Qu'est-ce que le GNC ? Comment fonctionne-t-il ? Tout ce qu'il faut savoir sur le carburant à la mode

De tous les carburants utilisés pour fournir l’énergie qui fait avancer une automobile, le gaz naturel véhicule est peut-être le moins connu, alors qu’il s’agit du même gaz que beaucoup d’Espagnols utilisent pour chauffer leur maison et allumer leurs cuisinières. Un gaz extrêmement propre qui, de toutes les sources d’énergie fossile, est de loin celle qui pose le moins de problèmes pour l’environnement et, tout particulièrement, pour l’air que nous respirons.

Le gaz naturel véhicule, qu’il soit sous forme gazeuse (gaz naturel comprimé, GNC) ou liquide (gaz naturel liquéfié, GNL), est un combustible fossile extrait de gisements qui n’ont pas nécessairement de lien avec les hydrocarbures pétroliers. C’est l’énergie fossile qui a le moins d’impact négatif sur l’environnement et, selon les dernières données, le monde dispose de réserves de gaz naturel suffisantes pour couvrir la consommation mondiale pendant 537 ans. Rien que les réserves existantes en Europe pourraient couvrir la consommation pendant 161 ans. Et le plus beau, c’est qu’il reste encore de nombreuses réserves à découvrir et bien d’autres à mettre en exploitation.

Selon différentes prévisions, on estime qu’à moyen terme, entre 25 et 50 % des moteurs diesel seront remplacés par des moteurs utilisant le gaz naturel comme carburant. Pour l’instant, sur les plus de 70 000 bus urbains en service dans les principales villes européennes, près de 13 % (plus de 9 000) fonctionnent déjà au GNC, et sur les 20 000 camions-bennes, plus de 15 % (environ 3 000) l’utilisent également. Tout cela apporte non seulement des avantages en matière de réduction des émissions, mais aussi en matière de pollution sonore, puisque les véhicules fonctionnant au gaz naturel sont beaucoup plus silencieux que les moteurs diesel conventionnels qu’ils remplacent. Le gaz naturel véhicule est actuellement utilisé par plus de 20 millions de véhicules dans le monde : voitures particulières, fourgonnettes, camions, bus, chariots élévateurs, trains et bateaux se déplacent grâce au gaz naturel comme source d’énergie.

Les directives communautaires sont claires à ce sujet. Dans toutes celles qui concernent le transport, il est indiqué aux États membres de l’Union que, d’ici 2020, sur les principaux axes routiers de chaque pays, il doit y avoir des stations-service de GNC tous les 150 kilomètres et de GNL tous les 400 km. Les premières devront desservir les voitures particulières et les véhicules légers, tandis que les secondes sont davantage destinées aux transports lourds. En Espagne, la prévision est de compter 300 stations-service distribuant du GNC ou du GNL en 2020. Selon les dernières données, notre pays compte déjà 57 stations de gaz naturel véhicule ouvertes au public — il devrait en avoir presque 100 d’ici la fin de cette année — et 6 100 véhicules équipés de cette technologie sont en circulation.

Avec la promotion de l’utilisation des énergies alternatives en général et du gaz naturel véhicule en particulier, l’Union européenne ne cherche pas seulement à réduire la forte dépendance que l’Europe entretient traditionnellement vis-à-vis du pétrole, elle souhaite aussi améliorer l’air que nous respirons chaque jour dans nos villes et, par là même, la santé des citoyens, car le gaz naturel véhicule est, après l’électricité, la source d’énergie la plus propre actuellement opérationnelle.

Différences entre le GNC et le GPL

Beaucoup de gens confondent le gaz naturel véhicule avec le GPL (gaz de pétrole liquéfié), alors qu’ils n’ont rien à voir. Le gaz naturel est du méthane, tandis que le GPL, appelé couramment autogaz dans le commerce, est un mélange de gaz, principalement du propane et du butane. Le gaz naturel véhicule peut se présenter aussi bien à l’état gazeux (GNC) qu’à l’état liquide (GNL), alors que le GPL n’est toujours proposé qu’à l’état liquide. Et c’est une différence importante, tant en matière d’émissions et de consommation qu’en matière de sécurité.

