SESAME REVO
Programme : Aide aux projets de recherche, développement ou innovation
Mots-clés : Mobilité / Transport / Qualité de l'air
Contexte : Contexte et enjeux Les évolutions récentes de l’homologation en termes d’émission des véhicules neufs ont principalement porté sur la méthodologie de mesure, et non sur une sévérisation des seuils. En effet, le Dieselgate en 2015 a mis en évidence le décalage en matière d’émissions qui peut exister entre les tests en laboratoire et les essais en conditions réelles. Depuis la norme Euro 6d, l’homologation, la conformité en service et la surveillance de marché utilisent la méthodologie RDE ( Real Driving Emissions ) qui implique une mesure sur route dans un cadre précis : appareil de mesure PEMS ( Portable Emissions Measurement System ), durée minimum de 90 mn, agressivité de conduite dans la moyenne, équilibre entre les phases urbaine, rurale et autoroutière… Cette évolution des contraintes normatives a permis une réduction effective des niveaux d’émissions en usage réel, tel qu’a pu le démontrer l’étude récente menée par IFPEN pour le Ministère de la Transition Ecologique [1]. Si ces outils et méthodes ont joués ici leurs rôles, ils ne peuvent en revanche pas répondre à un besoin d’application à plus grande échelle du fait de leur complexité et de leur coût. [1] Philippe Dégeilh, Joseph Kermani, Jules Sery, Pierre Michel. Study of Euro 6d-TEMP emissions - IFPEN for DGEC: Summary report. [Research Report] Ministère de l'Ecologie. 2020. ⟨hal-03632915⟩ Etat de l'art scientifique et caractère innovant du projet A l’autre bout de la chaîne, les dispositions du Contrôle Technique préconisent pour la détection des dysfonctionnements une méthodologie simple, rapide et peu chère mais par nature non exhaustive sur la nature des émissions et non représentative de l’usage réel des véhicules. A ce jour, en France, la mesure d’émission du contrôle technique est réalisée véhicule à l’arrêt, le moteur étant peu sollicité (ralenti, ralenti accéléré, prises de charge à vide). De nouveaux instruments ainsi que les méthodes associées sont proposées par d’autres pays. Par exemple, la mesure NO/NO2 en Corée ou la mesure de particules en nombre aux Pays-Bas, en Belgique et prochainement en Allemagne (NPTI). D’autres méthodes de diagnostic existent dans les réseaux d’entretien, à l’image du système ECODIAG proposé par SphereTech. Celles-ci sont basées sur une mesure des gaz d’échappement également en statique et visent à orienter le propriétaire du véhicule vers des réparations ou des prestations de décrassage. Enfin, des solutions de mesure de gaz d’échappement en conditions réelles commencent à apparaître sous le terme générique « SEMS » ( Smart Emissions Measurement Sensor ). Elles visent à simplifier le PEMS utilisé à l’homologation pour permettre d’étendre à plus grande échelle la mesure embarquée de polluants en usage réel. IFPEN a développé l’une de ces solutions, appelée REAL-e qui permet après une installation très rapide et un essai sur route de juger des émissions d’un véhicule. Il est proposé d’utiliser REAL-e en tant que SEMS dans le cadre de ce projet portant sur l’évaluation de la faisabilité et de l’apport de la massification des essais sur route. En 2021, le projet SESAME [2] mené par IFPEN et soutenu par l’ADEME (financement n°2166D0010) a proposé une analyse de différents protocoles de mesure des émissions des véhicules pour une surveillance à grande échelle. Un échantillon de 33 véhicules du parc réel a été sélectionné. Chaque véhicule a été testé d’une part à l’arrêt : protocole contrôle technique émissions en vigueur, protocole Ecodiag® disponible dans certains réseaux d’entretien et protocole avancé, et d’autre part sur route ouverte avec une mesure embarquée de polluants via le SEMS REAL-e. Les résultats obtenus établissent que le contrôle technique en vigueur est peu discriminant, tous les véhicules du panel testé étant conformes suivant les critères émissions du CT. Le système EcoDiag® est beaucoup plus sévère et identifie une proportion élevée de véhicules défaillants, sans pour autant que ces véhicules n’aient montré systématiquement des niveaux d’émissions en usages réels plus importants. Il a été montré qu’un essai court en conditions réelles permettait de caractériser quantitativement les émissions d’un véhicule. Son déploiement à grande échelle permettrait d’identifier et d’agir sur les véhicules les plus émissifs mais davantage de données incluant des véhicules défaillants sont nécessaires pour affiner les constats établis dans la présente étude. A l’issue du projet SESAME, la question du cadre de déploiement d’une telle mesure demeure. Avec le contrôle technique périodique (qui pose d’autres difficultés administratives), le monde du réseau d’entretien et du reconditionnement des véhicules d’occasion sont les pistes les plus pertinentes. Le présent projet se propose de mener une expérimentation à plus grande échelle in situ chez un opérateur majeur du domaine du reconditionnement des véhicules particuliers d’occasion. [2] https://librairie.ademe.fr/air-et-bruit/5736-projet-sesame.html
