2.

L'annexe III est modifiée comme suit. 1) La section 1 est modifiée comme suit: a) au point 1.1, le texte suivant est ajouté: «Deux cycles d'essai sont décrits et doivent être exécutés conformément aux dispositions de l'annexe I, section 1: — l'essai NRSC (Non-Road Steady Cycle, cycle en régimes stabilisés pour engins mobiles non routiers), utilisé pour les phases I, II et III A et pour les moteurs à vitesse constante ainsi que pour les phases III B et IV dans le cas des polluants gazeux, — l'essai NRTC (Non-Road Transient Cycle, cycle en régimes transitoires pour engins mobiles non routiers), utilisé pour la mesure des émissions de particules dans les phases III B et IV pour tous les moteurs, à l'exception des moteurs à vitesse constante. Au choix du constructeur, ce cycle d'essai peut être utilisé également pour la phase III A et pour les gaz polluants dans les phases III B et IV. — Pour les moteurs destinés à la propulsion des bateaux de la navigation intérieure, la procédure d'essai ISO prescrite par la norme ISO 8178-4:2002 [E] et par l'annexe VI (Code NOx) de la convention Marpol OL 73/78 de l'OMI est appliquée. — Pour les moteurs destinés à la propulsion des autorails, un essai NRSC est utilisé pour la mesure des gaz et des particules polluants dans la phase III A et dans la phase III B. — Pour les moteurs destinés à la propulsion des locomotives, un essai NRSC est utilisé pour la mesure des gaz et des particules polluants dans la phase III A et dans la phase III B.» b) le point suivant est ajouté: «1.3. Principe de mesure Les émissions de gaz d'échappement à mesurer comprennent les éléments gazeux (monoxyde de carbone, hydrocarbures totaux et oxydes d'azote) et les particules. En outre, le dioxyde de carbone est souvent utilisé comme gaz traceur pour mesurer le taux de dilution de systèmes de dilution en circuit partiel et en circuit principal. Les règles de l'art recommandent de procéder à une mesure générale du dioxyde de carbone afin de détecter les problèmes de mesure durant l'exécution de l'essai. 1.3.1. Essai NRSC Durant une séquence prescrite de conditions de fonctionnement d'un moteur chaud, les quantités d'émission de gaz d'échappement indiquées ci-dessus sont analysées en continu en prélevant un échantillon de gaz d'échappement bruts. Le cycle d'essai comprend plusieurs modes de régime et de couple (charge) qui couvrent la gamme opérationnelle caractéristique de moteurs Diesel. Durant chaque mode, la concentration de chaque gaz polluant, le débit de gaz d'échappement et la puissance délivrée sont mesurés et les valeurs collectées pondérées. L'échantillon de particules est dilué dans de l'air ambiant conditionné. Un échantillon est prélevé durant toute la procédure d'essai et collecté sur des filtres appropriés. À titre de variante, un échantillon est prélevé sur des filtres séparés, un pour chaque mode, et les résultats pondérés sont calculés. Les grammes de chaque polluant émis par kilowatt-heure sont calculés conformément à la description de l'appendice 3 de la présente annexe. 1.3.2. Essai NRTC Le cycle transitoire prescrit, qui reflète fidèlement les conditions de fonctionnement de moteurs Diesel installés sur des engins non routiers, est exécuté deux fois: — la première fois (démarrage à froid) après que le moteur a pris la température ambiante et que les températures du liquide de refroidissement et de l'huile, des systèmes de post-traitement et de tous les dispositifs auxiliaires de contrôle du moteur sont stabilisées entre 20 et 30 °C, la deuxième fois (démarrage à chaud) après une période de vingt minutes d'imprégnation à chaud débutant immédiatement après la réalisation du cycle de démarrage à froid. — Durant cette séquence d'essai, les polluants susmentionnés sont analysés. Grâce aux signaux de couple et de régime du moteur renvoyés par le dynamomètre pour moteurs, la puissance doit être prise en compte pendant la durée du cycle afin de fournir le travail produit par le moteur durant le cycle. La concentration des éléments gazeux est mesurée sur tout le cycle, soit dans les gaz d'échappement bruts en intégrant le signal émis par l'analyseur, conformément à la description de l'appendice 3 de la présente annexe, soit dans les gaz d'échappement dilués d'un système CVS de dilution en circuit principal en intégrant le signal de l'analyseur ou en prélevant des échantillons dans des sacs, conformément à la description de l'appendice 3 de la présente annexe. En ce qui concerne les particules, un échantillon proportionnel des gaz d'échappement dilués est collecté sur un filtre déterminé par dilution en circuit partiel ou en circuit principal. En fonction de la méthode utilisée, le débit des gaz d'échappement dilués ou non dilués est mesuré sur toute la durée du cycle afin de déterminer les valeurs d'émission massique des polluants. Ces dernières sont mises en relation avec le travail du moteur en vue d'obtenir les grammes de chaque polluant émis par kilowatt-heure. Les émissions (g/kWh) sont mesurées pendant les deux cycles, à froid et à chaud. Les émissions composées pondérées sont calculées en affectant les résultats du démarrage à froid d'une pondération de 10 % et les résultats du démarrage à chaud d'une pondération de 90 %. Les émissions composées pondérées doivent répondre aux normes. Avant l'introduction de la séquence d'essai composée à froid et à chaud, les symboles (annexe I, point 2.18), la séquence d'essai (annexe III) et les équations de calcul (annexe III, appendice 3) sont modifiés conformément à la procédure visée à l'article 15.» 