une distillation atmosphérique suivie d'un hydrotraitement. Néanmoins, le kérosène n'en fait pas moins l'objet d'un suivi de qualité drastique, de la chaîne de raffinage jusqu'à la distribution, et qui s'applique aussi aux procédés de fabrication.

En outre, la valeur clé du kérosène dans ses spécifications est la rapidité de l'inflammation appelée point éclair et mesurée en degrés Celsius car elle conditionne directement la qualité de la combustion. A noter que le point éclair est la température la plus basse à laquelle un liquide ou un solide dégage assez de vapeur pour que se produise, à sa surface, un mélange air-vapeur inflammable.

Cependant, puisqu'à l'origine le kérosène n'était pas destiné aux moteurs à combustion interne, ses qualités d'explosion sous compression n'ont jamais été mesurées. On ne mesure donc pas le taux de cétane du kérosène qui est le taux au moteur diesel comme l'est le taux d'octane au moteur à l'essence, même s'il alimente certains moteur à pistons.

Pareillement, en valeur clé, le point de congélation du kérosène est beaucoup plus bas que celui du diesel auto car il se situe en moyenne à - 61° C. Cette performance est obtenue grâce à sa faible teneur en corps gras et en paraffine.

Toutefois, le kérosène est peu lubrifiant ce qui occasionne alors un problème pour la conception des pompes à injection destinées aux moteurs à pistons qui fonctionnent au Jet A1. Il est aussi source de pollution car les réactions qui s'opèrent à haute altitude et haute température en sortie de tuyère génèrent des polluants majeurs : les oxydes d'azote, les fameux NOx (NO, NO2...). De plus, indépendamment de l'altitude, le réacteur émet du dioxyde de souffre (SO2), du CO et du CO2, des particules, des suies, de la vapeur d'eau, etc...

Ainsi, les réacteurs déposent malheureusement ces polluants directement en haute atmosphère (problème d'émission de gaz à effet de serre). La vapeur d'eau joue aussi un rôle car sa présence en altitude peut engendrer la formation de cirrus et affecter l'équilibre climatique. De ce fait, le Jet A1 devra évoluer dans sa qualité et ses conditions de raffinage en faisant appel à de nouveaux procédés de conversion qui se rapprochent des techniques de raffinage de l'essence (cracking catalytique et hydrocraquage sous vide).

Ainsi, le jet A1 à l'origine conçu pour les moteurs à réactions, peut devenir un carburant pour moteurs à pistons comme les aérodiesels.

De plus, les aérodiesels sont des moteurs de dernière génération qui respectent déjà l'environnement. En effet, comme l'émission de polluants est proportionnelle à la quantité de carburant brûlé et que la consommation de carburant a diminué, les rejets sont aussi d'autant diminués.

 

f) L'éthanol :

L'éthanol, utilisé comme carburant automobile depuis plus de vingt ans, sert maintenant régulièrement à alimenter des prototypes d'avions qui font la preuve que ce carburant peut fort bien convenir à l'aviation légère.

L'éthanol est un alcool dont la fiche d'identité est CH3-Ch2-OH. Il peut être fabriqué à partir du pétrole mais aussi issu de l'agriculture à partir de la biomasse (bioéthanol).

Dans ce cas, la matière première doit être riche en sucre : canne, betterave ou, dans une moindre mesure, amidon de blé ou de pomme de terre.

Au départ, le procédé de fabrication ressemble beaucoup à celui que met en oeuvre une raffinerie sucrière.

Par exemple : on extrait de la canne à sucre, la mélasse qui subit ensuite une fermentation et dont le produit est déshydraté pour obtenir un alcool presque pur. De ce fait, à partir de 300 kg de sucre de canne, on peut obtenir environ 75 litres d'éthanol. Néanmoins, d'autres voies de recherche sont offertes par la filière bois et par les déchets végétaux. (herbe tondue, racines, branches, etc...).

Ainsi, adapter un moteur d'avion à ce carburant pose peu de problèmes techniques. Mais le principal problème réside dans le fort pouvoir de corrosion de l'éthanol. Le circuit de carburant doit donc être jalonné d'aluminium et les matières plastiques utilisées pour les joints devront être sélectionnées avec soin. En outre, l'éthanol étant hydrophile, il faudra renforcer l'efficacité du filtrage et l'étanchéité des réservoirs. Il sera nécessaire aussi que les utilisateurs d'avions fonctionnant à l'éthanol, effectuent la purge du circuit avec encore plus de rigueur que d'habitude.

L'éthanol présente un taux d'octane plus élevé que l'essence avec une valeur de base d'environ 104. cependant, il se vaporise beaucoup moins bien que l'essence 100LL d'où quelques problèmes de mise en route. Néanmoins, la solution est d'utiliser de l'essence pour la mise en route puis de passer automatiquement sur le réservoir d'éthanol. Toutefois, pour les mêmes raisons, le point d'allumage devra être positionné plus tôt.