En général, les véhicules utilisant le gaz naturel comprimé (GNC) fonctionnent avec des moteurs à combustion interne à allumage commandé par bougies, bien qu’il existe aussi des modèles à moteurs bicarburation qui utilisent des moteurs diesel, seuls les mécanismes de stockage et d’alimentation en carburant variant.

Compte tenu des caractéristiques du gaz naturel, le moteur fournit un peu moins de puissance (12,7 % de moins qu’un moteur essence), mais il permet d’effectuer des modifications pour optimiser son fonctionnement. Ainsi, pour éviter les pertes de puissance, on peut augmenter le taux de compression grâce à l’excellent comportement antidétonant du gaz naturel (130 octanes), ce qui augmente la pression effective et donc améliore le rendement. Cela permet aussi d’avancer l’allumage, ce qui améliore la dispersion cyclique. De plus, la formation d’un mélange plus homogène conduit à un fonctionnement du moteur moins vibrant et, par conséquent, moins bruyant et plus durable. La consommation de carburant est donc inférieure à celle de l’essence, avec un fonctionnement optimal du moteur à un régime de rotation plus bas et des taux de charge plus élevés. Cette réduction de régime impose d’utiliser une boîte de vitesses à démultiplication moindre.

Efficace, sûr et à faibles émissions

Contrairement au GPL, le GNC est toujours à l’état gazeux, alors que, comme son nom l’indique, le GPL est à l’état liquide — comme dans le cas du GNL — jusqu’à ce qu’il entre en contact avec l’atmosphère, où il redevient gazeux. C’est très important. Le GNC est un gaz très volatil, c’est-à-dire qu’il se disperse très facilement dans l’air, de sorte que son taux d’inflammabilité est bien inférieur à celui des autres carburants ; c’est d’ailleurs le plus faible de tous ceux commercialisés actuellement pour l’automobile. Cela signifie qu’en cas d’accident, on verra une voiture au gazole, à l’essence, au kérosène ou au GPL prendre feu avant une voiture au GNC.

On entend souvent les détracteurs du GNC évoquer le risque d’explosion que représente le fait d’embarquer un réservoir de gaz. C’est un mythe. Comme nous l’avons déjà mentionné, un véhicule au gaz naturel véhicule présente le même risque d’inflammation ou d’explosion, voire un risque moindre, qu’un véhicule conventionnel. Si l’information était exacte, combien de taxis ou de bus auraient déjà explosé ou brûlé ? Ces véhicules circulent depuis de nombreuses années avec des moteurs bicarburation GNC/essence sans qu’aucun incident n’ait été signalé à ce jour. Et certains d’entre eux le font même depuis le siècle dernier.

Le GNC est à l’état gazeux et, pour le stocker dans la voiture, il est conservé sous haute pression, car à défaut la quantité d’énergie qu’il apporterait dans le réservoir serait très faible. Pour être clair, un mètre cube de GNC équivaut énergétiquement à 1,1 litre d’essence, tandis qu’un kilo de GNC équivaudrait à 1,5 litre d’essence. Le réservoir de GNC d’une voiture peut contenir jusqu’à 15 kg de ce gaz, mais, par mesure de sécurité, on ne stocke généralement que 11 kg.

Le GNC présente aussi d’importants avantages en matière d’émissions, puisqu’il s’agit du carburant qui produit le moins de résidus polluants, comme on peut le constater sur le graphique ci-joint.