Description : Description général du projet Le projet se compose de quatre lots : Lot 0 : Coordination et reporting, de T0 (début de la présente convention de financement) à TF (fin de la convention de financement) ; Lot 1 : Optimisation de l’opérabilité de la mesure embarquée, de T0 à T0 + 7 mois ; Lot 2 : Optimisation du compromis entre temps d’essai et qualité de la caractérisation des émissions, de T0 à T0 + 9 mois ; Lot 3 : Etablissement des sorties exploitables et utiles dans le contexte de reconditionnement de véhicule d’occasion, de T0 + 3 mois à T0 + 10 mois. Description détaillée de chaque lot Lot 0 : Coordination et reporting Le lot 0 consiste en la mise en place concrète du projet et le suivi des coûts, planning et livrables. Le suivi du projet et le reporting à l’ADEME sera réalisé par IFPEN. Des réunions de lancement et de clôture seront organisées, réunissant ADEME, IFPEN et ARAMIS AUTO. Le pilotage du Lot 0 sera effectué par IFPEN. Lot 1 : Optimisation de l’opérabilité L'objectif du Lot 1 est d'identifier et apporter les évolutions nécessaires pour rendre l’opérabilité de la mesure embarquée des émissions compatible avec le process industrialisé de reconditionnement des véhicules d’occasion. Les évolutions matérielles envisagées de T0 à T0 + 3,5 mois viseront : à faciliter l’intégration sur le véhicule : système de fixation de la sonde de prélèvement, positionnement à bord ou en extérieur véhicule (par un système à déterminer) à réduire le parasitage des autres opérations lors de l’essais : l’essai routier lors du reconditionnement vise à identifier d’éventuel défauts des systèmes de freinages, de suspensions, etc. Trop de bruits ou de vibrations d’un système embarqué peuvent nuire à ces diagnostics. à optimiser le « rolling » des instruments : temps de chauffe, autonomie en usage, modalité de recharge ou remplacement des batteries ou utilisation de batteries externes doivent permettre d’optimiser la plage d’utilisation des valises de mesures. Des évolutions logicielles seront également apportées pour rapprocher la procédure des besoins exprimées, en particulier pour permettre un renseignement automatisé des paramètres véhicules y compris sans plaque d’immatriculation. D’autres évolutions pourront être apporté à la chaine logicielle y compris à l’interface utilisateur en fonction des besoins identifiés. Ces travaux seront réalisés par les équipes IFPEN dans leurs locaux. Afin de recueillir les besoins d’évolution, d’expérimenter et de valider des solutions, des journées d’essais sur site ARAMIS AUTO seront organisées. Elles réuniront a minima un technicien IFPEN pour la manipulation du matériel et un opérateur ARAMIS AUTO formé au process d’essai route. ARAMIS AUTO mettra à disposition les véhicules nécessaires (idéalement de l’ordre d’une dizaine par journée). Les essais réalisés pourront être les mêmes que lors du process standard existant, ou spécifiques aux besoins exprimés par IFPEN pour alimenter les analyses du Lot 2. De quatre à six journées d'essais conjointes ARAMIS AUTO / IFPEN, étalées sur sept mois, sont envisagées. Aussi, des périodes de mise à disposition du matériel en autonomie à ARAMIS AUTO sont envisagées pour évaluer la compatibilité avec leur procédure et mesurer les taux de succès de mesure en situations réelles. NB : les évolutions matériels en question viseront à démontrer au juste nécessaire la faisabilité de l’intégration dans la mesure embarquée des émissions dans le process ARAMIS AUTO. Le périmètre de l’étude ne permet pas de reprendre une conception depuis la page blanche des outils de mesure. Une éventuelle phase d’industrialisation de ces modifications et du matériel de mesure embarquée en général n’est pas comprise dans ce projet, elle pourra être réalisée à l’issue du projet si celui-ci démontre la valeur ajoutée des solutions envisagées. Ce projet vise donc bien une première démonstration de faisabilité d’intégrer une mesure embarquée des émissions dans un process industriel