2) La section 2 est modifiée comme suit: a) le point 2.2.3 est remplacé par le texte suivant: «2.2.3. Moteurs avec refroidissement de l'air de suralimentation La température de l'air de suralimentation doit être enregistrée et se situer, au régime nominal déclaré et à pleine charge, à moins de ± 5 K de la température maximale de l'air de suralimentation spécifiée par le constructeur. La température du liquide de refroidissement doit au moins atteindre 293 K (20 °C). En présence d'un système d'essai en atelier ou d'une soufflerie externe, la température de l'air de suralimentation doit se situer, au régime de la puissance maximale déclarée et à pleine charge, à moins de ± 5 K de la température maximale de l'air de suralimentation spécifiée par le constructeur. La température et le débit du liquide de refroidissement du refroidisseur d'air de suralimentation au point de réglage ci-dessus doivent rester inchangés durant tout le cycle d'essai. Le volume du refroidisseur d'air de suralimentation est déterminé sur la base des règles de l'art et des applications courantes des véhicules ou des machines. En option, le refroidisseur d'air de suralimentation peut être réglé conformément à la norme SAE J 1937 telle qu'elle a été publiée en janvier 1995.» b) le point 2.3 est remplacé par le texte suivant: «Le moteur soumis à l'essai doit être équipé d'un système d'admission d'air bridé à ± 300 Pa de la valeur spécifiée par le constructeur pour un filtre à air propre et un moteur fonctionnant dans les conditions, indiquées par le constructeur, qui permettent d'obtenir le débit d'air maximal. Les restrictions doivent être réglées au régime nominal et à pleine charge. Pour autant qu'il reflète les conditions réelles de fonctionnement du moteur, un système d'essai en atelier peut être utilisé.» c) le point 2.4 est remplacé par le texte suivant: «Le moteur soumis à l'essai doit être équipé d'un système d'échappement dans lequel la contre-pression des gaz se situe à moins de ± 650 Pa de la valeur indiquée par le constructeur pour un moteur fonctionnant dans des conditions normales, de façon à obtenir la puissance maximale déclarée. Si le moteur est équipé d'un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement, le tuyau d'échappement doit posséder le même diamètre que celui utilisé pour au moins 4 tuyaux en amont de l'admission du début de la partie d'expansion qui renferme le dispositif de post-traitement. La distance de la bride du collecteur d'échappement ou de la sortie du turbocompresseur au dispositif de post-traitement des gaz d'échappement doit être la même que dans la configuration de l'équipement ou comprise dans les spécifications de distance indiquées par le constructeur. La contre-pression ou la restriction à l'échappement doit respecter les mêmes critères que ci-dessus et peut être réglée au moyen d'une valve. Le module contenant le dispositif de post-traitement peut être enlevé durant des essais à blanc et une cartographie du moteur, et remplacé par un module équivalent qui contient un support de catalyseur inactif.» d) le point 2.8 est supprimé. 3) La section 3 est modifiée comme suit: a) le titre de la section 3 est modifié comme suit: b) le point suivant est inséré: «3.1. Détermination des réglages du dynamomètre La mesure des émissions spécifiques est basée sur la puissance au frein non corrigée conformément à la norme ISO 14396: 2002. Certains dispositifs auxiliaires qui servent uniquement au fonctionnement de l'équipement lui-même et qui peuvent être montés sur le moteur sont déposés pour l'essai. La liste incomplète suivante est donnée à titre d'exemple: — compresseur d'air pour freins, — compresseur de direction assistée, — compresseur de climatisation, — pompes pour actionneurs hydrauliques. Si on ne dépose pas ces dispositifs auxiliaires, la puissance qu'ils absorbent aux régimes d'essai doit être déterminée afin de calculer les réglages du dynamomètre, sauf lorsque les dispositifs auxiliaires font partie intégrante du moteur (par exemple, les ventilateurs de refroidissement sur les moteurs refroidis par air). Les réglages de la bride d'admission et de la contre-pression du tuyau d'échappement seront ajustés aux limites supérieures indiquées par le constructeur, conformément aux points 2.3 et 2.4. Les valeurs maximales de couple aux régimes d'essai spécifiés sont déterminées expérimentalement afin de calculer les valeurs du couple pour les modes d'essai indiqués. Pour les moteurs qui ne sont pas conçus pour fonctionner dans une plage de régimes sur une courbe de couple à pleine charge, le couple maximal aux régimes d'essai est déclaré par le constructeur. Le réglage du moteur pour chacun des modes d'essai est calculé au moyen de la formule suivante: Pour un taux: la valeur PAE peut être vérifiée par l'autorité technique responsable en matière de réception.» c) les points 3.1 à 3.3 sont renumérotés 3.2 à 3.4; d) le point 3.4 est renuméroté 3.5 et remplacé par le texte suivant: «3.5. Réglage du taux de dilution Le système de prélèvement d'échantillons de particules doit être mis en marche et équipé d'un dispositif de dérivation pour la méthode à filtre unique (facultatif pour la méthode à filtres multiples). La concentration de fond de particules dans l'air de dilution peut être déterminée en faisant passer cet air à travers les filtres à particules. Si on utilise de l'air de dilution filtré, il suffit de procéder à une seule mesure avant, pendant ou après l'essai. Si l'air de dilution n'est pas filtré, la mesure doit être effectuée sur un échantillon prélevé pendant la durée de l'essai. La température de l'air de dilution à l'entrée du filtre doit se situer entre 315 K (42 °C) et 325 K (52 °C) dans chaque mode. Le taux de dilution total ne doit pas être inférieur à 4. Note: Pour la procédure en modes stabilisés, la température du filtre peut être maintenue à la température maximale de 325 K (52 °C) ou à une température inférieure, au lieu de respecter la gamme de températures de 42 à 52 °C. Pour les méthodes à filtre unique et à filtres multiples, le débit massique de l'échantillon à travers le filtre doit représenter une proportion constante du débit massique des gaz d'échappement dilués pour les systèmes de dilution en circuit principal et dans tous les modes. Ce rapport de masse doit être maintenu à ± 5 % par rapport à la valeur moyenne du mode, sauf pendant les dix premières secondes de chaque mode pour les systèmes non dotés d'un dispositif de dérivation. Dans le cas des systèmes de dilution en circuit partiel, le débit massique à travers le filtre doit être maintenu à ± 5 % par rapport à la valeur moyenne du mode, sauf pendant les dix premières secondes de chaque mode pour les systèmes non dotés d'un dispositif de dérivation. Pour les systèmes avec mesure des concentrations de CO2 ou de NOx, la teneur de l'air de dilution en CO2 ou NOx doit être mesurée au début et à la fin de chaque essai. L'écart entre les concentrations ambiantes de CO2 ou de NOx dans l'air de dilution, avant et après l'essai, ne doit pas être supérieur à, respectivement, 100 ppm ou 5 ppm. Lorsqu'on utilise un système d'analyse des gaz d'échappement dilués, les concentrations