Le deux-temps et les bio-carburants.

Bref historique

Depuis la disparition des carburants additivés au plomb tétra-éthyle, les pétroliers utilisent divers composants non-métalliques pour améliorer la résistance à la détonation (indice d'octane) de l'essence normale et super. L'éther par exemple sous la forme MTBE (Methyl-Tertiärbuthylether) entre 3 et 15% ou ETBE (Ethyl-Tertiärbuthylether).
Une addition d'alcool du type éthanol ou méthanol produit le même effet en ce qui concerne l'amélioration de l'indice d'octane. En Europe, la norme prévoit un maximum admissible de 5% d'éthanol (E5), alors qu'aux USA, on trouve de l'essence E10 et au Brésil E20 jusqu'à E26.
Il en découle que l'essence que l'on achète à la pompe aujourd'hui peut contenir jusqu'à 5 % d'éthanol.
Notons en passant que ces additifs ont certes amélioré les émissions de composants nocifs dus à la combustion de l'essence, cette dernière en revanche présente une dégradation de la stabilité dans le temps qui impose l'usage de "fuel stabilizer" dans le cas d'immobilisation prolongée du véhicule.

Le bio-éthanol

L'utilisation de l'éthanol comme carburant n'est pas une invention récente. En 1860 déjà, Nicolaus Otto s'en servit pour faire fonctionner un prototype de moteur à combustion interne. De son côté, Henry Ford était convaincu que ce carburant issu d'une matière première fournie par l'agriculture serait la principale source énergétique pour son modèle "T".
En Allemagne, depuis 1925 jusqu'à la fin de la guerre, l'éthanol fut utilisé comme additif à l'essence pour en améliorer l'indice d'octane.
Le bio-éthanol (ou alcool éthylique) peut être obtenu par distillation après fermentation (ou par des méthodes biochimiques comparables) de matière première renouvelable.
En Europe, il s'agit en particulier de blés (froment, seigle) ou de betterave à sucre.

Les propriétés de l'éthanol

Un carburant composé à 100% d'éthanol (E100) ne peut être utilisé dans un moteur conventionnel.
Des moteurs spécialement adaptés existent depuis longtemps au Brésil, pays de la canne à sucre.
En Europe, on trouve des mélanges essence-éthanol dans des proportions variables, en particulier E85 soit 85% d'éthanol et 15% essence, ou respectivement E10 et E15 pour les versions "soft".

Le pouvoir calorifique de l'éthanol pur est réduit de 40% par rapport à l'essence, ainsi que le rapport air-carburant.
On comprendra donc que la quantité de carburant nécessaire pour produire une puissance donnée doit être majorée, ce qui nécessite un recalibrage complet de la carburation ou de l'injection, cela en fonction de la proportion d'alcool contenu dans l'essence.
Dans la pratique, avec le E85, on compte un facteur de l'ordre de 1.4 à 1.5 sur la consommation.
Cependant, le rendement du moteur peut être amélioré en augmentant le rapport volumétrique, grâce à l'indice d'octane du E85 qui se situe largement au delà de 100.
Ce faisant, le facteur conso. peut se réduire à 1.2 environ. Du point de vue économique, le surplus de consommation est compensé par le prix inférieur du E85.

L'éthanol produisant moins de chaleur lors de la combustion, la température dans la chambre de combustion s'en trouve abaissée, pour autant que la richesse ait été adaptée. Dans le cas contraire, l'appauvrissement du mélange détonant aura pour effet d'augmenter la température (Risque de serrage).

L'aspect écologique:

Lorsqu'on parle de neutralité CO2, on considère que le dioxyde de carbone qui est libéré par la combustion du carburant dans le moteur est compensé par l'absorption de ce même gaz par les plants lors de leur croissance. On ne tient pas compte en revanche de l'énergie fossile qui est consommée pour la fabrication (distillation) et la distribution du biocarburant, ce qui fausse quelque peu le résultat.

Les carburants contenant de l'éthanol permettent une diminution des émissions d'hydrocarbures imbrûlés de forme HC, de monoxyde de carbone CO ainsi que de composés cancérigènes tel que le Benzol. En ce qui concerne les oxydes d'azote NOx, il n'y a pas de différence notable.

