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Emission dioxyde d'azote
Emission dioxyde d'azote

NOx : Qu’est-ce que c’est et comment lutter ?

Dans notre dernier article, je vous ai parlé des filtres à particules. J’avais fini l’article en parlant des NOx sans vraiment vous dire ce que c’était, si ce n’est que c’est dangereux et que ça regroupe l’ensemble des oxydes d’azote.

Mais c’est quoi un oxyde d’azote ?

Avant de définir un oxyde d’azote, je pense qu’il peut être intéressant de savoir ce qu’est un oxydé et ce qu’est l’azote.

L’azote

Commençons par le plus simple. On a déjà tous entendu ce mot je pense, et la première fois devait être à l’école. Sans refaire un cours de chimie, l’azote est un élément chimique, c’est à dire un atome, que l’on écrit N (l’azote est nommé “nitrogen” en anglais). C’est le principal constituant de l’atmosphère terrestre qui en contient 78%. Visiblement s’il est autant présent dans l’atmosphère et que l’on survit, c’est qu’il n’est pas bien dangereux dans son état stable… Mais qu’est-ce qui peut bien le rendre toxique ? On se le demande bien !

Oxydation

Rien ne se perd, rien ne se crée : tout se transforme

Antoine Laurent de Lavoisier

L’oxydation ! C’est à cause de cette réaction que l’azote devient très toxique. C’est Lavoisier qui a énoncé l’oxydation pour la première fois. Je ne suis toujours pas là pour vous faire un cours de chimie mais l’oxydation c’est une réaction où un réactif perd un ou plusieurs électrons. La perte des électrons du réactif se fait au profit d’un oxydant qui est très souvent l’oxygène. Pour faire plus simple, l’oxydation c’est une réaction chimique où un composé (le fer par exemple) se combine avec un ou plusieurs atomes d’oxygène.

Alors c’est quoi les NOx

Si vous avez tout bien suivi, vous savez alors que les NOx sont des molécules (ensemble d’atomes) où l’on retrouve des atome d’azote (N) et des atomes d’oxygène (O). Dans le groupe des NOx, on dénombre six gaz différents. Parmi ces six, nous allons parler seulement de deux, le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2). Après si vous êtes fan de Fast and Furious on peut aussi parler du N2O, que l’on appelle protoxyde d’azote, nitro ou encore NOS… Mais restons sérieux ! Pourquoi ne parler que de deux seulement ? Car les deux sont des polluants atmosphériques émis par les véhicules.

Comment ils sont créés ? 

D’une manière générale, dès qu’il y a combustion de combustible fossile il y a création de NOx. Autrement dit, le chauffage au fioul, les voitures, la création d’acide nitrique, d’engrais… génèrent des NOx. Bien sûr on va seulement s’intéresser aux voitures.

Automobile et NOx

L’automobile génère plus ou moins 50% des émissions de NOx en France.

Les NOx ont pendant longtemps seulement été émis par les véhicules diesel. Pourquoi ? Car la quantité d’air injectée dans les moteurs diesel est bien trop élevé par rapport à ce qu’elle ne devrait, la combustion du gaz n’est pas complète : on dit que l’oxygène n’est pas injecté de manière stœchiométrique par rapport au carburant. Et en plus de cela, la température dans la chambre de combustion est de 1500°C ce qui laisse l’oxygène restant et l’azote de l’air réagir ensemble.

Mais si vous avez lu mon article sur les filtres à particules, vous savez que les moteurs essence émettent eux aussi des NOx depuis quelques années à cause des normes antipollution européennes sur le CO2 . En effet leur fonctionnement se rapproche de celui d’un moteur diesel (pour en savoir plus je vous laisse lire mon article).

Comment lutter contre ? 

Aujourd’hui, il y a 2 systèmes qui sont utilisés. L’un est peu efficace mais pas cher, l’autre très efficace mais très cher et nécessite de l’entretien qui coûte cher aussi.

Le piège à NOx

C’est le moins efficace et je pense le plus utilisé. Il fonctionne plus ou moins comme un filtre à particules à oxydation. Il est lui aussi équipé de matériaux précieux et il piège chimiquement les oxydes d’azote et les transforme en gaz neutres, du diazote (N2) ou du dioxygène (O2). Comme le filtre à particules, ce système entraîne une surconsommation et des émissions de CO2 car il faut un mélange plus riche en essence.

SCR

Comme le filtre à particules de PSA, le SCR (Selective Catalytic Reduction), que PSA utilise aussi, il faut ajouter un catalyseur dans un réservoir spécifique. Ce catalyseur est un liquide que l’on appelle AdBlue : c’est un mélange d’eau et d’urée.

Réservoir AdBlue
Réservoir AdBlue Volkswagen | Source : Owners.vwmodels.ca

Il se transforme en ammoniac (NH3) avec la chaleur des gaz d’échappement. L’ammoniac va réagir avec les NOx et l’oxygène en excès pour les transformer en diazote (N2) ou sous forme de vapeur d’eau (H2O). Ce système permet d’éliminer jusqu’à 95% des NOx.

C’est un système très coûteux pour le constructeur automobile, mais aussi pour le client. Il faut faire le plein d’AdBlue environ tous les 5 pleins d’essence et il faut compter plus ou moins 25€ pour remplir le réservoir. Si le réservoir est vide ou presque, la voiture peut refuser de démarrer… c’est embêtant.

Filtre SCR et FAP PSA
SCR et FAP PSA | Source : Peugeot.fr

Les dangers des NOx

Environnement

Les NO2 (dioxyde d’azote) et NO (oxyde d’azote) sont très nocifs pour l’environnement. Eux deux participent fortement aux pluies acides qui contaminent les terres et les eaux. Quand le NO2 se mélange à de l’eau, il se crée une solution aqueuse d’acide nitrique vraiment pas bonne pour la faune et la flore.

Le NO2 participe aussi indirectement  à l’effet de serre car il réagit énormément avec les UV qui passent par le trou de la couche d’ozone.

Pour savoir si vous êtes en présence de NOx dans votre ville, vous pouvez voir des brumes jaunâtres dans un ciel pollué mais aussi des odeurs typiques des villes polluées.

Brouillard de pollution NOx
Brouillard de pollution NOx “Smog” à Pékin | Source : Cibsejournal.com

Pour la santé

Le NO2 est mortellement toxique, 40 fois plus que le monoxyde de carbone (CO) et 4 fois plus que le NO car il pénètre profondément dans les voies respiratoires et notamment les poumons. Un pic de NO2 est plus nocif qu’une même dose étalée sur une longue durée.

Le NO lui est très irritant pour les voies respiratoires et il réduit le pouvoir oxygénant du sang.

Ces molécules atteignent les bronchioles et peuvent être très dangereuses pour les personnes asthmatiques.

Réglementation

Il aura fallu presque 10 ans pour que les NOx soient pris en compte dans les normes d’émission européennes, dès 2001 avec la norme Euro3, au moment où les véhicules diesel se sont démocratisés. En 2001 les véhicules diesel devaient émettre moins de 500mg/km de NOx. Aujourd’hui avec les normes Euro6b de 2015, les véhicules diesel doivent émettre moins de 80mg/km, une belle avancée ! Enfin encore faut-il que les marques ne trichent pas…

Roman Fougerolle

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