H224 : Liquide et vapeurs extrêmement inflammables H225 : Liquide et vapeurs très inflammables H226 : Liquide et vapeurs inflammables H304 : Peut être mortel en cas d'ingestion et de pénétration dans les voies respiratoires H350 : Peut provoquer le cancer(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Parmi les alcanes, deux jouent un rôle particulier : l’iso-octane C8H18 et len-heptane C7H16.
En effet, ces deux alcanes possèdent des propriétés radicalement différentes du point de vue de leur tendance à l'auto-allumage.
Un mélange d’air et devapeur d’iso-octane va difficilement s'enflammer spontanément, ce sera donc bien la bougie qui provoquera l'allumage et créera, au moment prévu, unedéflagration, c'est-à-dire uneflamme de pré-mélange qui se propage dans le mélange à une vitesse inférieure à lavitesse du son.
Au contraire, avec l’heptane, l'auto-allumage est facile : pour des taux de compression élevés, l'allumage aura lieu dans le cylindre avant que la bougie ne génère d’étincelles. Ce phénomène caractéristique desmoteurs à allumage commandé s'appelle lecliquetis[8] et provoque la formation d'ondes de choc dans le cylindre, d'où le bruit caractéristique. Dans le pire des cas, il peut y avoir création d'unedétonation qui peut aller jusqu'à faire fondre le piston, le front de flamme se déplaçant plus vite que le son en se couplant à l'onde de choc. Il est donc assez courant, notamment dans la littérature anglo-saxonne, de parler improprement de détonation quand on parle en réalité seulement de cliquetis.
En l'état actuel des technologies, unmoteur à détonation aurait une durée de vie très courte par rapport auxmoteurs à combustion interne actuels. Le terme populaire en France de moteurà explosion est peu précis, car les déflagrations tout comme les détonations sont toutes les deux des explosions. Il vaudrait mieux employer le terme demoteur à combustion interne.
Les carburants« premium » contiennent en plus des additifs spécifiques à chaque compagnie pétrolière :détergents, inhibiteurs de corrosion, modificateurs de friction, antimousses,antioxydants, désémulsifiants, réodorants, etc.[9].
Pompe à pétrole aux États-Unis.Comparaison des différents signes d'indication de carburants entre l'Europe et l'Amérique du Nord
Les tendances à l'auto-allumage des mélanges d’iso-octane (l'isomère de référence de l'octane) et d’heptane sont différentes. Elles servent de référence pour déterminer l’indice d'octane[10] d’un carburant à tester. Si, par exemple, le taux de compression nécessaire à l'apparition ducliquetis d’un mélange d’air et de ce carburant dans un moteur de référence est le même que pour un mélange comportant95 % d’iso-octane et5 % d’heptane, alors on dit que ce carburant a unindice 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’iso-octane auront tous des indices d’octane comprisentre 0 et 100.
Des mélanges avec d’autres produits permettent néanmoins d’avoir des indices d’octane supérieurs 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 deplomb tétraéthyle Pb(C2H5)4 et deplomb tétraméthyle Pb(CH3)4 afin de diminuer la tendance à la détonation d’essences contenant un fort pourcentage d’heptane. C’était une manière d’augmenter artificiellement l’indice d’octane (on gagnait dix points avec1g/l de PTE) et de favoriser lalubrification des moteurs mais cela conduisait à disperser dans l’environnement de fortes quantités deplomb, métal dont on connaît la toxicité. LePNUE a annoncé l'éradication mondiale de l'essence au plomb en 2021[11], au terme d'une éradication progressive[12],[13],[14]. Les alternatives ont aussi des inconvénients, comme une teneur élevée en hydrocarbures aromatiques (beaucoup plus toxiques que les alcanes) dont lebenzène, ou la nécessité d'ajouter desalcools[15], etc.
Un carburant dont l’indice d’octane est trop faible a tendance à provoquer unecombustion brutale, mais présente aussi une tendance à l’auto-inflammation lors de lacompression dans les cylindres du moteur et au cliquetis. Plus le taux de compression du moteur est élevé, plus la température atteinte lors de la compression des gaz est élevée et plus l’indice d’octane doit se rapprocher de 100. L’augmentation du taux de compression améliore, conformément aux lois de lathermodynamique, lerendement 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 » (RON,Research Octane Number) caractérise le comportement d’un carburant à bas régime ou lors des accélérations ;
l’indice d’octane « moteur » (MON,Motor Octane Number) évalue la résistance d’un carburant au cliquetis à haut régime.