de fond à prendre en compte sont déterminées en prélevant de l'air de dilution dans un sac de prélèvement pendant toute la durée de l'essai. La mesure de la concentration de fond en continu (sans sac de prélèvement) peut être effectuée en trois points au moins — au début, à la fin et vers le milieu du cycle. On établit ensuite la moyenne des chiffres obtenus. On peut s'abstenir de mesurer la concentration de fond si le constructeur le demande.» e) les points 3.5 à 3.6 actuels sont renumérotés 3.6 à 3.7; f) le point 3.6.1 actuel est remplacé par le texte suivant: «3.7.1. Spécification des équipements conformément à l'annexe I, section 1, point A 3.7.1.1. Spécification A Pour les moteurs indiqués à la section 1, points A i) et A iv) de l'annexe I, le cycle de 8 modes (6) doit être exécuté avec le moteur d'essai sur le dynamomètre: Mode numéro Régime du moteur Taux de charge (en %) Facteur de pondération 1 Régime nominal 100 0,15 2 Régime nominal 75 0,15 3 Régime nominal 50 0,15 4 Régime nominal 10 0,10 5 Régime intermédiaire 100 0,10 6 Régime intermédiaire 75 0,10 7 Régime intermédiaire 50 0,10 8 Ralenti — 0,15 3.7.1.2. Spécification B Pour les moteurs indiqués à la section 1, point A ii), de l'annexe I, le cycle de 5 modes (7) suivant doit être exécuté avec le moteur d'essai sur le dynamomètre: Mode numéro Régime du moteur Taux de charge (en %) Facteur de pondération 1 Régime nominal 100 0,05 2 Régime nominal 75 0,25 3 Régime nominal 50 0,30 4 Régime nominal 25 0,30 5 Régime nominal 10 0,10 Les taux de charge sont les valeurs en pourcentage du couple correspondant à la puissance pour le service de base, définie comme étant la puissance maximale disponible au cours d'une séquence d'exploitation variable, dont la durée peut atteindre un nombre d'heures illimité par an, entre des entretiens dont la fréquence est déclarée et dans les conditions ambiantes déclarées, l'entretien étant effectué selon les prescriptions du constructeur. 3.7.1.3. Spécification C Pour les moteurs de propulsion (8) destinés aux bateaux de la navigation intérieure, la procédure d'essai ISO prescrite par la norme ISO 8178-4:2002(E) et par l'annexe VI (Code NOx) de la convention Marpol 73/78 de l'OMI est appliquée. Les moteurs de propulsion fonctionnant sur une courbe d'hélice à pas fixe sont testés sur un dynamomètre, en utilisant le cycle suivant de 4 modes en régimes stabilisés (9), élaboré pour être représentatif du fonctionnement des moteurs Diesel marins commerciaux dans des conditions normales de fonctionnement: Mode numéro Régime du moteur (en %) Taux de charge (en %) Facteur de pondération 1 100 100 0,20 2 91 75 0,50 3 80 50 0,15 4 63 25 0,15 Les moteurs de propulsion à vitesse fixe destinés aux bateaux de la navigation intérieure, fonctionnant avec des hélices à pas variable ou couplées électriquement, sont testés sur un dynamomètre, en utilisant le cycle suivant de 4 modes en régimes stabilisés (10), caractérisé par les mêmes taux de charge et facteurs de pondération que le cycle ci-dessus, mais en faisant fonctionner le moteur en régime nominal dans chaque mode: Mode numéro Régime du moteur Taux de charge (%) Facteur de pondération 1 Régime nominal 100 0,20 2 Régime nominal 75 0,50 3 Régime nominal 50 0,15 4 Régime nominal 25 0,15 3.7.1.4. Spécification D Pour les moteurs indiqués à la section 1, point A v), de l'annexe I, le cycle suivant de 3 modes (11) doit être exécuté avec le moteur d'essai sur le dynamomètre: Mode numéro Régime du moteur Taux de charge (%) Facteur de pondération 1 Régime nominal 100 0,25 2 Régime intermédiaire 50 0,15 3 Ralenti — 0,60 g) le point 3.7.3 actuel est remplacé par le texte suivant: «On commence l'exécution de l'essai. Ce dernier doit être effectué en suivant l'ordre des modes tel qu'il a été défini ci-dessus pour les cycles d'essai. Pendant chaque mode du cycle d'essai donné, après la période initiale de transition, le régime indiqué est maintenu à ± 1 % du régime nominal, ou ± 3 mn-1, le plus grand de ces écarts étant retenu, sauf lorsque le moteur est au ralenti, où il faudra respecter les tolérances indiquées par le constructeur. Le couple indiqué doit être maintenu de façon à ce que la moyenne des mesures effectuées au cours de la période ne dépasse pas ± 2 % du couple maximal au régime d'essai. Dix minutes au moins sont nécessaires pour chaque point de mesure. Si, pour l'essai d'un moteur, des temps d'échantillonnage plus longs sont nécessaires afin de recueillir une masse suffisante de particules sur le filtre de mesure, la durée de ce mode d'essai peut être prolongée selon les besoins. La durée du mode doit être enregistrée et signalée. Les concentrations des émissions de gaz d'échappement doivent être mesurées et enregistrées pendant les trois dernières minutes du mode. L'échantillonnage des particules et la mesure des émissions de gaz ne doivent pas commencer avant que la stabilisation du moteur, définie par le constructeur, soit achevée et ils doivent se terminer en même temps. La température du carburant doit être mesurée à l'entrée de la pompe d'injection ou en suivant les instructions du constructeur, et le lieu où la mesure a été effectuée doit être enregistré.» h) le point 3.7 actuel est renuméroté 3.8. 4) La section suivante est insérée: «4. EXÉCUTION DE L'ESSAI (ESSAI NRTC) 4.1. Introduction Dans l'annexe III, appendice 4, l'essai NRTC est décrit comme une séquence seconde par seconde de valeurs de régime et de couple normalisées applicables à tous les moteurs Diesel couverts par la directive. Pour exécuter l'essai dans une chambre d'essai de moteurs, les valeurs normalisées sont converties en valeurs réelles pour le moteur à l'essai, sur la base de sa courbe de cartographie. Cette conversion est appelée dénormalisation et le cycle d'essai qui en résulte est appelé cycle de référence du moteur à essayer. Avec ces valeurs de régime et de couple de référence, le cycle est exécuté dans la chambre d'essai et les valeurs de réaction du régime et du couple sont enregistrées. Afin de valider l'essai, une analyse de régression des valeurs de référence et de réaction du régime et du couple est effectuée à la fin de l'essai. 4.1.1. L'utilisation d'un dispositif d'invalidation ou le recours à une stratégie irrationnelle de contrôle des émissions sont interdits. 