Coût du carburant

Le prix est l’un des principaux points de différenciation entre le gaz naturel véhicule et l’essence. L’un des facteurs qui pèsent le plus sur le prix de ces deux carburants est la taxe sur les hydrocarbures, qui frappe l’utilisation des carburants et qui est bien plus clémente de la part des administrations pour le gaz naturel que pour les carburants traditionnels. Pour le gaz naturel, cette taxe représente environ 0,05 euro par kilo de GNC, tandis que, pour l’essence, la taxe sur les hydrocarbures varie entre 0,40 euro appliqué à chaque litre de sans plomb 95 et 0,43 €/litre pour le sans plomb 98. Le gaz naturel véhicule coûte environ 0,93 €/litre, alors que le prix du litre d’essence oscille entre 1,15 et 1,58 euro/litre. Une voiture de segment moyen consomme environ 3,5 kilos de GNC aux 100 kilomètres. Comme chaque kilo coûte 0,93 euro, cela représente un coût approximatif de 3,25 euros de carburant.

Pour une voiture ayant une durée de vie de 200 000 kilomètres, l’économie de carburant avec le GNC serait de 1 800 euros par an par rapport au diesel, 5 560 euros par an par rapport à une mécanique essence, et de 1 160 euros par an par rapport au GPL. La différence est notable.

Aides à l’achat

Être une énergie propre aide. L’achat de véhicules utilisant le gaz naturel véhicule comme source d’énergie pour la propulsion est subventionné par différents types d’aides de la part des différentes administrations publiques. Ainsi, l’Institut pour la diversification et l’économie d’énergie (IDAE) prévoit différents types d’aides pour le secteur des transports lors du renouvellement de leurs véhicules, parmi lesquelles des aides financières aussi bien pour les usagers que pour les entreprises intéressées par la création de stations de recharge. Ces aides sont précisées dans les plans MOVEA (Plan de promotion de la mobilité avec des véhicules à énergies alternatives), dont l’objectif principal est d’inciter à l’achat de véhicules fonctionnant avec des carburants alternatifs, en affectant à cet effet un budget de 16,6 millions d’euros.

Ainsi, les voitures particulières utilisant du gaz naturel bénéficiaient — avec le MOVEA 2016 — d’une aide de 3 000 euros de la part du gouvernement, de 700 euros supplémentaires si l’on mettait à la casse l’ancien véhicule, et de 1 000 euros supplémentaires de la part du concessionnaire. Pour les fourgonnettes et les véhicules utilitaires légers, les aides allaient de 3 500 à 6 500 euros, et pour les bus et les camions, de 11 000 à 21 000 euros.

Ces montants étaient ceux fixés par le dernier plan MOVEA, qui est resté en vigueur jusqu’à épuisement des fonds qui lui étaient destinés. Le MOVEA a été suivi du plan MOVALT, spécifiquement destiné à stimuler la vente de véhicules à énergies alternatives avec des aides similaires, voire supérieures à celles du MOVEA, allant de 500 à 19 000 euros. Ce plan a initialement disposé d’une enveloppe budgétaire de 35 millions d’euros. Nous attendons actuellement l’approbation du budget général de l’État pour connaître la dotation définitive des nouveaux plans pour 2018, bien que tout laisse penser que le nouveau MOVALT disposera d’un total de 50 millions d’euros.

De plus, ces aides n’empêchent pas de bénéficier de celles que certaines administrations autonomes et locales proposent de manière complémentaire à celles accordées par le gouvernement et les constructeurs automobiles. Selon les communautés et les municipalités, elles vont de remises supplémentaires sur les prix, à des exonérations du paiement du stationnement en surface, ou à la possibilité de circuler dans les zones à circulation restreinte lors d’épisodes de pollution.

Un autre avantage dont bénéficient les véhicules au gaz naturel est la possibilité de réduire de 20 % la valeur du véhicule dans l’impôt sur le revenu des personnes physiques pour les véhicules à usage professionnel qui sont énergétiquement efficaces ou qui peuvent utiliser des carburants alternatifs comme le GNC et respectent les limites d’émissions Euro 6.

Enfin, il convient de rappeler que, comme la grande majorité des véhicules utilisant le GNC comme carburant présentent des émissions très faibles, ceux qui ne dépassent pas 120 g/km d’émissions de CO§h267Lanciah268§ seront exonérés de la taxe à l’immatriculation.