de reconditionnement de véhicules, et non l’industrialisation en elle-même de ces solutions. Lot 2 : Optimisation du compromis temps d’essai/qualité de la caractérisation des émissions L'objectif est de déterminer le cahier des charges minimal de roulage permettant de diagnostiquer les véhicules défaillants, éventuellement spécifiquement par type de technologies. Les essais réaliser sur route lors du process industrialisé de reconditionnement des véhicules d'ARAMIS AUTO est généralement très court et défini de telle sorte à tester dans le temps le plus court possible une multitude de fonctions du véhicule : freinage, agrément (suspensions, bruits parasites, etc.), régulation/limitation de vitesse, radars de stationnement, etc. A l’inverse les essais routiers réalisés pour la caractérisation des émissions sont généralement beaucoup plus longs, et visent à être plus représentatifs d’un usage réel quotidien. Dans les travaux précédents menés par IFPEN (projet ADEME SESAME), le raccourcissement de ces essais a été étudié : il a été montré sur un échantillon de 33 véhicules que de limiter à 5 ou 10 km de roulage ces essais était possible en conservant un niveau de confiance très satisfaisant pour la détection des véhicules défaillants. Il sera étudié dans le cadre de ce projet la possibilité de caractériser avec confiance le comportement d’un véhicule sur un essai aussi court que celui utilisé généralement en reconditionnement, ou à défaut de préconiser les évolutions a minima de cet essai. Ceci sera fait en deux temps : Analyse des données d’essais issues du projet SESAME pour déterminer a posteriori les informations qui auraient été collectées avec un essai tel que ceux opérés lors du process de reconditionnement. Essai dédié sur site ARAMIS AUTO composé du parcours « reconditionnement » et des évolutions éventuelles nécessaires à cette étude. La principale difficulté technique réside dans le fait de caractériser les systèmes de dépollution des véhicules dans leurs conditions nominales de fonctionnement, et non pas seulement dans des conditions transitoires et critiques (conduite dynamique sur démarrage à froid). En particulier, les véhicules Diesel récents équipé de système de dépollution des oxydes d’azote à l’urée (SCR) ont une dynamique d’activation relativement lente. Afin d’évaluer la conformité d’un véhicule dans des conditions aussi spécifiques, deux approches seront utilisées de concert : la comparaison des mesures avec les estimations réalisées par un modèle numérique nominal de ce véhicule (« ce que ce véhicule devrait émettre en théorie »), la comparaison avec l’ensemble des données de mesures disponibles d’autres véhicules équivalents dans des conditions similaires (« ce que les autres émettent »). Cette base de données sera étoffée au fur et à mesure du déploiement de la solution à plus grande échelle. Lot 3 : Diagnostics et valeurs ajoutées L'objectif est d'établir des sorties exploitables et utiles dans le contexte de reconditionnement de véhicule d’occasion. La mesure embarquée des émissions à grande échelle, dès lors que les données seront centralisées et exploitées, aura de la valeur en soit car elle améliorera la connaissance des émissions du parc automobile pour permettre d’identifier et de mener des actions de réduction. Pour autant, en l’absence de cadre réglementaire contraignant à ce diagnostic supplémentaire, l’acteur économique doit en retirer un bénéfice direct. Les travaux menés dans ce lot 3 vise à explorer les outils et approches permettant d’augmenter cette valeur ajoutée pour l’acteur déployant une telle solution. On distinguera deux cas de figure en fonction de l’issue du diagnostic : Issue positive : le véhicule est jugé conforme. Des réflexions seront menées entre les partenaires et l’ADEME pour la piste de valorisation de ce « tampon » : étiquetage spécifique, marketing associé etc... Issue négative : le véhicule est jugé non conforme. L’enjeu réside alors dans la possibilité de guider le diagnostic de la cause et l’éventuelle réparation à mener. A noter, le taux de conformité sera un facteur clef à suivre dynamiquement, pour établir les justes seuils permettant de se focaliser ou d’écarter les quelques pourcents de véhicules les plus polluants. Pour cela, un tableau de bord de suivi des résultats « émissions » sera proposé, qui pourra intervenir en complément des solutions déjà existantes chez ARAMIS. Cette solution pourrait permettre, par exemple, d’identifier des modèles de véhicule « à risque » pour le reconditionneur et le client final.