4.2. Procédure de réalisation de la cartographie du moteur Lors de l'exécution du NRTC dans la chambre d'essai, une cartographie du moteur est réalisée avant l'exécution du cycle d'essai afin de déterminer la courbe régime/couple. 4.2.1. Détermination de la gamme de régimes de la cartographie Les régimes de cartographie minimal et maximal sont définis comme suit. Régime de cartographie minimal = régime de ralenti Régime de cartographie maximal = nsup × 1,02 ou régime auquel le couple à pleine charge tombe à zéro, la valeur la plus faible étant retenue (où nsup est le régime supérieur, défini comme le régime le plus élevé du moteur auquel 70 % de la puissance nominale sont fournis). 4.2.2. Courbe de cartographie du moteur Le moteur est mis en température à la puissance maximale afin de stabiliser ses paramètres conformément à la recommandation du constructeur et aux règles de l'art. Une fois le moteur stabilisé, la cartographie du moteur est réalisée selon les procédures suivantes. 4.2.2.1. Cartographie transitoire a) Le moteur n'est pas chargé et tourne au régime de ralenti; b) le moteur tourne à pleine charge/à pleine ouverture des gaz au régime de cartographie minimal; c) le régime du moteur est augmenté à un taux moyen de 8 ± 1 tr/min par seconde entre les régimes de cartographie minimal et maximal. Les points de régime et de couple du moteur sont enregistrés à une fréquence d'au moins un point par seconde. 4.2.2.2. Cartographie progressive a) Le moteur n'est pas chargé et tourne au régime de ralenti; b) le moteur tourne à pleine charge/à pleine ouverture des gaz au régime de cartographie minimal; c) tout en maintenant la pleine charge, le régime de cartographie minimal est maintenu pendant au moins quinze secondes, et le couple moyen au cours des cinq dernières secondes est enregistré. La courbe de couple maximal entre les régimes de cartographie minimal et maximal est déterminée avec des augmentations du régime qui ne dépassent pas 100 ± 20 tr/min. Chaque point d'essai est maintenu pendant au moins quinze secondes, et le couple moyen au cours des cinq dernières secondes est enregistré. 4.2.3. Élaboration de la courbe de cartographie Tous les points de données enregistrés au point 4.2.2 sont reliés par interpolation linéaire. La courbe de couple résultante constitue la courbe de cartographie et sert à convertir les valeurs de couple normalisées de la programmation du dynamomètre (annexe III, appendice 4) en valeurs de couple effectives pour le cycle d'essai, comme décrit au point 4.3.3. 4.2.4. Autres techniques de cartographie Si un constructeur estime que les techniques de cartographie exposées ci-dessus ne sont pas fiables ou représentatives d'un moteur quelconque donné, d'autres techniques de cartographie peuvent être appliquées. À l'instar des procédures de cartographie spécifiées, elles doivent viser à déterminer le couple maximal disponible à tous les régimes du moteur atteints au cours des cycles d'essai. Les techniques qui, pour des raisons de fiabilité ou de représentativité, s'écartent des techniques spécifiées doivent être approuvées par les parties concernées en même temps que la justification de leur emploi. En aucun cas, la courbe de couple ne pourra cependant être obtenue à partir de vitesses décroissantes pour des moteurs à régulateur ou à turbocompresseur. 4.2.5. Renouvellement des essais Une cartographie de moteur ne doit pas nécessairement être réalisée avant chaque cycle d'essai. Tel ne doit être le cas que: — si, en vertu d'une appréciation technique, un laps de temps excessif s'est écoulé depuis la dernière cartographie, ou — si le moteur a subi des modifications physiques ou des réétalonnages susceptibles d'influencer ses performances. 4.3. Élaboration du cycle d'essai de référence 4.3.1. Régime de référence Le régime de référence (nréf) correspond aux valeurs de régime à 100 % spécifiées dans la programmation du dynamomètre (annexe III, appendice 4). Il est évident que le cycle effectif du moteur résultant de la dénormalisation dépend dans une large mesure du choix du régime de référence approprié. Le régime de référence est défini comme suit: nréf = régime inférieur + 0,95 × (régime supérieur – régime inférieur) (Le régime supérieur est le régime le plus élevé du moteur auquel 70 % de la puissance nominale sont fournis, alors que le régime inférieur est le régime le plus bas du moteur auquel 50 % de la puissance nominale sont fournis.) 4.3.2. Dénormalisation du régime du moteur Le régime est dénormalisé en appliquant la formule suivante: 4.3.3. Dénormalisation du couple du moteur Les valeurs de couple dans la programmation du dynamomètre (annexe III, appendice 4) sont normalisées jusqu'au couple maximal au régime correspondant. Les valeurs de couple du cycle de référence comme suit à l'aide de la courbe de cartographie calculée conformément au point 4.2.2: pour le régime effectif correspondant tel qu'il est déterminé au point 4.3.2. 4.3.4. Exemple de procédure de dénormalisation À titre d'exemple, le point d'essai suivant doit être dénormalisé: % de régime = 43 % de couple = 82 En supposant les valeurs suivantes: régime de référence = 2 200 tr/min régime de ralenti = 600 tr/min nous obtenons: Avec le couple maximal de 700 Nm observé sur la courbe de cartographie à 1 288 tr/min 4.4. Dynamomètre 4.4.1. En cas d'utilisation d'une cellule dynamométrique, le signal de couple est transféré sur l'axe du moteur et l'inertie du dynamomètre doit être prise en considération. Le couple effectif du moteur est la somme du couple relevé sur la cellule dynamométrique et du moment d'inertie du frein, multipliée par l'accélération angulaire. Le système de commande doit effectuer ce calcul en temps réel. 4.4.2. Si l'essai du moteur est effectué à l'aide d'un dynamomètre à courant de Foucault, le nombre de points où la différence est inférieure à – 5 % du couple maximal ne devrait pas être supérieur à 30 (où T sp est le couple requis, est la dérivée du régime du moteur et Θ D est l'inertie de rotation du dynamomètre). 4.5. Exécution de l'essai de mesure des émissions Le diagramme ci-dessous décrit les différentes séquences de l'essai. Avant le cycle de mesure, un ou plusieurs cycles préliminaires peuvent être exécutés, si nécessaire, pour vérifier le moteur, la chambre d'essai et les systèmes d'émission. 