L'utilisation des cycles de conduite pour la détermination de la consommation de carburant et des émissions des gaz d'échappement

Les cycles de conduite (DCs) sont essentiels pour évaluer la performance des véhicules, en particulier en ce qui concerne leur consommation de carburant et les émissions des gaz d'échappement. Ces cycles peuvent être classifiés en fonction de leur nature législative ou non, et peuvent être reproduits sur des dynamomètres ou lors de tests sur route. Les cycles transitoires, qui sont des séries temporelles construites à partir de segments de trajets obtenus dans des conditions réelles d'exploitation, permettent de garantir une certaine reproductibilité des tests effectués en laboratoire ou sur la route.

La consommation de carburant est mesurée simultanément par la méthode gravimétrique, où la différence de poids d'un réservoir externe est enregistrée avant et après le test. Les résultats sont rapportés en termes de consommation spécifique de carburant ou d'économie de carburant. Bien que cette méthode soit coûteuse et nécessite un équipement spécialisé (un laboratoire CVS peut coûter entre 2 et 5 millions USD), elle reste la norme pour les tests réglementaires. Cependant, il est important de noter que les résultats de ces tests diffèrent souvent de ceux obtenus lors de l’utilisation normale des véhicules. Avec l’avancée des technologies alternatives pour mesurer les émissions et la consommation réelles, ces tests sont désormais limités à des fins réglementaires.

Une méthode importante pour la mesure des particules fines (PM) consiste à utiliser un impacteur électrique à basse pression (ELPI) en série avec un double système de dilution des gaz, permettant de mesurer les émissions de PM en termes de masse (grammes/km) et en nombre de particules (#/km). Ce système permet ainsi d’obtenir une analyse détaillée des particules émises. De même, la consommation de carburant ou d’énergie peut être mesurée en suivant un protocole spécifique qui peut également être directement obtenu via l’unité de commande moteur (ECU) du véhicule à travers le système OBD.

Les tests en conditions réelles nécessitent une planification minutieuse pour coordonner plusieurs activités simultanées, garantir la sécurité des techniciens et assurer le bon fonctionnement des équipements coûteux utilisés. La planification doit tenir compte de facteurs tels que la topographie des routes et les conditions de circulation, car ces éléments peuvent influencer les résultats obtenus. La préparation du véhicule, incluant la simulation de la charge utile (avec des réservoirs d'eau pour simuler des passagers ou des sacs de sable pour simuler des charges dans des véhicules de fret), est une étape cruciale. De même, la bonne installation des instruments et la vérification du bon fonctionnement du système de collecte de données sont primordiales.

Il est également important de comprendre que les résultats obtenus lors de tests en laboratoire ou en conditions réelles peuvent différer en fonction des conditions de conduite, de la charge du véhicule et d’autres variables externes. Par conséquent, les données recueillies lors de ces tests doivent être interprétées avec une certaine prudence, notamment lorsqu’elles sont utilisées pour des comparaisons ou pour évaluer les performances à long terme des véhicules.

Quel est l'impact des cycles de conduite sur la gestion de la consommation de carburant en milieu urbain ?

La zone métropolitaine de Bucaramanga, en Colombie, présente des caractéristiques uniques de circulation qui influencent directement la consommation de carburant et la performance des véhicules. Avec une population estimée à 2024 habitants et une altitude de 959 mètres, cette région offre un terrain d'étude particulièrement intéressant pour observer les tendances de conduite et leur impact environnemental. Une analyse détaillée des cycles de conduite dans cette zone peut révéler des éléments cruciaux pour l'amélioration de l'efficacité énergétique et la réduction des émissions polluantes.

Le processus de collecte de données dans cette étude s'est effectué sur plusieurs mois, de mars à juin 2021, avec un échantillon de 16 véhicules couvrant un total de 539 trajets. L'instrumentation utilisée pour le suivi des trajets s'est appuyée sur un système de diagnostic embarqué OBD-II ELM 327, qui a permis de recueillir des informations en temps réel sur des variables clés telles que la charge moteur, le débit de carburant, la vitesse du véhicule, et la température du moteur, entre autres. Ce dispositif a été choisi pour sa performance et sa capacité à se connecter à une large variété de véhicules en Colombie, tout en ne perturbant pas l'expérience de conduite.

Le traitement des données a permis de créer des "micro-trips" à partir des trajets effectués. Ces micro-trips, représentant de courtes portions de trajet basées sur des critères tels que la vitesse moyenne et la distance euclidienne, ont été utilisés pour définir des paramètres caractéristiques du style de conduite. Ces derniers incluent la vitesse moyenne, l'accélération, la décélération, ainsi que la consommation de carburant. Un total de 9 897 micro-trips a été enregistré, fournissant une base solide pour l'analyse des comportements de conduite dans cette zone.

L'élément central de l'étude repose sur la construction d'un "cycle de conduite typique" pour la région, basé sur la méthode de consommation de carburant. Ce cycle représente la conduite réelle en milieu urbain, prenant en compte les variations de la vitesse et de l'intensité des accélérations. Selon les résultats, le cycle de conduite de Bucaramanga a révélé une vitesse moyenne relativement faible, de 19 km/h, et une vitesse maximale de 64 km/h. Ces valeurs sont indicatives des contraintes de l'infrastructure routière de la ville, qui ne permet pas des vitesses de circulation élevées.

L'intégration de ces cycles de conduite dans des outils de gestion de la consommation permettrait de proposer des solutions pour améliorer l'efficacité énergétique. Par exemple, en ajustant les comportements de conduite pour réduire les périodes de ralenti, ou en optimisant les itinéraires pour minimiser les accélérations brusques et les décélérations excessives, des gains substantiels peuvent être réalisés sur la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre.

Les valeurs obtenues pour les différents paramètres caractéristiques du cycle de conduite – telles que l'accélération maximale, la consommation spécifique de carburant (SFC), et l'intensité cinétique – offrent des indications précieuses pour la conception de stratégies visant à réduire la pollution. Les écarts relatifs entre les cycles de conduite obtenus et les cycles standards sont souvent inférieurs à 15 %, ce qui démontre la fiabilité de la méthode employée.

Il est également important de noter que la conception de cycles de conduite spécifiques aux régions urbaines n'est pas simplement une question de collecte de données techniques. L'acceptabilité de ces cycles pour les conducteurs, en termes de confort et de simplicité, ainsi que leur capacité à influencer les politiques publiques, jouent un rôle clé dans la mise en œuvre de solutions pratiques pour une mobilité durable. La gestion de l'efficacité énergétique dans les zones urbaines nécessite une combinaison de mesures techniques, éducatives et politiques adaptées au contexte local.

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