Gaz de Pétrole Liquide (GPL)

1. Historique

les premiers moteurs de ce type datent de 1920 . Ils ont cependant évolué, en profitant des innovations concernant le moteur à essence classique. L'électronique et le pot catalytique on autant transformé les moteurs à essence que les moteurs GPL.
GPLc signifie Gaz de Pétrole Liquéfié carburant.
Le GPLc est un mélange gazeux composé de 50% de butane (C4H10) et de 50% de propane (C3H8). En Italie ou dans d’autres pays européens, les proportions peuvent varier.
Le GPLc est en général issu du raffinage du pétrole. Il est maintenu et stocké à 10 bars environ à l’état liquide.
Il existe plus de 4 millions de véhicules roulant au GPLc dans le monde dont 1 million chez nos voisins italiens ! Le France reste à la traîne avec seulement 110.000 véhicules équipés.
Les administrations ont des obligations :
L'article 8 de la loi de 1996 sur l'air incite les gestionnaires de parcs automobiles publics à acquérir au moins 20 % de véhicules à carburant propre - GPL, GNV, électricité.

2. Principe de fonctionnement

La bicarburation essence/GPLc nécessite la mise en place d’un second réservoir.
L’approvisionnement du GPLc se fait par un orifice d’emplissage spécifique (1). Le réservoir supplémentaire (2) est souvent placé dans le coffre ou sous le châssis.
Le passage du GPLc à l’essence se fait automatiquement au cas où le GPLc est épuisé. Un calculateur électronique gère le système et assure un fonctionnement optimal du moteur. Une jauge spécifique (3) se trouve sur le tableau de bord.
Le commutateur (4) situé au tableau de bord permet de passer manuellement d’un mode de carburant à un autre, à tout moment (même sur l’autoroute).
Le vaporiseur/détendeur (5) assure la vaporisation, la détente et la régulation du gaz vers le moteur.
Les électrovannes (6) permettent l’alimentation alternée du GPLc ou du super carburant. Elles ont une fonction de sécurité quand le moteur est arrêté : les arrivées de GPLc sont coupées.

 

3. Éléments rajoutés à une voiture à essence pour assuré le fonctionnement au GPL

Réservoir
Il est de forme cylindrique, placé dans le coffre, ou de forme torique, installé à la place de la roue de secours.
Ses contraintes de constructions sont extrêmement sévères. Dans une accident grave, les dangers se présenteront à bien d'autres niveaux avant que la solidité du réservoir puisse être mise en cause.
Plusieurs éléments viennent se greffer au réservoir, comme le dispositif de limitation du remplissage à 85%,(qui évite que le réservoir n'explose en cas d'incendie) , les dispositifs de remplissage et de prélèvement du gaz, plongeant au fond du réservoir. Ces fonctions sont parfois réunies dans une "polyvanne". Un limiteur de débit, comme son nom l'indique, limite le débit de fuite en cas de rupture des canalisations. Le carburant est donc prélevée dans la phase liquide. Ce choix amène des contraintes supplémentaires (puisqu'il faut de toute manière le vaporiser par la suite)

Électrovanne
Placée juste après le réservoir dans le trajet du gaz, son but principal est de bloquer ou de laisser passer le GPL/C liquide, selon que le moteur fonctionne en mode essence ou GPL par exemple. Au repos, elle est fermée, ce qui est nécessaire à la sécurité. L'ouverture est commandée par la centrale électronique.
On trouve en général un filtre et un décanteur pour purifier le GPL/C, qui est toujours en phase liquide à ce niveau.

Vaporisateur Détendeur
Ce dispositif a pour but de rendre le GPL/C gazeux et de diminuer sa pression jusqu'à environ la pression atmosphérique, faisant passer le carburant de sa pression de stockage à sa pression d'utilisation. Il est constitué de deux chambres qui fonctionnent chacune comme les détendeurs qui accompagnent les bouteilles de gaz.
La première chambre se charge de la vaporisation du gaz. Or ce phénomène de détente d'un fluide absorbe de l'énergie, c'est ce qui fait marcher les réfrigérateurs! C'est pour cela que cet organe est largement traversé par le liquide de refroidissement tout chaud qui vient du moteur, sans quoi tout gèlerait.

Les éléments qui suivent concernent les voitures à injection, laissant de côté les modèles à carburateurs qui disparaissent au fur et à mesure de la généralisation des pots catalytiques, dispositifs qui exigent une gestion précise (et donc électronique) du mélange. Ce n'est donc qu'une solution technologique parmi d'autres.

Doseur-distributeur
Ce dispositif a pour but de répartir le GPL/C en égale quantité aux différents cylindres et également de doser précisément cette quantité. Un moteur pas à pas assure le déplacement, via un système vis écrou, d'un vérin qui obstrue des fentes réalisées dans l'alésage qui guide le piston. On peut ainsi régler précisément la place qu'a le gaz pour s'écouler, et connaissant sa pression, on peut déterminer le débit.
( On constate que le gaz est fourni en continu, à la différence de l'injection essence. Ceci est imposé par la compressibilité importante du gaz)
Ce dispositif inclut également un servo qui peut bloquer le trajet du gaz en cas de surcharge du moteur ou autres incidents, tout comme le fait l'électrovanne précédemment décrite.( On constate que le gaz est fourni en continu, à la différence de l'injection essence. Ceci est du à la compressibilité du gaz)

Injecteurs
Disposés au même niveau que les injecteurs pour le circuit essence, c'est à dire juste avant la soupape d'admission, ils ont un rôle passif, ils guident seulement le gaz vers la chambre d'admission. Une membrane joue le rôle d'anti-retour.

