ANNEXE
«ANNEXE VI
1. Introduction
1.1. La présente annexe décrit la procédure d'essai du type 4 en vue de la mesure des émissions d'hydrocarbures par évaporation provenant des systèmes d'alimentation des véhicules équipés de moteurs à allumage commandé.
2. Exigences techniques
2.1. Introduction
La procédure comprend l'essai d'émissions par évaporation et deux essais supplémentaires, l'un pour le vieillissement de l'absorbeur des vapeurs de carburant, décrit au point 5.1, et l'autre pour la perméabilité du système de stockage de carburant, décrit au point 5.2.
L'essai d'émissions par évaporation (figure 1) est conçu pour mesurer les émissions d'hydrocarbures par évaporation provoquées par les fluctuations de la température diurne, l'imprégnation à chaud au cours du stationnement et la conduite urbaine.
2.2. L'essai d'émissions par évaporation comprend:
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a) |
une conduite d'essai incluant un cycle de conduite urbaine (partie un) et extra-urbain (partie deux), suivi de deux cycles de conduite urbaine (partie un); |
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b) |
la détermination de la perte par imprégnation à chaud; |
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c) |
la détermination de la perte diurne. |
Les émissions massiques d'hydrocarbures résultant des phases de perte par imprégnation à chaud et de perte diurne sont additionnées au coefficient de perméabilité pour obtenir le résultat global de l'essai.
3. Véhicule et carburant
3.1. Véhicule
3.1.1. Le véhicule présenté doit être en bon état mécanique; il doit avoir été rodé et avoir parcouru au moins 3 000 km avant l'essai. Aux fins de la détermination des émissions par évaporation, le kilométrage et l'âge du véhicule utilisé pour la certification doivent être enregistrés. Le système de contrôle des émissions par évaporation doit être branché et avoir fonctionné correctement pendant la période de rodage, le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant (canisters) étant soumis à un emploi normal, sans purge ni charge anormale. Le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant vieillis conformément à la procédure décrite au point 5.1 doivent être branchés comme indiqué à la figure 1.
3.2. Carburant
3.2.1. Le carburant de référence E10 de type I spécifié à l'annexe IX du règlement (CE) no 692/2008 doit être utilisé. Aux fins du présent règlement, on entend par “référence E10” le carburant de référence de type I, sauf pour le vieillissement des absorbeurs des vapeurs de carburant, décrit au point 5.1.
4. Appareillage pour l'essai d'émissions par évaporation
4.1. Banc à rouleaux
Le banc à rouleaux doit être conforme aux exigences de l'appendice 1 de l'annexe 4a du règlement no 83 de la CEE-ONU.
4.2. Enceinte de mesure des émissions par évaporation
L'enceinte de mesure des émissions par évaporation doit être conforme aux exigences du point 4.2 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
Figure 1
Détermination des émissions par évaporation
Période de rodage de 3 000 km (sans purge/charge excessive)
Utilisation d'un absorbeur ou d'absorbeurs des vapeurs de carburant vieillis
Nettoyage du véhicule à la vapeur (si nécessaire)
Réduction ou élimination des sources d'émissions résiduelles autres que le carburant (s'il en a été convenu ainsi)
Démarrage à chaud < 2 min, puis deux “partie deux”
Imprégnation à 293 K pendant les 6 dernières heures
Vieillissement du système d’alimentation en carburant
Durée de 5 mois environ
Essai d’imprégnation à chaud: MIC
Conduite d’essai NEDC
Charge de l’absorbeur vieilli jusqu’à la percée
Imprégnation entre 20 °C et 30 °C entre 12 et 36 h
Imprégnation entre 20 °C et 30 °C entre 12 et 36 h
Fin
MIC + MD1 + MD2 +2CP < 2,0 g/essai
Essai diurne 2e jour: MD2
Essai diurne 1er jour: MD1
Coefficient de perméabilité: CP
293 K ± 2 K (20 °C ± 2 °C)
Tstart = 293 K (20 °C)
Tmin = 308 K; ΔT = 15 K
24 heures, nbre d’essais diurnes = 2
Tmin = 296 K (23 °C)
Tmax = 304 K (31 °C)
60 min ± 0,5 min
Et max 2 min avant arrêt du moteur
Type 1: un “partie un” + un “partie deux”
Tdébut = 293 K à 303 K (20–30 °C)
Puis deux “partie un”
Type 1: un “partie un” + deux “partie deux”
Tdébut = 293 K à 303 K (20–30 °C)
Température du carburant 291 K ± 8 K (18 °C ± 8 °C)
40 % ± 2 % de la capacité nominale du réservoir
Température ambiante: 293 K à 303 K (20–30 °C)
6 h à 36 h
Max 7 min
Max 1 h
Vidange et remplissage du réservoir
Roulage de préconditionnement
Max 5 min
Vieillissement sur banc de l’absorbeur
Durée de 2 mois environ.