A noter, aussi, que des cocktails essence-éthanol peuvent être utilisés. Dans ce cas, l'éthanol intervient comme antidétonant à la place du plomb. Pour accroître ses performances d'antidétonant et pour qu'il soit mieux acceptés par les moteurs modernes, on le transforme souvent en éthyl-tertio-éther (ETBE).

De plus, l'éthanol peut être mélangé aux carburants fossiles dans des rapports de 5 à 85%. Actuellement, par exemple, le carburant auto peut être enrichi de 5% d'éthanol qui correspond à la quantité maximale tolérée par tous les types de moteurs sans modification préalable.

En outre, la production d'éthanol fonctionne globalement à CO2 constant car le CO2 rejeté lors de la combustion est pris dans le sol par les plantes qui l'exploitent comme matière première de la photosynthèse. L'éthanol génère aussi moins de particules et d'imbrûlés que les dérivés du pétrole mais produire de l'éthanol nécessite d'immense surface de cultivables.

De ce fait, sous nos latitudes, s'il fallait un jour abandonner les carburants fossiles actuels, leur successeur ne serait donc pas l'éthanol pur mais plutôt les produits fabriqués par le procédé Fischer-Tropsch qui permet, à partir du charbon, du gaz, du bois ou de déchets végétaux, d'obtenir toutes sortes d'ingrédients, lesquels mélangés entre eux et éventuellement additionnés d'éthanol, pourraient alimenter aussi les moteurs d'avions.

A noter cependant que dans un moteur aviation, il ne faut jamais utiliser de l'essence automobile. En effet, cette dernière accroît la corrosion et risque de créer du Vapor lock.

De même qu'un mélange d'essences de taux d'octane différents ne donnera pas forcément un taux d'octane proportionnel aux volumes en présence. Il est donc fortement déconseillé de procéder à des mélanges d'essences diverses.

Aussi, pour la majorité des moteurs dont leur conception date d'un temps que les moins de 100/130 d'octane ne peuvent pas connaître, l'absence de plomb tétraéthyle nécessitera alors d'adapter ces moteurs.

A cet effet, les petits moteurs avion devront se contenter de modifications inspirées et déjà très nombreuses pour fonctionner au carburant auto. Pour les puissances moyennes, des modifications plus avancées seront nécessaires, plus particulièrement au niveau des sièges et des guides de soupapes. En outre, la certification des allumages électroniques autonomes, même si elle ne résout pas tout, pourra faciliter l'utilisation de ces nouveaux carburants.

 

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5) Le jargon du pétrolier :

Pour comprendre le jargon du pétrolier, un petit glossaire s'avère nécessaire :

 

a) L'huile :

Les pétroliers désignent ce qui sort de la terre, le brut, par le terme général d'huile (crude oil).

A noter aussi que les sols donnent aux huiles des caractéristiques différentes.

 

b) Le catalyseur :

Le catalyseur est la substance qui favorise ou permet une réaction sans que le catalyseur soit lui-même modifié.

 

c) Les schistes et les sables bitumeux :

Les schistes sont des roches dont la texture ressemble au mille-feuilles, comme le mika, par exemple, qui est le plus connu. Certains recèlent de grosses quantités d'une huile si lourde qu'elle ressemble à du bitume.

Les sables bitumeux qui contiennent de l'huile portent le nom de sables asphaltiques.

 

d) L'ETBE :

L'ETBE "étyl-tertio-butyl-éther" est un produit de synthèse qui permet d'obtenir un fort taux d'octane en remplacement du TEL.

 

e) Le MTBE :

Le MTBE "méthyl-tertio-butyl-éther" est une solution de synthèse permettant d'obtenir un fort taux d'octane. Il est de la famille des éthers. Très performant mais plus coûteux que l'ETBE, il est déjà interdit parfois pour cause de pollution.

 

f) Le Cracking :

Le cracking est un processus de raffinage qui transforme les plus grosses molécules en constituants plus légers.

Il existe plusieurs procédés de cracking :

- Le cracking thermique :

Le cracking thermique est le plus simple car il suffit de chauffer.

- Le vapocracking :

Le vapocracking est une variante du cracking thermique. Dans ce cas, le cracking se produit en présence de vapeur d'eau.

- Le cracking catalytique :

Dans le cracking catalytique, on utilise à la fois la chaleur et un catalyseur. souvent en très fines particules.

- L'hydrocracking :

Dans l'hydrocracking, il y a un catalyseur avec, en plus, la réaction qui s'opère sous des pressions d'hydrogène de l'ordre de 100 à 200 bars.