Éléments d'origine intervenant dans le fonctionnement au gaz

Sonde Lambda
Ce dispositif permet de connaître le taux d'oxygène dans les gaz d'échappement (en réalité elle ne donne qu'une information absence/présence, non quantifiée). Une présence d'oxygène trahit un manque de carburant dans le mélange (essence ou GPL/C) et l'absence d'oxygène traduit une combustion incomplète. L'idéal est de rester à la frontière entre ces deux états, c'est le travail de l'électronique.

4 . Avantages et inconvénients techniques

L'homogénéité du mélange air-GPLc donne une meilleure régularité du couple moteur aux bas régimes mais perd environ 5% de puissance à haut régime. Les reprises se font plus souples. Le fonctionnement du moteur est plus silencieux et les vibrations diminuent. Contrairement aux carburants classiques, la combustion du GPL ne laisse aucun dépôt (calamine) et procure au moteur et au lubrifiant une longévité accrue. Les révisions peuvent être espacées tous les 30000 km.

La surconsommation du GPLc de l’ordre de 15 à 20 % par rapport aux carburants traditionnels est contrebalancée par un coût à la pompe inférieur aux carburants classiques, et par l’amortissement rapide de l’investissement. (40 à 50000 km en moyenne).

Il existe un inconvénient majeur à l’encombrement. Le réservoir peut amputer le volume du coffre. Toutefois, les constructeurs proposent dès la conception de leurs modèles une version GPLc avec réservoir intégré. Il est possible de loger les réservoirs sous le plancher. Il existe aussi des réservoirs « toriques » qui prennent la place de la roue de secours, celle-ci étant remplacée par une bombe anti-crevaison.

Pollution évitée :

Les gaz d'échappement sont exempts de poussières, de plomb et de soufre.
Les émissions en oxyde de carbone sont réduites principalement en circulation urbaine.
Le GPL carburant répond bien aux problèmes de pollution des villes.
Par rapport au SP95, le GPLc permet une réduction des émissions :

Oxyde d'Azote (NOx) de 15 à 40 %
Oxyde de Carbone (CO) de 20 à 60 %
Gaz Carbonique (CO2) d'environ 10 %
Hydrocarbure (HC) de 30 à 60 %
4. Avantages et inconvénients économiques

En plus d’être économique à la pompe, le GPL l’est aussi à l’entretien.
Le prix du GPLc (3,32 à 3,71 FF) permet d'amortir rapidement le coût d'équipement du véhicule.
Grâce aux dispositions fiscales, le GPL est le carburant le plus économique du marché pour les entreprises et les particuliers.

Mesures fiscales pour les particuliers et les professionnels:

Pour les particuliers et les professionnels, les conseils généraux peuvent exonérer de vignette, en totalité ou partiellement, les véhicules les moins polluants, dont ceux fonctionnant au GPLc.
Les conseils régionaux exonèrent partiellement ou totalement la taxe proportionnelle sur la carte grise pour les véhicules fonctionnant au GPLc.

Mesures fiscales réservées aux professionnels :

La TVA est récupérable à 100% pour tous les véhicules (non utilitaires) fonctionnant au GPLc.
Les véhicules mono-carburation (réservoir d’essence de contenance inférieure à 15L) bénéficient d’une exonération totale de la TVS (Taxe sur les Véhicules de Société).

L’inconvénient majeur est que l’investissement initial est plus important, qui peut être toutefois atténué par les avantages fiscaux et aides diverses. De plus, l’amortissement du véhicule est plus rapide.
5. Vérités et contre vérités sur le GPL :

Les véhicules au GPLc sont dangereux.
La crainte d’une explosion est « purement française » : en effet, le GPL est plus sûr que le super carburant.
L’épaisseur du réservoir de GPLc est six fois plus grande que celle d'un réservoir classique.
Avant sa mise en place, le réservoir est soumis à 3 séries de tests (résistance aux chocs [normes UTAC], résistance à la pression et à la décélération [service des Mines]).

Tous les véhicules ne peuvent pas fonctionner au GPLc.
La plupart des moteurs à essence équipés pour fonctionner au Super sans plomb peuvent être équipés au GPLc. Seuls les moteurs Diesel, dépourvus d’allumage, ne peuvent fonctionner au GPLc.

Si l’on monte un système GPL sur un modèle neuf, on perd la garantie constructeur.
La garantie du constructeur reste valable sur l’ensemble du véhicule, à l’exception du système GPL qui lui est garanti par l’installateur.

Il est difficile de trouver du GPL carburant.
Il existe aujourd’hui plus de 1500 stations-service qui distribuent du GPLc sur l’ensemble du territoire français.

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