Max 1 h
Début
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Remarques: |
|
4.3. Système d'analyse
Les systèmes d'analyse doivent être conformes aux exigences du point 4.3 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
4.4. Enregistrement des températures
L'enregistrement des températures doit être conforme aux exigences du point 4.5 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
4.5. Enregistrement de la pression
L'enregistrement de la pression doit être conforme aux exigences du point 4.6 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
4.6. Ventilateurs
Les ventilateurs doivent être conformes aux exigences du point 4.7 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
4.7. Gaz
Les gaz doivent être conformes aux exigences du point 4.8 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
4.8. Appareillage supplémentaire
L'appareillage supplémentaire doit être conforme aux exigences du point 4.9 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
5. Procédure d'essai
5.1. Vieillissement sur banc du ou des absorbeurs des vapeurs de carburant
Avant de réaliser les séquences de perte par imprégnation à chaud et de perte diurne, le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant doivent être vieillis conformément à la procédure décrite à la figure 2.
Figure 2
Procédure de vieillissement sur banc du ou des absorbeurs des vapeurs de carburant
Début de l’essai
Sélection d’un nouvel échantillon d’absorbeur
× 50
3. Vieillissement du carburant pendant 300 cycles (CTB)
2. Essai de conditionnement par vibration: l’absorbeur est agité le long de l’axe vertical pendant 12 j. Valeur Grms globale > 1,5 avec fréquence de 30 ± 10 Hz
1. Essai de conditionnement par traitement thermique: absorbeur amené de – 15 °C à 60 °C, 210 min; gradient de temp 1 °C/min
5.1.1. Essai de conditionnement par traitement thermique
Dans une chambre de température dédiée, le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant sont soumis à des cycles réalisés à des températures comprises entre – 15 °C et 60 °C, avec 30 minutes de stabilisation à – 15 °C et 60 °C. Chaque cycle doit durer 210 minutes comme indiqué à la figure 3. Le gradient de température doit être aussi proche que possible de 1 °C/min. Aucun débit d'air forcé ne doit passer par le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant.
Le cycle est répété 50 fois de suite. Au total, l'opération durera 175 heures.
Figure 3
Cycle de conditionnement par traitement thermique
Température (°C) en fonction du temps (min)
5.1.2. Essai de conditionnement par vibration du ou des absorbeurs des vapeurs de carburant
Après la procédure de vieillissement thermique, le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant sont agités le long de l'axe vertical, le ou les absorbeurs étant montés selon leur orientation dans le véhicule, la valeur Grms (1) globale étant > 1,5 m/sec2 et la fréquence de 30 ± 10 Hz. L'essai doit durer 12 heures.
5.1.3. Essai de vieillissement du carburant du ou des absorbeurs des vapeurs de carburant
5.1.3.1. Vieillissement du carburant pendant 300 cycles
5.1.3.1.1. Après l'essai de conditionnement par traitement thermique et l'essai de conditionnement par vibration, le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant sont vieillis à l'aide d'un mélange de carburant du commerce E10 de type I, décrit au point 5.1.3.1.1.1 ci-dessous, et d'azote ou d'air, avec un volume de vapeur de carburant de 50 ± 15 pour cent. Le taux de remplissage des vapeurs de carburant doit être maintenu à 60 ± 20 g/h.
Le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant sont chargés jusqu'à la percée correspondante. La percée est considérée comme étant le point auquel la quantité cumulée d'hydrocarbures émise est égale à 2 g. La charge peut aussi être considérée comme achevée lorsque le niveau de concentration équivalent à l'orifice de ventilation atteint 3 000 ppm.
