The engine of progress

Moteur du progrès

Un professeur de l'Université de Windsor cherche à créer le moteur diesel propre par excellence
19 novembre 2008
Dr. Zheng dans le laboratoire de CARE
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Dr. Zheng dans le laboratoire de CARE
L'Université de Windsor

Extrait de l'Université de Windsor, avec autorisation.

Tout piéton qui s’est déjà trouvé à un grand carrefour urbain des Caraïbes connaît le désagrément des vapeurs nauséabondes et suffocantes qui s’échappent des moteurs diesel des autobus et des voitures. Et, si ce piéton a la moindre conscience environnementale, il s’est sûrement demandé à quel point ces émanations de diesel contribuent aux gaz à effet de serre qui pour de nombreux scientifiques provoquent les changements climatiques. Pourtant, s’il n’en tenait qu’au professeur Ming Zheng, plus de moteurs diesel et moins de moteurs à combustion classiques sillonneraient les routes.

Connu mondialement, tant dans le milieu universitaire que dans l’industrie, sous le surnom de « M. Diesel propre », Ming Zheng a mis sur pied un laboratoire de 3 M$ au Centre for Automotive Research and Education (CARE) de l’Université de Windsor. Dans ce laboratoire qui fait l’envie de beaucoup d’établissements à travers le monde, le chercheur travaille à améliorer les moteurs diesel en maximisant leur efficacité et en réduisant leurs émissions nocives.

« Le moteur diesel produit beaucoup moins de dioxyde de carbone que le moteur à combustion, sans compter qu’il est beaucoup plus efficace, explique le scientifique. Plus le rendement énergétique du carburant est élevé, moins il y a d’émissions de dioxyde de carbone. » Il ajoute que les véhicules à moteur diesel, qui effectuent un retour aux États-Unis et sont très répandus en Europe, sont plus puissants que les véhicules à moteur à combustion et qu’il est possible de les rendre plus propres.

Le laboratoire du professeur Zheng, situé à quelques pas du campus principal, semble tout droit sorti d’un film de science-fiction. Ce qui pour le néophyte offre l’aspect d’un enchevêtrement de gros câbles, de tuyaux et d’ordinateurs constitue pour le chercheur et le groupe d’étudiants qui travaillent avec lui le summum de la haute technologie diagnostique. « Il s’agit d’un système très sophistiqué, explique Ming Zheng. Nous disposons de 16 ordinateurs pour enregistrer les données d’un seul moteur. Ils mesurent des facteurs tels que la température du carburant, l’oxygène, le liquide de refroidissement, l’huile et l’échappement. Ils enregistrent environ 130 mesures simultanément. »

La mise sur pied de ce laboratoire a permis à Ming Zheng d’établir des relations avec des poids lourds de l’industrie comme Ford, L’Impériale et l’International Truck and Engine Corporation, qui s’intéressent à la technologie du diesel propre. « Nous avons récemment reçu des représentants de Renault, indique le chercheur. Ils ont passé deux heures ici et souhaitent faire de notre labo une référence. »Le professeur Zheng s’intéresse principalement au réglage de la combustion et à la réduction des émissions polluantes, notamment aux émissions dans le cylindre et au traitement postcombustion des gaz d’échappement.

Le groupe a reconfiguré un moteur Ford diesel quatre cylindres à rampe d’alimentation commune pour qu’il fonctionne en mode monocylindrique. En modifiant différentes variables telles que les stratégies d’injection de carburant avec multiples injections par cycle, la recirculation des gaz d’échappement (RGE) et le niveau d’alimentation dans la chambre de combustion, ils sont parvenus à réduire simultanément les oxydes d’azote et les suies. Toutefois, ce type de combustion est généralement instable et bruyant. L’équipe espère donc trouver des moyens de réguler la combustion tout en diminuant les émissions.

« Nous pouvons produire jusqu’à huit injections de carburant par cycle de moteur afin de réduire les suies, explique Usman Asad, un doctorant qui travaille au laboratoire. Il faut par contre trouver le juste milieu. Si l’on accroît le nombre d’injections par cycle, les émissions de monoxyde de carbone et d’hydrocarbure peuvent aussi augmenter. »

Par ailleurs, comme le précise Zheng, avec le diesel, le traitement postcombustion des gaz d’échappement est beaucoup plus complexe. En effet, comme la température des fumées d’échappement d’un moteur diesel est plus basse que celle des gaz s’échappant d’un moteur à combustion, un supplément d’énergie doit être prévu pour que le convertisseur catalytique fonctionne adéquatement et brûle le carburant excédentaire.

Trouver des solutions à ces problèmes difficiles est un défi stimulant pour Zheng et son équipe. Les chercheurs sont bien déterminés à créer un moteur qui, tout en offrant un moyen de transport plus propre, contribuera à améliorer l’environnement de notre planète.

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