4.5.1. Préparation des filtres d'échantillonnage Une heure au moins avant l'essai, chaque filtre est mis dans une boîte de Petri protégée contre la poussière mais permettant les échanges d'air, et celle-ci est placée dans une chambre de pesée afin de stabiliser le filtre. À la fin de la période de stabilisation, chaque filtre est pesé et le poids est enregistré. Le filtre est alors stocké dans une boîte de Petri fermée ou dans un porte-filtre jusqu'au moment de l'essai. Le filtre doit être utilisé dans les huit heures après sa sortie de la chambre de pesée. La tare est enregistrée. 4.5.2. Installation du matériel de mesure L'appareillage et les sondes de prélèvement sont mis en place selon les instructions. En cas d'utilisation d'un système de dilution en circuit principal, le tuyau arrière d'échappement doit être connecté à ce système. 4.5.3. Mise en marche et conditionnement du système de dilution et du moteur Le système de dilution et le moteur sont démarrés et mis en température. Le système d'échantillonnage est conditionné en faisant fonctionner le moteur au régime nominal et à un couple de 100 % pendant vingt minutes au moins, tout en faisant fonctionner soit le système d'échantillonnage en circuit partiel, soit le système CVS en circuit principal avec dilution secondaire. Des échantillons à blanc d'émissions de particules sont ensuite prélevés. Les filtres à particules ne doivent pas être stabilisés ou pesés et peuvent être jetés. Les filtres peuvent être changés pendant le conditionnement, pour autant que la durée totale de l'échantillonnage à travers les filtres et le système d'échantillonnage soit supérieure à vingt minutes. Le débit est réglé de manière à ce qu'il corresponde approximativement au débit choisi pour les essais en régime transitoire. À partir de la valeur de 100 %, on réduit le couple tout en maintenant le régime nominal au niveau nécessaire afin de ne pas dépasser la température maximale de 191 °C dans la zone de prélèvement. 4.5.4. Mise en marche du système d'échantillonnage des particules Le système d'échantillonnage des particules est mis en marche et doit fonctionner en dérivation. La concentration de fond des particules dans l'air de dilution peut être déterminée en échantillonnant l'air de dilution avant l'entrée des gaz d'échappement dans le tunnel de dilution. Il est préférable de prélever l'échantillon de particules de fond pendant le cycle transitoire si un autre système d'échantillonnage des particules est utilisé. Sinon, le système utilisé pour le prélèvement de particules dans le cycle en régime transitoire peut être utilisé. Si on utilise de l'air de dilution filtré, il suffit de procéder à une seule mesure avant ou après l'essai. Si l'air de dilution n'est pas filtré, une mesure est effectuée avant le début et après la fin du cycle et la moyenne des valeurs est établie. 4.5.5. Réglage du système de dilution Le débit total de gaz d'échappement dilués d'un système de dilution en circuit principal ou le débit de gaz d'échappement dilués dans un système de dilution en circuit partiel est réglé de manière à éliminer la condensation d'eau dans le système et à obtenir une température de 315 K (42 °C) à 325 K (52 °C) à la section d'entrée du filtre. 4.5.6. Vérification des analyseurs Les analyseurs d'émissions sont mis à zéro et étalonnés. Si des sacs de prélèvement sont utilisés, ils doivent être vidés. 4.5.7. Procédure de démarrage du moteur Le moteur stabilisé est démarré à l'aide d'un démarreur de série ou du dynamomètre dans les cinq minutes suivant la mise en température, conformément à la procédure de démarrage recommandée par le constructeur dans le manuel d'utilisation. En option, l'essai peut débuter dans les cinq minutes suivant la phase de conditionnement sans couper le moteur lorsque ce dernier a atteint le régime de ralenti. 4.5.8. Exécution du cycle 4.5.8.1. Séquence d'essai On démarre la séquence d'essai après la mise en marche du moteur lorsque celui-ci a été arrêté à la fin de la phase de conditionnement ou avec le moteur tournant au ralenti si l'essai est exécuté directement après la phase de conditionnement. L'essai est exécuté conformément au cycle de référence défini à l'annexe III, appendice 4. Les points de réglage qui déterminent le régime et le couple du moteur sont sortis à 5 Hz (10 Hz recommandés) au minimum. Les points de réglage sont calculés par interpolation linéaire entre les points de réglage à 1 Hz du cycle de référence. Le régime et le couple de réaction du moteur sont enregistrés au moins une fois par seconde durant le cycle d'essai et les signaux peuvent être filtrés par voie électronique. 4.5.8.2. Réponse des analyseurs Si le cycle débute dès le conditionnement, l'équipement de mesure doit être démarré en même temps que le moteur ou la séquence d'essai: — début de la collecte ou de l'analyse de l'air de dilution, si un système de dilution en circuit principal est utilisé, — début de la collecte ou de l'analyse des gaz d'échappement bruts ou dilués, selon la méthode utilisée, — début de la mesure de la quantité de gaz d'échappement dilués ainsi que des températures et des pressions requises, — début de l'enregistrement du débit massique des gaz d'échappement en cas d'analyse des gaz d'échappement bruts, — début de l'enregistrement des données de réaction du régime et du couple du dynamomètre. Dans le cas de la mesure des gaz d'échappement bruts, les concentrations des émissions (HC, CO et NOx) et le débit massique des gaz d'échappement sont mesurés en continu et stockés dans un ordinateur à une fréquence d'au moins 2 Hz. Toutes les autres données peuvent être enregistrées à une fréquence d'au moins 1 Hz. Pour les analyseurs analogiques, la réponse est enregistrée et les données d'étalonnage peuvent être utilisées en ligne ou hors ligne pendant l'évaluation des données. Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, les hydrocarbures (HC) et les NOx sont mesurés en continu dans le tunnel de dilution à une fréquence d'au moins 2 Hz. Les concentrations moyennes sont calculées en intégrant les signaux de l'analyseur sur toute la durée du cycle d'essai. Le temps de réponse du système ne doit pas être supérieur à 20 secondes et, s'il y a lieu, doit être coordonné avec les fluctuations du débit de l'échantillon à volume constant et avec les écarts de la durée du prélèvement/du cycle d'essai. Les quantités de CO et de CO2 sont calculées en intégrant ou en analysant les concentrations du sac de prélèvement collecté durant le cycle. Les concentrations de gaz polluants dans l'air de dilution sont calculées par intégration ou par analyse de l'air de dilution collecté dans un sac de prélèvement. Tous les autres paramètres devant être mesurés sont enregistrés à raison d'une mesure par seconde (1 Hz) au minimum. 