5.1.3.1.1.1. Le carburant du commerce E10 utilisé pour cet essai doit satisfaire aux mêmes exigences qu'un carburant de référence E10 en ce qui concerne les points suivants:
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— |
densité à 15 °C, |
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— |
pression de vapeur (DVPE), |
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— |
distillation (évaporation uniquement), |
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— |
analyse des hydrocarbures (oléfines, aromatiques, benzène uniquement), |
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— |
teneur en oxygène, |
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— |
teneur en éthanol, |
5.1.3.1.2. Le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant doivent être purgés conformément à la procédure décrite au point 5.1.3.8 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. Les conditions normales sont 273,2 K et 101,33 kPa.
L'absorbeur des vapeurs de carburant doit être purgé entre 5 minutes et 1 heure au maximum après la charge.
5.1.3.1.3. Les étapes de la procédure décrite aux points 5.1.3.1.1 et 5.1.3.1.2 doivent être répétées 50 fois, puis être suivies d'une mesure de la capacité de traitement du butane (CTB), comprise comme la capacité d'un filtre à charbon actif d'adsorber et de désorber du butane présent dans l'air sec dans des conditions données, en 5 cycles au butane, conformément au point 5.1.3.1.4 ci-dessous. Le vieillissement des vapeurs de carburant se poursuivra jusqu'à ce que 300 cycles aient été atteints. Une mesure de la CTB en 5 cycles au butane, décrite au point 5.1.3.1.4, sera effectuée après les 300 cycles.
5.1.3.1.4. Après 50 et 300 cycles de vieillissement du carburant, une mesure de la CTB est réalisée. Cette mesure consiste à charger l'absorbeur conformément au point 5.1.6.3 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU jusqu'à la percée. La CTB est enregistrée.
Le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant doivent ensuite être purgés conformément à la procédure décrite au point 5.1.3.8 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
L'absorbeur des vapeurs de carburant doit être purgé entre 5 minutes et 1 heure au maximum après la charge.
L'opération de charge au butane est répétée 5 fois. La CTB est enregistrée après chaque palier de charge au butane. La CTB50 est calculée comme la moyenne des 5 CTB et est enregistrée.
Au final, le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant seront vieillis en réalisant 300 cycles de vieillissement du carburant + 10 cycles au butane et considérés comme stabilisés.
5.1.3.2. Si le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant sont fournis par les fournisseurs, les constructeurs en informent préalablement les autorités compétentes en matière de réception par type pour leur permettre d'assister à toute étape du vieillissement dans les installations du fournisseur.
5.1.3.3. Le constructeur doit fournir aux autorités compétentes en matière de réception par type un rapport d'essai comprenant au moins les éléments suivants:
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— |
le type de charbon actif, |
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— |
le taux de charge, |
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— |
les spécifications du carburant, |
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— |
les mesures de la CTB. |
5.2. Détermination du coefficient de perméabilité du système d'alimentation en carburant (figure 4)
Figure 4
Détermination du coefficient de perméabilité
Vidange et remplissage du réservoir avec du carburant de référence à 40 %
Imprégnation pendant les 17 dernières semaines à 40 °C ± 2 °C
Vidange et remplissage du réservoir avec du carburant de référence à 40 %
Remplissage du réservoir avec du carburant de référence neuf à 40 %
Imprégnation pendant 3 semaines à 40 °C ± 2 °C
Coefficient de perméabilité = HCS20 – HCS3
Mesure des HC dans les mêmes conditions que l’essai d’émissions diurne: HCS3
Mesure des HC dans les mêmes conditions que l’essai d’émissions diurne: HCS20
De l’essai
Le système de stockage de carburant représentatif d'une famille est sélectionné et fixé sur un support, puis imprégné de carburant de référence E10 pendant 20 semaines à 40 °C ± 2 °C. L'orientation du système de stockage de carburant sur le support doit être similaire à l'orientation initiale sur le véhicule.
5.2.1. Le réservoir est rempli à 40 % ± 2 % de sa capacité nominale avec du carburant de référence E10 neuf à une température de 18 °C ± 8 °C. Ensuite, le support sur lequel est fixé le système de stockage de carburant est placé dans un local spécifique et sécurisé à une température contrôlée de 40 °C ± 2 °C pendant 3 semaines.
5.2.2. À la fin de la troisième semaine, le réservoir est vidé et rempli à nouveau à 40 % ± 2 % de sa capacité nominale avec du carburant de référence E10 neuf à une température de 18 °C ± 8 °C.