 

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6) Les nouveaux procédés de fabrication de carburant :

Parmi les nouveaux procédés de fabrication de carburant, on distingue le procédé FISCHER-TROPSCH :

Ce procédé qui n'est toutefois pas récent, semble répondre à la question "comment fabriquer du kérosène ou de l'essence quand on a pas de pétrole".

En effet, l'histoire rappelle que vers le milieu de la seconde guerre mondiale, les Allemands à court de brut pour alimenter leurs raffineries, appliquèrent alors un procédé inventé par Hans Fischer et Franz tropsch en 1920 pour fabriquer de l'essence à partir de charbon.

Pareillement, l'Afrique du Sud eut recours au même procédé en 1955 puis, de manière plus intensive, durant l'embargo anti-apartheid qui avait créé une pénurie de brut. Grâce à cela, le pétrolier sud-africain Sasol put produire de l'essence du gasoil, des bases pétrochimiques et des lubrifiants.

Aujourd'hui, le procédé FISCHER-TROPSCH revient à la mode grâce au progrès des catalyseurs et à l'envol des cours du baril de pétrole car il permet d'obtenir aussi bien du Jet A1 que de l'essence ou toute autre base pétrolière, à partir d'à peu près n'importe quoi : charbon, gaz naturel, biomasse, sables bitumeux, etc...

Toutefois, actuellement, c'est surtout le gaz naturel qui sert de base ou de charge. On parle alors de GTL (gas to liquid) mais il existe aussi le CTL à partir du charbon ou le BTL à partir de la biomasse.

En outre, les carburants obtenus par ces procédés sont plus propres et le kérosène émanant du procédé Fischer-Tropsch est exempt de soufre.

 

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7) Le stockage du carburant :

Le parcours du carburant depuis le dépôt près de la raffinerie jusqu'à la distribution dans le réservoir d'un avion fait l'objet d'une série de tests afin d'en vérifier la qualité dans les différentes phases de son transport.

On distingue les mesures prises :

 

a) Du dépôt au porteur :

Pendant le remplissage de la citerne, le carburant est filtré. Avant le départ, 10 litres sont purgés et contrôlés à vue "test pur et clair". La densité est mesurée afin de s'assurer à la fois de la nature du produit et de détecter d'éventuels mélanges accidentels.

 

b) A l'arrivée :

A l'arrivée, après repos et décantation, le carburant est vidé dans la cuve de l'aérodrome à travers un filtre dont la différence de pression, ∆P, est contrôlée (test de qualité du filtre : ∆P trop forte, filtre encrassé, ∆P trop faible, filtre déchiré.

Avant le remplissage de la cuve, 400 litres sont purgés et la densité est mesurée de nouveau. Le produit est ensuite certifié pour sa distribution.

 

c) Pendant le stockage :

Pendant le stockage, la cuve est purgée quotidiennement afin de rechercher les traces d'eau "test pur et clair". Elle approvisionne ensuite le camion de distribution sur l'aéroport.

 

d) Au niveau de la cuve :

Par contre, la cuve 100LL est alimentée par des camions plombés avec un processus de contrôle semblable au précédent.

 A noter que le filtre des pompes fixes doit être changé tous les ans.

 

e) Au niveau du camion de distribution :

Le camion de distribution sur l'aéroport est rempli depuis les cuves de stockage par une aspiration flottante qui prélève le carburant e surface, là où il est le moins susceptible d'être pollué, notamment par l'eau.

Le carburant est filtré (nouveau test ∆P) avant de remplir la citerne mobile.

Avant la distribution à l'avion, 10 minutes de décantation sont effectuées et sont suivies d'une purge avec "test pur et clair" de nouveau.

 

f) A l'avion :

A l'avion, l'essence 100LL est distribuée après un nouveau filtrage.

Par contre, le Jet A1 fait en plus l'objet d'un "test Shell". Dans ce cas, un échantillon de carburant est prélevé dans une seringue puis on le force à passer dans une pastille poreuse. Si la pastille est jaune, le carburant est OK : pas d'eau. Si la pastille est bleue, il y a présence d'eau.

Ce test est effectué au premier plein, à chaque changement d'équipe, à chaque rechargement de la citerne et aussi par temps de pluie à chaque avitaillement.

Un dispositif près de la citerne permet un prélèvement facile par seringue en vue de l'analyse par les pastilles du test Shell.

 

Toutes ces mesures au niveau de la sécurité sont nécessaires car le carburant est un produit fragile, notamment en ce qui concerne sa pollution qui peut être occasionnée plus généralement par l'eau.

En outre, il faut savoir que la qualité d'une quantité de carburant n'est jamais définitive. De ce fait, le pilote doit être sensibilisé en permanence à cet aspect.

 

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