4.5.8.3. Prélèvement de particules Si le cycle débute dès le conditionnement, le système de prélèvement de particules est commuté du mode de dérivation en mode de collecte des particules dès le démarrage du moteur ou de la séquence d'essai. Si un système de dilution en circuit partiel est utilisé, la ou les pompes de prélèvement doivent être réglées de sorte que le débit qui traverse la sonde de prélèvement de particules ou le tube de transfert reste proportionnel au débit massique de gaz d'échappement. Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, la ou les pompes de prélèvement doivent être réglées de sorte que le débit qui traverse la sonde de prélèvement de particules ou le tube de transfert à une valeur située à ± 5 % du débit réglé. En présence d'une compensation de débit (à savoir un contrôle proportionnel du débit de l'échantillon), il faut démontrer que le rapport du débit du tunnel principal à celui de l'échantillon de particules ne varie pas de plus de ± 5 % par rapport à sa valeur réglée (à l'exception des dix premières secondes du prélèvement). Note: Dans le cas d'une dilution double, le débit de l'échantillon est la différence nette entre le débit qui traverse les filtres de prélèvement et le débit d'air de dilution secondaire. Les valeurs moyennes de température et de pression au(x) compteur(s) de gaz ou à l'entrée des instruments de mesure du débit doivent être enregistrées. Si, en raison d'une charge élevée de particules sur le filtre, le débit réglé ne peut pas être maintenu pendant toute la durée du cycle (à ± 5 %), l'essai est annulé. Il doit être recommencé avec un débit inférieur et/ou un diamètre de filtre plus grand. 4.5.8.4. Calage du moteur Si le moteur cale à un moment quelconque du cycle d'essai, il doit être conditionné et redémarré, puis l'essai doit être recommencé. L'essai est annulé lors d'une défaillance d'un des équipements d'essai requis durant le cycle d'essai. 4.5.8.5. Opérations après l'essai Au terme de l'essai, la mesure du débit volumique de gaz d'échappement, le volume de gaz d'échappement dilués, l'écoulement du gaz dans les sacs collecteurs et la pompe de prélèvement de particules doivent être arrêtés. Dans le cas d'un analyseur intégrateur, le prélèvement est poursuivi jusqu'à l'écoulement des temps de réponse du système. Si des sacs collecteurs sont utilisés, leurs concentrations sont analysées dès que possible et, en tout état de cause, vingt minutes au plus tard après la fin du cycle d'essai. Après l'essai de mesure des émissions, un gaz de mise à zéro et le même gaz de réglage de sensibilité sont utilisés pour revérifier les analyseurs. L'essai est jugé acceptable si la différence entre les résultats obtenus avant et après l'essai est inférieure à 2 % de la valeur du gaz de réglage de sensibilité. Les filtres à particules sont ramenés dans la chambre de pesée une heure au plus tard après la fin de l'essai. Pendant au moins une heure avant d'être pesés, ils sont conditionnés dans une boîte de Petri protégée contre la poussière mais permettant les échanges d'air. Le poids brut des filtres est enregistré. 4.6. Vérification de l'exécution de l'essai 4.6.1. Décalage de données Afin de réduire au minimum l'effet de biais dû au laps de temps qui sépare les valeurs de réaction de celles du cycle de référence, toute la séquence de signaux de réaction du régime et du couple du moteur peut être avancée ou retardée dans le temps en fonction de la séquence de régime et de couple de référence. Si les signaux de réaction sont décalés, le régime et le couple doivent être décalés de la même valeur dans la même direction. 4.6.2. Calcul du travail du cycle Le travail du cycle effectif Weff. (kWh) est calculé avec chaque paire enregistrée de valeurs de réaction de régime et de couple du moteur. Le travail du cycle effectif Weff. sert à effectuer une comparaison avec le travail du cycle de référence Wréf. et à déterminer les émissions spécifiques aux freins. La même méthode est appliquée pour intégrer la puissance de référence et la puissance effective du moteur. Si les valeurs doivent être calculées entre des valeurs de référence ou de mesure adjacentes, une interpolation linéaire est effectuée. Lors de l'intégration du travail du cycle de référence et du travail du cycle effectif, toutes les valeurs de couple négatives sont mises à zéro et incluses. Lorsqu'une intégration se déroule à une fréquence inférieure à 5 Hz et que, durant un laps de temps donné, la valeur du couple devient négative ou positive, la partie négative est calculée et mise à zéro. La partie positive est incluse dans la valeur intégrée. Weff. doit se situer entre – 15 % et + 5 % de Wréf. 4.6.3. Statistiques de validation du cycle d'essai Pour le régime, le couple et la puissance, des régressions linéaires des valeurs de réaction doivent être exécutées par rapport aux valeurs de référence, et ce, après tout décalage des données de réaction si cette option est retenue. La méthode des moindres carrés doit être appliquée et l'équation se présente comme suit: y = mx + b où: y = valeur de réaction (effective) du régime (tr/min), du couple (Nm) ou de la puissance (kW) m = pente de la droite de régression x = valeur de référence du régime (tr/min), du couple (Nm) ou de la puissance (kW) b = ordonnée à l'origine de la droite de régression L'erreur type de l'estimation (SE) de y sur x et le coefficient de détermination (r2) sont calculés pour chaque droite de régression. Il est recommandé d'effectuer cette analyse à 1 Hz. Pour qu'un essai soit jugé valable, il doit satisfaire aux critères du tableau 1. Tableau 1 — Tolérances de la droite de régression Régime Couple Puissance Erreur type de l'estimation (SE) de y sur x Maximum 100 tr/min Maximum 13 % de la cartographie de puissance au couple maximal du moteur Maximum 8 % de la cartographie de puissance à la puissance maximale du moteur Pente de la droite de régression, m 0,95 à 1,03 0,83 — 1,03 0,89 — 1,03 Coefficient de détermination, r2 Minimum 0,9700 Minimum 0,8800 Minimum 0,9100 Ordonnée à l'origine de la droite de régression, b ± 50 