Dans les 6 à 36 heures, les 6 dernières heures à 20 °C ± 2 °C, le support sur lequel est fixé le système de stockage de carburant est placé dans un VT-SHED, un essai diurne est réalisé sur une période de 24 heures, conformément à la procédure décrite au point 5.7 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. Le système d'alimentation en carburant est ventilé vers l'extérieur du VT-SHED pour que les émissions de purge du réservoir ne puissent pas être comptabilisées comme perméation. Les émissions de HC sont mesurées et la valeur enregistrée est notée HCS3.
5.2.3. Le support sur lequel est fixé le système de stockage de carburant est à nouveau placé dans un local spécifique et sécurisé à une température contrôlée de 40 °C ± 2 °C pendant les 17 dernières semaines.
5.2.4. À la fin de la dix-septième semaine, le réservoir est vidé et rempli à nouveau de carburant de référence neuf à une température de 18 °C ± 8 °C, à 40 % ± 2 % de sa capacité nominale.
Dans les 6 à 36 heures, les 6 dernières heures à 20 °C ± 2 °C, le support sur lequel est fixé le système de stockage de carburant est placé dans un VT-SHED, un essai diurne est réalisé sur une période de 24 heures, conformément à la procédure décrite au point 5.7 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. Le système d'alimentation en carburant est ventilé vers l'extérieur du VT-SHED pour que les émissions de purge du réservoir ne puissent pas être comptabilisées comme perméation. Les émissions de HC sont mesurées et la valeur enregistrée est notée HCS20.
5.2.5. Le coefficient de perméabilité correspond à la différence entre HCS20 et HCS3 exprimée en g/24 h avec 3 chiffres.
5.2.6. Si le coefficient de perméabilité est déterminé par les fournisseurs, les constructeurs en informent préalablement les autorités compétentes en matière de réception par type pour leur permettre d'observer le processus dans les installations du fournisseur.
5.2.7. Le constructeur doit fournir aux autorités compétentes en matière de réception par type un rapport d'essai comprenant au moins les éléments suivants:
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a) |
une description complète du système de stockage de carburant soumis à essai, indiquant notamment le type de réservoir testé, si le réservoir est monocouche ou multicouche et quels types de matériaux sont utilisés pour le réservoir et les autres parties du système de stockage de carburant; |
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b) |
les températures moyennes hebdomadaires auxquelles le vieillissement a été réalisé; |
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c) |
les HC mesurés à la semaine 3 (HCS3); |
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d) |
les HC mesurés à la semaine 20 (HCS20); |
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e) |
le coefficient de perméabilité (CP) obtenu. |
5.2.8. Par dérogation aux points 5.2.1 à 5.2.7 ci-dessus, les constructeurs utilisant des réservoirs multicouches peuvent décider d'utiliser le coefficient de perméabilité assigné (CPA) suivant, au lieu de la procédure de mesure complète mentionnée ci-dessus:
CPA réservoir multicouche = 120 mg/24 h
5.2.8.1. Lorsqu'il décide d'utiliser des coefficients de perméabilité assignés, le constructeur doit fournir à l'autorité compétente en matière de réception par type une déclaration indiquant clairement le type de réservoir, ainsi qu'une déclaration précisant le type de matériaux utilisé.
5.3. Séquence de mesure des pertes par imprégnation à chaud et des pertes diurnes
Le véhicule est préparé conformément aux points 5.1.1 et 5.1.2 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. À la demande du constructeur et avec l'accord de l'autorité responsable, les sources d'émissions résiduelles autres que le carburant peuvent être supprimées ou réduites avant l'essai (par exemple, en cuisant les pneumatiques ou le véhicule ou en retirant le liquide pour lave-glace).
5.3.1. Imprégnation
Le véhicule stationne au minimum 12 heures et au maximum 36 heures dans la zone d'imprégnation. La température de l'huile de moteur et du liquide de refroidissement doit avoir atteint la température de la zone ou une température située dans une fourchette de ± 3 °C par rapport à la température de la zone à la fin de la période.
5.3.2. Vidange et remplissage du réservoir
La vidange et le remplissage sont effectués conformément à la procédure prévue aux points 5.1.7 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
5.3.3. Roulage de préconditionnement
Dans un délai d'une heure après l'achèvement de la vidange et du remplissage du réservoir, le véhicule est placé sur le banc à rouleaux. On exécute un cycle de conduite “partie un” et deux cycles de conduite “partie deux” de l'essai du type I tels que décrits à l'annexe 4a du règlement no 83 de la CEE-ONU.
