Essence sans plomb 98 ?
On est tous familier avec ces appellations «sans plomb 95» et «sans plomb 98», mais que se cache-t-il derrière ces noms ?
Le moteur à explosion.
D'abord il faut savoir que dans les cylindres d'un "moteur à explosion", le mélange de gaz (essence + air) est comprimé par le piston avant l'allumage de la bougie. Cela provoque la combustion rapide (on disait autrefois: "l'explosion") du mélange. (Regardez le schéma animé du moteur à 4 temps). Mais l'expérience montre que ce mélange gazeux est très capricieux ! En effet, il peut entrer en combustion avant l'allumage de la bougie, soit à cause de la température d'une soupape (par exemple), soit à cause de l'augmentation de pression due au mouvement du piston. On parle respectivement de pré-allumage et d'auto-allumage. Le mélange gazeux explose avant qu'il ne soit totalement comprimé par le mouvement du piston qui est perturbé dans son fonctionnement normal. La conséquence de ces dysfonctionnements est une perte de puissance, l'apparition de cliquetis métalliques voire la dégradation du moteur.
L'essence au plomb.
Pour éviter cela au siècle dernier (il y a plus de 6 ans !), on ajoutait une substance anti-détonante comme le tétraéthyle de plomb de formule brute :Pb(C2H5)4 . (Remarque : le plomb, qui est dans la même colonne que le carbone dans le tableau périodique, est au centre de la molécule et fait une liaison de covalence avec chacun des 4 groupements éthyle.)
L'avantage de cet additif est un meilleur fonctionnement du moteur. Son inconvénient est une pollution par le plomb qui apparaît aux alentours des routes et touche la végétation par l'intermédiaire des eaux de ruissellement.
Ainsi dans les années 70 on a vu dépérir les conifères le long des autoroutes de la Forêt Noire.
L'essence sans plomb.
Depuis l'an 2000, la présence de plomb est interdite dans les carburants en Europe. Il a donc fallu remplacer le tétraéthyle de plomb par d'autres substances anti-détonantes comme l'éthanol, ou compenser son absence par une amélioration de la qualité de l'essence.
Indice d'octane.
Il faut savoir que l'essence est un mélange complexe d'alcanes liquides comme l'octane de formule brute C8H18 . Or il existe 18 isomères de l'octane.
Chacun d'eux brûle selon la même équation de réaction : 2 C8H18 + 25 O2 = 16 CO2 + 18 H2O.
Mais on constate que les isomères dont la chaîne carbonée est la plus ramifiée, supportent le mieux les pressions élevées et donc résistent le mieux au risque d'auto-allumage. En laboratoire on compare alors l'essence (composée d'un grand nombre d'isomères) à un mélange de l'octane linéaire (CH3- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH3 ) et d'un de ses isomères (le 2-2-4-triméthylpentane). Dire que l'indice d'octane est de 98 signifie que l'essence a la même comportement qu'un mélange de 2% d'octane linéaire et de 98% de 2-2-4-triméthylpentane.
Dans l'industrie pétrochimique, on cherche donc, par des procédés d'alkylation, à obtenir d'avantage d'octane ramifié que linéaire.
Avec l'essence, l'automobile est autant du domaine de la chimie que de la physique !
02/09/06
M. Zagala
Pour ceux qui s'intéressent aux vieilles voitures : Rouler au sans plomb.