tr/min ± 20 Nm ou ± 2 % du couple maximal, la plus grande de ces 2 valeurs étant retenue ± 4 kW ou ± 2 % de la puissance maximale, la plus grande de ces 2 valeurs étant retenue Pour les besoins des analyses de régression uniquement, des points peuvent être effacés avant le calcul de régression lorsqu'ils sont indiqués dans le tableau 2. Toutefois, ces points ne peuvent pas être effacés pour le calcul du travail du cycle et des émissions. Un point de ralenti est défini comme un point ayant un couple de référence normalisé de 0 % et un régime de référence normalisé de 0 %. L'effacement de points peut s'appliquer à la totalité du cycle à une partie quelconque de celui-ci. Tableau 2 — Points pouvant être effacés dans une analyse de régression (les points effacés doivent être précisés) Condition Points de régime, de couple torque et/ou de puissance pouvant être effacés dans les conditions figurant dans la colonne de gauche 24 (± 1) premières et 25 dernières secondes Régime, couple et puissance Pleine ouverture des gaz et valeur de réaction du couple < 95 % du couple de référence Couple et/ou puissance Pleine ouverture des gaz et valeur de réaction du régime < 95 % du régime de référence Régime et/ou puissance Gaz fermés, valeur de réaction du régime > régime de ralenti + 50 tr/min, et valeur de réaction du couple > 105 % du couple de référence Couple et/ou puissance Gaz fermés, valeur de réaction du régime ≤ régime de ralenti + 50 tr/min, et valeur de réaction du couple = couple de ralenti défini par le constructeur/mesuré ± 2 % du couple maximal Régime et/ou puissance Gaz fermés et valeur de réaction du régime > 105 % du régime de référence Régime et/ou puissance» 5) L'appendice 1 est remplacé par le texte suivant: «Appendice 1 MÉTHODES DE MESURE ET D'ÉCHANTILLONNAGE 1. MÉTHODES DE MESURE ET D'ÉCHANTILLONNAGE (ESSAI NRSC) Les gaz et particules émis par le moteur présenté aux essais sont mesurés par les méthodes décrites à l'annexe VI. Celles-ci définissent les systèmes d'analyse recommandés pour les émissions gazeuses (point 1.1) et les méthodes conseillées pour la dilution et l'échantillonnage des particules (point 1.2). 1.1. Spécification concernant le dynamomètre On utilise un banc dynamométrique pour moteur dont les caractéristiques sont suffisantes pour permettre l'exécution du cycle d'essai prescrit à l'annexe III, point 3.7.1. Les appareils de mesure du couple et de la vitesse doivent permettre de mesurer la puissance dans les limites indiquées. Des calculs supplémentaires peuvent être nécessaires. La précision de ces instruments doit être telle que les tolérances maximales des chiffres indiqués au point 1.3 ne soient pas dépassées. 1.2. Débit des gaz d'échappement Le débit des gaz d'échappement est défini par l'une des méthodes indiquées aux points 1.2.1 à 1.2.4. 1.2.1. Méthode de mesure directe Mesure directe du débit des gaz d'échappement au moyen d'un débitmètre à venturi ou d'un appareil de mesure équivalent (pour plus de précisions, voir la norme ISO 5167:2000). Note: La mesure directe du débit des gaz est une tâche délicate. Il convient de prendre des précautions pour éviter les erreurs de mesure qui entraîneraient des erreurs dans les valeurs d'émission. 1.2.2. Méthode de mesure du débit d'air et de carburant Mesure du débit d'air et du débit de carburant On utilise des débitmètres à air et à carburant ayant une précision conforme à celle définie au point 1.3. Le débit des gaz d'échappement se calcule comme suit: GEXHW = GAIRW + GFUEL (masse d'échappement humide) 1.2.3. Méthode de l'équivalent-carbone Calcul de la masse d'échappement d'après la consommation de carburant et les concentrations de gaz d'échappement par la méthode de l'équivalent-carbone (annexe III, appendice 3). 1.2.4. Méthode de mesure d'un gaz marqueur Cette méthode consiste à mesurer la concentration d'un gaz marqueur dans les gaz d'échappement. Une quantité connue d'un gaz inerte (hélium pur, par exemple) est injectée en tant que gaz marqueur dans le débit de gaz d'échappement. Le gaz marqueur est mélangé et dilué par les gaz d'échappement, mais ne doit pas réagir dans le tuyau d'échappement. La concentration de ce gaz est ensuite mesurée dans l'échantillon de gaz d'échappement. Pour assurer le mélange complet du gaz marqueur, la sonde de prélèvement de gaz d'échappement doit se trouver à au moins un mètre ou trente fois le diamètre du tuyau d'échappement, la valeur la plus grande étant retenue, en aval du point d'injection du gaz marqueur. La sonde de prélèvement peut se trouver plus près du point d'injection si on vérifie que le mélange est complet en comparant la concentration de gaz marqueur à la concentration de référence lorsque le gaz marqueur est injecté en amont du moteur. Le débit du gaz marqueur est réglé de telle manière que la concentration du gaz marqueur au régime de ralenti du moteur, après mélange, devient inférieure à la pleine échelle de l'analyseur de gaz marqueur. Le débit des gaz d'échappement se calcule comme suit: où: GEXHW = débit massique instantané des gaz d'échappement (en kg/s) GT = débit du gaz marqueur (en cm3/min) concmix = concentration instantanée de gaz marqueur après mélange (en ppm) ρEXH = densité des gaz d'échappement (en kg/m3) conca = concentration de fond du gaz marqueur dans l'air d'admission (en ppm). La concentration de fond du gaz marqueur (conca) peut être déterminée en établissant la moyenne de la concentration de fond mesurée immédiatement avant et après l'exécution de l'essai. La concentration de fond peut être négligée si elle est inférieure à 1 % de la concentration du gaz marqueur après mélange (concmix.) au débit maximal des gaz d'échappement. L'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit de gaz d'échappement et doit être étalonné conformément à l'appendice 2, point 1.11.2. 1.2.5. Méthode de mesure du débit d'air et du rapport air/carburant Cette méthode consiste à calculer la masse des gaz d'échappement à partir du débit d'air et du rapport air/carburant. Le débit massique instantané des gaz d'échappement se calcule comme suit: où: A/Fst = rapport air/carburant stœchiométrique (en kg/kg) λ = rapport air/carburant relatif concCO2 = concentration de CO2 (conditions sèches) (en %) concCO = concentration de CO (conditions sèches) (en ppm) concHC = concentration de HC (conditions sèches) (en ppm). Note: Le calcul repose sur un carburant Diesel ayant un rapport H/C de 1,8. Le débitmètre d'air doit être conforme aux spécifications de précision indiquées au tableau 3; l'analyseur de CO2 utilisé doit être conforme aux spécifications de la section 1.4.1, et l'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit des gaz d'échappement. En option, la mesure du rapport air/carburant relatif peut être effectuée à l'aide d'un appareillage de mesure du rapport air/carburant, tel qu'un capteur de type zircone, conformément aux spécifications indiquées à la section 1.4.4. 