Trois différents types d'essences automobiles disponibles en France en 2010 existent :
le supercarburant sans plomb 95 ou SP95 (RON 95, MON 85) ;
le supercarburant sans plomb 98 ou SP98 (RON 98, MON 87) ;
le supercarburant sans plomb 95-E10 ouSP95-E10 (RON 95, MON 85).
La commercialisation du supercarburant dit « Super 97 » (RON 97, MON 86) a pris fin au cours du second semestre 2006. Depuis, il ne contenait plus de plomb mais dupotassium (pour la protection des sièges de soupapes).
L’essence sans plomb 98 est plusdétergente que l’essence sans plomb 95 et donc plus corrosive notamment pour les pièces enélastomères (caoutchoucs). Ces deux carburants contiennent de fortes quantités decomposés aromatiques solvants qui sont très toxiques. Il faut donc éviter d’en respirer les vapeurs et de s'en servir comme agent de nettoyage ou de dégraissage. En France, les taux de benzène de l’essence sans plomb (et dugazole) ont été réduits en 2000 (de5 à 1 % en volume)[16] et l'ANSES a confirmé en 2014 le caractère fortementcancérigène etmutagène (notamment cause deleucémies) de cet additif.
À partir du dans l'Union européenne et quelques pays proches[17], la nomenclature des essences est :
E5 (5 % d'éthanol maximum, correspond aux SP95 et SP98) ;
E10 (10 % d'éthanol maximum, correspond au SP95-E10) ;
Carburant spécifique utilisé 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. La plus utilisée en aviation légère est l'Avgas 100LL (Low Lead). Elle est de couleur 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 de tentatives sont faites pour développer des moteurs aviation Diesel ; des moteurs Diesel à pistonsClerget ont déjà été utilisés dans l'aviation pendant laPremière Guerre mondiale, en particulier pour limiter les risques d'incendie. Mais de nombreux moteurs à allumage commandé utilisant des essences automobiles sont utilisés, par exemple les moteursRotax et Jabiru. On les trouve notamment pour les faibles puissances et les ULM.
Cependant, pour les avions à réaction, c'est lekérosène (proche du gazole) qui est à la base du carburant. Obtenu directement par la distillation du pétrole brut, il sert entre autres à la production du carburant, JET-A et JET-B.
On trouve endroguerie l’essence C, l’essence F (essence à briquet), l'essence G (éther de pétrole), lewhite spirit, etc., qui sont des mélanges d’hydrocarbures plus ou moins volatils et peu toxiques. Ce sont des produits très inflammables qu’il convient de manipuler loin de toute source de chaleur et dans des lieux bien aérés.
Outre le remplissage des briquets qui représente un usage très marginal, les essences de pétrole sont surtout dessolvants qui servent à éliminer les taches de corps gras ou de diluants pour les peintures.
En cas de pénurie de pétrole, il a aussi été fait appel à la distillation desschistes bitumineux, comme cela s’est pratiqué il y a quelques décennies dans l’exploitation de lamine des Télots, àAutun.
Concernant les additifs de l'essence : l'essence plombée contient plusieurs composéstoxiques etécotoxiques à faible dose[Note 1]. Elle est surtout connue pour avoir été depuis un siècle environ une cause de pollution chronique des sols[19] et de l'environnement proche des voies de circulation[20] et notamment despoussières[21] etsédiments de caniveaux, égouts, cours d'eau[22],[23] à proximité des voies de transport (et des stations essence parfois), et une source majeure desaturnisme chronique (au milieu desannées 1970 les rejets de plomb de l'essence avaient atteint 380 000 tonnes par an[24]) jusqu'à l'interdiction[25],[26],[27] presque totale en Europe et aux États-Unis des additifs au plomb (sauf dérogations pour les avions à hélice, véhicules de course ouvéhicules de collection). L'essence au plomb a progressivement été interdite par tous les États, le dernier étant l'Algérie en[28].
La première alerte a été donnée en 1924, lorsque des dizaines de travailleurs ont été hospitalisés et cinq déclarés morts après avoir souffert de convulsions dans une raffinerieStandard Oil auNew Jersey aux États-Unis. Parmi eux, Ernest Oelgert s’était mis à avoir des hallucinations. Le vendredi, il courait à travers le laboratoire en poussant des cris d’horreur. Le samedi, comme Oelgert devenait dangereux, sa sœur appela la police; il fut conduit à l’hôpital où on lui passa une camisole de force. Le dimanche, il était mort. En moins d’une semaine, quatre autres de ses collègues décédèrent eux aussi, et trente-cinq autres étaient à l’hôpital. Ils n’étaient que quarante-neuf à travailler dans ce labo. Son inventeur,Thomas Midgley, lui même en fut victime après une une intoxication au plomb qui le contraint à rester plusieurs mois en convalescence en Floride. Il cache néanmoins cet épisode le concernant et effectue un geste spectaculaire. Face à des journalistes sceptiques lors d’une conférence de presse, il prit un jerrycan de plomb tétraéthyle pour s’en laver les mains et il déclare :« Je ne cours aucun risque, et je ne courrais aucun risque même si je faisais ça tous les jours »[29],[30],[31].