Entretien

Les intervalles prévus par les constructeurs pour un entretien correct sont très semblables pour les voitures à moteur thermique traditionnel et pour celles équipées de moteurs GNC, voire exactement identiques.

Cela dit, la réglementation européenne qui encadre ces modèles, dans son règlement ECE R110, exige un contrôle annuel du réservoir de carburant et, tous les quatre ans, un contrôle des conduites de gaz, afin de vérifier qu’il n’existe aucune fuite et que les soupapes de sécurité fonctionnent correctement. Le reste de la voiture n’est pas soumis à une telle contrainte, mais les réservoirs ou bouteilles de stockage du gaz à bord, pour lesquels une durée de vie maximale de 20 ans est établie, doivent ensuite être remplacés par des neufs.

Prix

Les véhicules équipés de mécaniques pouvant utiliser le GNC comme carburant ont un prix légèrement supérieur à celui de leurs homologues essence, bien que, en aucun cas, les différences ne soient aussi importantes que celles que présentent les véhicules électriques par rapport aux versions équivalentes essence et diesel. Ces différences représentent environ 2 000 à 2 500 euros. L’avantage est que ces écarts peuvent être compensés, au moins en partie, grâce aux aides financières tant de l’administration centrale que du gouvernement. De même, les promotions commerciales que certains constructeurs proposent pour leurs modèles de cette technologie alignent entièrement leur prix sur celui des variantes diesel ou essence équivalentes.

Quoi qu’il en soit, pour amortir la différence de prix entre un véhicule GNC et un véhicule essence, il suffit de tenir compte des économies réalisées grâce au moindre coût du kilo de GNC par rapport à l’essence : le conducteur d’un véhicule fonctionnant au gaz véhicule devrait parcourir environ 82 000 km, un chiffre qui, à des rythmes d’utilisation normaux, prendrait environ quatre ans.

Autonomie et approvisionnement

Parmi les plus grandes inquiétudes de ceux qui s’intéressent aux nouvelles sources d’énergie applicables à l’automobile, deux se distinguent nettement : l’autonomie du modèle et la recharge ou le ravitaillement. Sur ce point, les voitures GNC sont particulièrement avantagées, car leur recharge est pratiquement identique à celle d’une voiture conventionnelle, et l’on pourrait même dire qu’elle est plus sûre et tout aussi rapide. Il suffit de connecter le « tuyau de la pompe » à notre voiture et, en à peine 2 à 3 minutes, l’opération est terminée. Le tuyau ne s’active pas manuellement : il est nécessaire de passer une carte client pour que le système vérifie qu’il est bien installé et recharge la quantité de gaz demandée.

L’approvisionnement est garanti. L’Espagne est le pays ayant la plus grande expérience du transport et de la logistique du GNC en Europe, même si ce n’est pas le principal consommateur. Le pays dispose actuellement d’une flotte de 240 citernes dans le réseau de distribution, dépassée uniquement par celle de la Chine (4 000) et celle du Japon (600). De plus, malgré le faible volume du parc de véhicules GNC en Espagne, le réseau de stations existant, bien que restreint, est suffisant pour couvrir les grandes destinations de notre réseau routier.

Actuellement, il existe 34 stations-service ouvertes au public général (il y en a davantage, mais elles sont à usage privé dans les entreprises) pour les 4 400 voitures particulières et véhicules utilitaires légers qui utilisent ce carburant en Espagne, et l’on prévoit que, d’ici 2020, lorsque le parc de véhicules GNC atteindra 17 200 unités, il y ait un total de 85 stations. Parmi celles-ci, 20 sont déjà en construction et 31 supplémentaires sont en phase de projet. Comme on le voit, cette fois, tant les entreprises que les administrations ont bien fait leurs devoirs et travaillent ensemble au développement et à la mise en place de ce carburant dans notre pays, qui connaîtra sans aucun doute une introduction encore plus rapide que celle des carburants sans plomb, qui avaient pris au dépourvu de nombreuses régions du pays.