Les émissions de gaz d'échappement ne sont pas prélevées pendant cette opération.
5.3.4. Imprégnation
Dans les cinq minutes suivant l'achèvement de l'opération de préconditionnement, le véhicule est mis en stationnement pendant au minimum 12 heures et au maximum 36 heures dans la zone d'imprégnation. La température de l'huile de moteur et du liquide de refroidissement doit avoir atteint la température de la zone ou une température située dans une fourchette de ± 3 °C par rapport à la température de la zone à la fin de la période.
5.3.5. Percée du ou des absorbeurs des vapeurs de carburant
Le ou les absorbeurs des vapeurs de carburant vieillis selon la séquence décrite au point 5.1 sont chargés jusqu'à la percée conformément à la procédure prévue au point 5.1.4 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
5.3.6. Essai au banc à rouleaux
5.3.6.1. Dans un délai d'une heure après l'achèvement de la charge du ou des absorbeurs des vapeurs de carburant, le véhicule est placé sur le banc à rouleaux. On exécute un cycle de conduite “partie un” et un cycle de conduite “partie deux” de l'essai du type I conformément à l'annexe 4a du règlement no 83 de la CEE-ONU. Le moteur est ensuite arrêté. Les émissions à l'échappement peuvent être échantillonnées pendant cette opération, mais les résultats ainsi obtenus n'entrent pas en ligne de compte pour l'octroi de l'homologation de type en ce qui concerne les émissions de gaz d'échappement.
5.3.6.2. Dans un délai de deux minutes après l'essai de conduite du type I décrit au point 5.3.6.1., le véhicule subit un nouveau cycle de conduite de conditionnement consistant en deux cycles d'essai “partie un” (démarrage à chaud) du type I. Le moteur est ensuite coupé de nouveau. Les émissions à l'échappement n'ont pas à être mesurées pendant cette opération.
5.3.7. Imprégnation à chaud
Après l'essai sur banc dynamométrique, un essai d'émissions par évaporation après imprégnation à chaud est réalisé conformément au point 5.5 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. Le résultat des pertes par imprégnation à chaud est calculé conformément au point 6 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU et noté MIC.
5.3.8. Imprégnation
Après l'essai d'émissions par évaporation après imprégnation à chaud, une imprégnation est réalisée conformément au point 5.6 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU.
5.3.9. Essai diurne
5.3.9.1. Après l'imprégnation, une première mesure des pertes diurnes sur 24 heures est réalisée conformément au point 5.7 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. Les émissions sont calculées conformément au point 6 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. La valeur obtenue est notée MD1.
5.3.9.2. Après le premier essai diurne sur 24 heures, une seconde mesure des pertes diurnes sur 24 heures est réalisée conformément au point 5.7 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. Les émissions sont calculées conformément au point 6 de l'annexe 7 du règlement no 83 de la CEE-ONU. La valeur obtenue est notée MD2.
5.3.10. Calcul
Le résultat de MIC + MD1 + MD2 + 2CP doit être inférieur à la limite définie dans le tableau 3 de l'annexe 1 du règlement (CE) no 715/2007.
5.3.11. Le constructeur doit fournir aux autorités compétentes en matière de réception par type un rapport d'essai comprenant au moins les éléments suivants:
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a) |
description des périodes d'imprégnation (y compris durée et températures moyennes); |
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b) |
description de l'absorbeur des vapeurs de carburant vieilli utilisé et référence au rapport exact concernant le vieillissement; |
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c) |
température moyenne pendant l'essai d'imprégnation à chaud; |
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d) |
mesure au cours de l'essai d'imprégnation à chaud, PerteIC; |
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e) |
mesure du premier essai diurne, PerteD1er jour; |
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f) |
mesure du deuxième essai diurne, PerteD2e jour; |
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g) |
résultat final de l'essai d'émissions par évaporation, calculé comme “MIC + MD1 + MD2 + 2CP”. |
Grms: la valeur moyenne quadratique (rms) du signal de vibration est calculée en élevant au carré l'amplitude du signal en tout point, en établissant la valeur moyenne de l'amplitude quadratique, puis en prenant la racine carrée de la valeur moyenne. Le nombre obtenu est la valeur Grms.