L'essence plombée est restée longtemps en usage, notamment dans de nombreux pays pauvres. Par exemple :
auVenezuela, jusqu'à il y a peu, la compagnie pétrolière d'État (Petróleos de Venezuela SA) ne vendait dans son pays que de l'essence fortement plombée (à 300 mg de plomb par litre[36]). Ce n'est qu'en 1999 queHugo Chávez, arrivé au pouvoir avec dans son programme le projet de reprendre le contrôle de l'industrie pétrolière de son pays, a imposé la mise à disposition d'essence sans plomb. Celle-ci a effectivement été mise sur le marché, mais sans interrompre l’utilisation de l'essence plombée, car celle-ci continuait à être massivement produite et achetée, car vendue moins chère que l'essence sans plomb[37]. Cette situation a perduré jusqu'en où le Venezuela a fini par interdire le plomb dans l'essence, mais trop tard pour endiguer la pollution : dans le pays, tous les sols proches des grandesroutes et voies circulantes sont désormais pollués par le plomb, qui n'est ni dégradable, ni biodégradable[38]. Ainsi, en 2006, on mesurait en bordure des rues principales deMaracaibo plus de 3 000 mg/kg de plomb dans le sol superficiel[38], et àTrujillo un dépassement des seuils de dangerosité est détecté pour 55 % des échantillons de sol prélevés devant les maisons ou immeubles côté rue (avec des variations explicables par les facteurs d'érosion et de ruissellement). Deux cents fois plus de plomb est trouvé côté rue que côté jardin, ce qui montre la responsabilité de lapollution automobile par le plomb[39]. Les poussières échantillonnées dans les écoles deCaracas contiennent beaucoup demanganèse (autre additif de l'essence). Des taux très anormalement élevés de plomb sont retrouvés dans la fraction organique de poussières aéroportés : 43 à 1 027 µg de plomb par gramme de cette fraction des poussières, avec un record enregistré près d'uneautoroute[40]. Avant l'interdiction, les teneurs en plomb du sol avaient augmenté de 186 % à 449 % en quinze ans sur quatre sites mesurés[38], ce qui montre l'existence d'un stock de plomb qui peut encore rester longtemps contaminant pour l'eau, les sols, l'air et les aliments.
Lebenzène, composé important et toxique[42] de l'essence, a été classé comme étant comme substance sans aucun doute cancérigène pour l'être humain par l'IARC, l'EPA et l'OMS.
Le1,3-butadiène, autre composant de l'essence, est aussi un puissant cancérigène (chez les animaux comme chez l'être humain)[41].
Desalkylbenzènes également présents en quantité importantes dans l'essence ont aussi été jugés cancérigènes (preuves suffisantes de la cancérogénicité)[41].
Prix de l'essence àSan Francisco, en Californie, en juillet 2006.Évolution desaccises sur l'essence et legazole en Belgique.
En raison d'une importante dépendance de nombreux pays occidentaux auprès des pays de l'OPEP, les hydrocarbures sont fortement taxés. La politique européenne consiste à taxer l'énergie dans le but :
d'assurer des revenus considérables aux États ;
de limiter ou réduire la dépendance envers les pays producteurs ;
de restreindre la consommation énergétique (sauvegarde des ressources planétaires et notamment de l'atmosphère) ;
d'assurer une marge de prix qui pourrait absorber ou temporiser une augmentation trop brutale du cours du pétrole.
En France, laTICPE représente une partie importante du prix de l'essence[43] : en 2013, la TICPE plus la TVA représentent environ 130 % du prix hors taxes, soit un pourcentage de 57 % du prix final et 50 % du prix final du gazole[44]. Ces taxes avaient cependant pris des proportions bien supérieures : en 1999, quand le baril a atteint son niveau le plus bas de la décennie, l'essence (sansplomb 95) s'est retrouvée taxée à 500 % du prix hors taxes, ce qui représentait 83 % du prix final à la pompe.