L'utilisation d'un carburant à l'éthanol induit une amélioration des rejets de CO2 ainsi qu'une diminution des phénomènes d'ozone et de smog. L'alcool est de plus absolument exempt de soufre.

Les gaz d'échappement produits par les carburants à l'éthanol peuvent contenir en revanche des aldéhydes qui sont soupçonnées d'avoir un effet cancérigène. Ces aldéhydes sont émises en permanence si le véhicule n'a pas de catalyseur, et pendant la phase de réchauffement s'il y a un catalyseur.

Le cas particulier du moteur deux-temps

Historiquement, le moteur deux-temps se satisfait d'une essence à bas indice d'octane, du fait que le rapport volumétrique RV est modéré par la présence de la lumière d'échappement qui diminue la course disponible en phase de compression. Donc, la possibilité d'améliorer le rendement du moteur, ou consommation spécifique, en augmentant le RV n'est pas applicable directement au 2 temps.

La présence d'éthanol dans le carburant laisse présager des problèmes au niveau de la lubrification du fait que l'huile minérale n'est pas miscible dans l'alcool. Faites-en l'expérience en versant une goutte d'huile dans de l'alcool à brûler par exemple. Il est impossible de mélanger ces liquides de façon durable. Il semble qu'à l'heure actuelle, seule l'huile synthétique Castrol Greentec XTS (publicité gratuite) se laisse mélanger dans du carburant à l'éthanol.
Une huile végétale en revanche permettrait un mélange stable, mais qui utilise encore de l'huile de ricin ? (ah ! l'odeur du ricin qui trahissait tout de suite le passage d'un deux-temps....)

Autres inconvénients de l'éthanol :

L'éthanol est considéré comme un excellent solvant, ou agent dégraissant. Cette propriété est évidemment fort nuisible pour les parties internes du moteur qui sont lubrifiées parcimonieusement par le mélange huile-essence. Il s'agit donc de prévoir une augmentation de la proportion d'huile (dans le cas d'un graissage par mélange), ou une augmentation du débit de la pompe (dans le cas d'un graissage séparé).

L'effet détergent de l'éthanol peut aussi avoir des effets secondaires en détachant toutes sortes d'impuretés dans le circuit d'alimentation, ce qui peut conduire à une obstruction. Même problématique au niveau de l'échappement où la calamine risque d'être détachée par morceaux en causant éventuellement des avaries mécaniques.

Il est connu maintenant que certains élastomères en contact avec le carburant sans plomb s'en trouvent rapidement détruits. C'est le cas en particulier de la membrane de pompe à essence et des durites d'amenée de carburant.

Une autre complication se trouve dans le fait que l'alcool est miscible dans l'eau en toutes proportions et qu'il a la propriété d'attirer l'humidité présente dans l'air. Il en résulte des dégâts de corrosion programmés au réservoir d'essence en acier.

L'éthanol est plus difficilement inflammable que l'essence. Il importe donc d'avoir un système d'allumage en parfaite condition qui produise une vigoureuse étincelle bleue à la bougie. Peut-être faudra t-il choisir une bougie de la classe thermique supérieure.
Toutefois, c'est lors des démarrages à froid que des difficultés sont possibles.

Théoriquement, le fonctionnement d'un moteur 2-temps au E85 est possible, moyennant un recalibrage de la carburation. Toutefois, au vu des complications subséquentes que cela peut engendrer, il est illusoire de croire en un réel bénéfice.
Si quelqu'un parmi vous se sent l'âme de l'explorateur, nous considérons la Munga comme la plus adaptée dans la gamme Auto-Union, grâce à son mélangeur manuel intégré au réservoir, ce qui rend possible l'homogénéisation du mélange méthanol-essence-huile avant chaque départ.

Ceci dit, il n'en resterait pas moins indispensable de purger complètement le système d'alimentation et le moteur dès que le véhicule entre en période d'immobilisation, faute de quoi la corrosion interne fera rapidement son oeuvre.

Conclusion :

Dans l'état actuel des connaissances, l'utilisation d'une essence oxygénée peut être envisagée pour les moteurs 2-temps, pour autant que la proportion ne dépasse pas 10% d'éthanol (E10) ou 15% d'éther MTBE. Dans ce cas, l'emploi d'une huile synthétique est indispensable.

En revanche, le bio-éthanol E85 est prohibé dans le cadre d'une utilisation normale !!!