Objectifs et résultats attendus : Objectifs scientifiques et techniques Dans le cadre de la surveillance de marché des véhicules particuliers, et en poursuite du projet SESAME, cette étude vise à expérimenter l’intégration d’une mesure embarquée des émissions dans un process industrialisé de reconditionnement de véhicules particuliers d’occasion. L’objectif est d’identifier et de conduire les évolutions nécessaires aux procédures de mesure embarquée, ainsi que de définir des indicateurs de validité simples et efficaces dans ce contexte. Objectifs socioéconomiques et réglementaires L’amélioration de la connaissance des émissions du parc roulant réel peut amener à identifier des évolutions de la réglementation : la labélisation des véhicules, dite vignette Crit’air, est établie sur des critères génériques (carburant et année), indépendamment des performances environnementales propres à chaque modèle de véhicule, et a fortiori à chaque véhicule pris individuellement. La caractérisation à grande échelle des émissions des véhicules peut alimenter les réflexions sur l’évolution de ces procédures et améliorer l’efficacité et l’acceptabilité de mesures comme les zones à faibles émissions mobilité (ZFE-m). Objectifs environnementaux Les 5 % des véhicules du parc actuel les plus polluants sont responsables de respectivement 26 %, 47 % et 59 % des émissions de NOx, CO et PM du parc roulant [3]. Malgré la baisse des niveaux d’émission des véhicules neufs répondant aux dernières normes Euro, l’identification de ces véhicules les plus polluants est un enjeu majeur pour la baisse des émissions car le renouvellement du parc est un processus lent. [3] OPUS, 2020 : https://www.opusrse.com/remote-sensing-applications/high-emitter-identification/ Résultats attendus Un point bimestriel de suivi réunissant IFPEN, ARAMIS et l’ADEME, en visioconférence, à partir de T0 + 1 mois TF - 2,5 mois : Un rapport final provisoire présentant de façon détaillée les résultats obtenus et les conclusions du projet TF - 2 mois : Une réunion de clôture sur le site d'ARAMIS AUTO avec une démonstration de la mesure de pollution lors d'une opération de reconditionnement d'un véhicule et une présentation de l'ensemble des travaux réalisés au cours du projet dans les 4 lots ainsi que les résultats obtenus TF : Un rapport final définitif présentant de façon détaillée les résultats obtenus et les conclusions du projet. Ce document sera susceptible d’être diffusé dans la « La Librairie ADEME » du site www.librairie.ademe.fr/ et devra respecter la charte de présentation ADEME fournie sur demande du coordinateur du projet TF : Une note de synthèse publique (de 6 à 10 pages) résumant les principaux résultats et conclusions obtenus dans le cadre du projet. Cette note sera mise en ligne sur les sites internet de l’ADEME et devra respecter la charte de présentation ADEME fournie par l’ingénieur en charge du suivi du projet. Une version en français et en anglais seront fournies afin de pouvoir valoriser le projet dans le cadre des réseaux européens. TF : Une liste recensant les publications liées au projet en précisant le DOI et le lieu de dépôt en archive ouverte si tel est le cas, et les principales valorisations réalisées ou à venir (actes de colloques, posters, articles scientifiques et techniques...). TF + 24 mois : Une mise à jour de la liste recensant les publications liées au projet en précisant le DOI, et les principales valorisations réalisées ou à venir (actes de colloques, posters, articles scientifiques et techniques...).
Bénéficiaire : IFP ENERGIES NOUVELLES
Localisation : Rueil-Malmaison, Île-de-France, FRANCE
Début : 13/02/2023 — Durée : 10 mois
Budget total : 126719.99 € — Aide ADEME : 61205.62 €
Statut : Clos