L'évolution des prix des carburants est complexe ; elle dépend :
du prix du pétrole brut ;
du cours du dollar US par rapport à la devise du pays considéré (les achats de pétrole, sur le marché international, sont toujours effectués en dollar US) ;
des coûts de raffinage ;
du montant des taxes.
En France, les gouvernements successifs ont maintenu un prix du gazole plus bas que celui du super sans plomb 95 en utilisant un taux de taxe réduit de 30 % sur le premier — alors que les prix à la production (HT) de ces deux carburants étaient sensiblement les mêmes, et qu'un litre de gazole est plus énergétique qu'un litre d'essence. Depuis 1990, la différence de taxation n'a que peu changé (variant entre 25 % et 35 %), l'augmentation du prix du gazole par rapport à celui du super sans plomb 95 (qui est devenu moins cher à la production que le gazole en raison d'une plus forte demande mondiale pour ce dernier), fait que cette différence de prix s'est atténuée au premier semestre 2008, puis a connu une légère hausse.
Concernant le prix des carburants, l'attractivité des motorisations diesel a diminué, mais ces véhicules restent encore majoritaires compte tenu du meilleur rendement des moteurs diesel avec la plus forte densité énergétique du gazole qui est vendu non pas au poids mais au litre. D'autres éléments entrent en compte dans l'attractivité (autonomie, publicité, fiabilité, etc.).
Le prix moyen varie dans le temps et dans l'espace, en fonction des coûts de transport et de distribution[45]. Outre le tableau suivant, on peut se reporter aux séries de prix à plus long terme réunies par Jean Fourastié et son équipe qui montrent que le progrès technique a fait baisser le prix de l'essence et des autres carburants, sur une très longue période, malgré la situation d'oligopole dans laquelle se placent les producteurs de pétrole[46].
Différents types informent les consommateurs de l'évolution des prix des carburants :
France
Pour mieux informer leconsommateur et lutter contre l'inflation, legouvernement français a ouvert le le site « prix-carburants.gouv.fr »[51] permet de connaître les tarifs des carburants partout en France, mis à jour à chaque évolution de prix, par les exploitants des stations services. Les principaux carburants sont recensés, ainsi que le bio-éthanol (E85) et leGPL.
La politique est différente, car la faible taxation permet d'offrir une essence bon marché ; les gouvernements respectifs privilégient « le niveau de vie des Américains, qui n'est pas négociable » (George W. Bush, président des États-Unis) aux ressources planétaires. Bien que les États-Unis disposent de ressources pétrolières (les États-Unis étaient le premier producteur mondial de pétrole en1920, assurant 80 % de sa consommation), ils sont principalement importateurs : exportation en 2003 : 3,620 millions de barils par jour principalement vers le Canada, importations : 9,850 millions de barils par jour (importations nettes : 6,230 millions de bl/j, pour une consommation de 19 millions de bl/j)[52]. Les États-Unis sont donc dépendants énergétiquement d'autres pays comme l'Arabie saoudite, leVenezuela ou leCanada. Conséquence de l'intervention de l'armée américaine enIrak et de la possibilité nouvelle d'importer des ressources depuis ce pays, les États-Unis importent environ 4 % du pétrole irakien.
Depuis les débuts de l'automobile et notamment depuis lesannées 1970 et les deux chocs pétroliers qui ont suivi, les constructeurs automobiles ont travaillé à réduire la consommation de leurs modèles.
En France, la consommation moyenne du parc automobile essence et diesel confondus selon leNEDC est ainsi passée de :
Ces chiffres sont des moyennes et l'une des raisons de la réduction des consommations est la proportion croissante de véhicules Diesel.
Livraison de carburants (gazole + super) en France
Le graphique qui aurait dû être présenté ici ne peut pas être affiché car il utilise l'ancienne extension Graph, désactivée pour des questions de sécurité. Des indications pour créer un nouveau graphique avec la nouvelle extension Chart sont disponiblesici.
Pour la4e année de suite[Quand ?], la consommation globale annuelle de super et degazole a reculé en France pour revenir au niveau de 1996 soit 29 millions de mètres cubes.[réf. nécessaire] Cela est principalement dû à :
une diminution du kilométrage parcouru (398 milliards de kilomètres en 2005 contre un pic à 404 milliards en 2003) favorisée par la concurrence d'autres transports en commun (TGV) et par levieillissement démographique de lapopulation française (tendance encore plus nette en Allemagne et Grande-Bretagne) ;
↑L'utilisation d'alcool éthylique comme additif est attesté en France en 1950 ;RogerMillot, « Étude des aspects techniques du problème de l'alcool-carburant »,JORF,no 14,(lire en ligne)
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