Actuellement, les compagnies distributrices de gaz naturel travaillent à l’obtention des autorisations et homologations qui permettront l’installation de points d’approvisionnement au domicile même de l’utilisateur, au moyen d’un dispositif de la taille d’une chaudière raccordé au réseau de gaz naturel. Ainsi, il serait possible que les garages, qu’ils soient collectifs ou privés, disposent de points de recharge où leurs utilisateurs pourraient facilement ravitailler leurs voitures.

Avantages du GNC

• Réduction importante des émissions, en particulier des plus nocives (CO2, NOx, CO, HC, SO2), et émission de particules nocives (PM10) pratiquement nulle.
• Économie d’énergie importante et, par conséquent, consommation de carburant moindre.
• Fonctionnant à un régime moteur inférieur à celui d’une essence et générant moins de vibrations et de résidus, les moteurs GNC durent plus longtemps.
• Grâce à des émissions polluantes moindres, l’entretien revient également moins cher. Les vidanges d’huile sont plus espacées, et tout le système d’échappement subit moins de détérioration.
• Le gaz naturel bénéficie d’une taxe sur les hydrocarbures inférieure de 50 %. Son faible prix permet un amortissement rapide des éventuelles différences de prix à l’achat du véhicule (particulièrement pour les véhicules de flotte, dont l’utilisation est plus intensive).
• Aux éventuelles aides du gouvernement à l’achat d’une voiture neuve (plan PIVE), les véhicules GNC ajoutent d’autres incitations fiscales et aides, comme celles prévues par le plan MOVEA (jusqu’à 3 700 euros dans le cas d’une voiture particulière), la déduction de 20 % sur les avantages en nature de l’IRPF, etc.
• Les véhicules GNC sont même plus sûrs que les véhicules conventionnels, car, au contact de l’atmosphère, le gaz naturel comprimé présente moins de risques d’inflammation et de détonation que l’essence.
• Les moteurs GNC émettent moins de bruit de fonctionnement et de vibrations que les moteurs essence et, surtout, que les diesel.
• Le système de ravitaillement en GNC est plus efficace que celui des carburants traditionnels. Les pertes par volatilisation du carburant qui se produisent dans les tuyaux sont éliminées, ceux-ci étant parfaitement étanches.
• Les réserves de gaz naturel sont plus abondantes que celles de pétrole (approvisionnement garanti pour environ 160 ans en Europe). Les moteurs peuvent fonctionner aussi bien au biogaz qu’au biométhane et, grâce au système bifuel, le GNC peut être utilisé dans les moteurs à essence. Cette dernière option est actuellement la plus répandue en Europe.

Inconvénients du GNC

• Le stockage à l’état gazeux nécessite des conteneurs de plus grand volume, ce qui oblige à utiliser, surtout sur les voitures qui ont été adaptées, une partie de l’espace réservé au coffre pour les loger. Si l’on opte pour un stockage liquide, c’est l’autonomie du véhicule qui en pâtira.
• En raison de la haute pression des réservoirs de stockage, les réservoirs et leurs conduites doivent réussir des tests spécifiques chaque année pour vérifier leur bon état. Ces tests sont obligatoires lorsqu’il s’agit de véhicules adaptés au gaz naturel. Si le véhicule est à l’origine un GNC, c’est-à-dire s’il sort d’usine en tant que tel, les inspections se font selon le plan recommandé par le constructeur et le calendrier de contrôle technique prévu, le même que pour une voiture conventionnelle.
• L’utilisation du GNC peut poser des problèmes avec le catalyseur trois voies. La température plus basse des gaz d’échappement provoquée par l’utilisation du gaz naturel, par rapport à celle de l’essence, peut rendre la température de fonctionnement du catalyseur trois voies insuffisante, accélérant son vieillissement.

L’infrastructure d’approvisionnement en ce type de carburant reste insuffisante en Espagne. Il y a à peine

• 42 points de ravitaillement GNC dans tout le pays.
• Prix du véhicule légèrement supérieur (+/- 2 500 euros) à celui de son équivalent essence ou diesel.

Voitures GNC déjà en vente