1.2.6. Débit total de gaz d'échappement dilués Si on utilise un système de dilution en circuit principal, le débit total des gaz d'échappement dilués (GTOTW) est mesuré avec une PDP, un CFV ou un SSV (annexe VI, point 1.2.1.2). La précision doit être conforme aux dispositions de l'annexe III, appendice 2, point 2.2. 1.3. Précision L'étalonnage de tous les instruments de mesure découle des normes nationales ou internationales et est conforme aux prescriptions du tableau 3. Tableau 3 — Précision des instruments de mesure Numéro Instrument de mesure Précision 1 Régime du moteur ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 2 Couple ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 3 Consommation de carburant ± 2 % de la valeur maximale du moteur 4 Consommation d'air ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 5 Débit de gaz d'échappement ± 2,5 % du relevé ou ± 1,5 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 6 Températures ≤ 600 K ± 2 K en valeur absolue 7 Températures > 600 K ± 1 % du relevé 8 Pression des gaz d'échappement ± 0,2 kPa en valeur absolue 9 Dépression à l'admission ± 0,05 kPa en valeur absolue 10 Pression atmosphérique ± 0,1 kPa en valeur absolue 11 Autres pressions ± 0,1 kPa en valeur absolue 12 Humidité absolue ± 5 % du relevé 13 Débit de l'air de dilution ± 2 % du relevé 14 Débit des gaz d'échappement dilués ± 2 % du relevé 1.4. Détermination des composants gazeux 1.4.1. Spécifications générales concernant les analyseurs Les analyseurs doivent pouvoir effectuer des mesures dans une plage correspondant à la précision exigée pour mesurer les concentrations de composants de gaz d'échappement (point 1.4.1.1). Il est recommandé d'utiliser les analyseurs de telle façon que la concentration mesurée se situe entre 15 et 100 % de la pleine échelle. Les concentrations inférieures à 15 % de la pleine échelle sont aussi acceptables si la valeur de la pleine échelle est de 155 ppm (ou ppm C) ou moins, ou si on utilise des systèmes de relevés (ordinateurs, répertoires de données) qui donnent une précision suffisante et une résolution inférieure à 15 % de la pleine échelle. Dans ce cas, des étalonnages supplémentaires doivent être faits pour garantir l'exactitude des courbes d'étalonnage (annexe III, appendice 2, point 1.5.5.2). La compatibilité électromagnétique (CEM) du matériel doit être d'un niveau propre à réduire au minimum les erreurs supplémentaires. 1.4.1.1. Erreur de mesure L'analyseur ne doit pas s'écarter du point d'étalonnage nominal de plus de ± 2 % du relevé ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant retenue. Note: Aux fins de la présente norme, la précision est définie comme étant l'écart entre le relevé de l'analyseur et les valeurs nominales d'étalonnage obtenues avec un gaz d'étalonnage (≡ valeur vraie). 1.4.1.2. Répétabilité La répétabilité, définie comme étant égale à 2,5 fois l'écart type de dix réponses consécutives à un gaz d'étalonnage ou de réglage de sensibilité donné, ne doit pas dépasser ± 1 % de la concentration à pleine échelle pour chaque plage utilisée audessus de 155 ppm (ou ppm C) ou ± 2 % de chaque plage utilisée au-dessous de 155 ppm (ou ppm C). 1.4.1.3. Bruit La réponse crête à crête de l'analyseur à des gaz de mise à zéro et d'étalonnage ou de réglage de sensibilité sur une période quelconque de dix secondes ne doit pas dépasser 2 % de la pleine échelle sur toutes les plages utilisées. 1.4.1.4. Dérive du zéro La dérive du zéro sur une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la plage la plus basse utilisée. La réponse zéro est définie comme étant la réponse moyenne, y compris le bruit, à un gaz de mise à zéro dans un intervalle de temps de trente secondes. 1.4.1.5. Dérive d'étalonnage La dérive d'étalonnage durant une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la gamme inférieure utilisée. L'étalonnage est défini comme la différence entre la réponse d'étalonnage et la réponse du zéro. La réponse d'étalonnage est définie comme la réponse moyenne, y compris les bruits, à un gaz de réglage de sensibilité durant un intervalle de temps de trente secondes. 1.4.2. Séchage des gaz Le dispositif facultatif utilisé pour sécher les gaz doit avoir un effet minimal sur la concentration des gaz mesurés. Les agents de séchage chimiques ne sont pas acceptables en tant que méthode pour éliminer l'eau de l'échantillon. 1.4.3. Analyseurs Les points 1.4.3.1 à 1.4.3.5 du présent appendice indiquent les principes de mesure à utiliser. Une description détaillée des systèmes de mesure figure à l'annexe VI. Les gaz à mesurer doivent être analysés au moyen des appareils décrits ci-après. L'utilisation de circuits de linéarisation est autorisée avec les analyseurs non linéaires. 1.4.3.1. Analyse du monoxyde de carbone (CO) L'analyseur de monoxyde de carbone sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 1.4.3.2. Analyse du dioxyde de carbone (CO2) L'analyseur de gaz carbonique sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 1.4.3.3. Analyse des hydrocarbures (HC) L'analyseur des hydrocarbures sera du type détecteur à ionisation de flamme chauffé (HFID), le détecteur, les vannes, la tuyauterie, etc., étant chauffés de façon à maintenir une température du gaz de 463 K (190 °C) ± 10 K. 1.4.3.4. Analyse des oxydes d'azote (NOx) L'analyseur des oxydes d'azote sera du type détecteur à chimiluminescence (CLD) ou détecteur à chimiluminescence chauffé (HCLD) avec un convertisseur NO2/NO si la mesure est effectuée en conditions sèches. Si la mesure est faite en conditions humides, on utilise un appareil HCLD avec convertisseur maintenu audessus de 328 K (55 °C), à condition que la vérification de l'effet d'atténuation de l'eau (annexe III, appendice 2, point 1.9.2.2) ait été satisfaisante. Pour les appareils CLD comme pour les appareils HCLD, le trajet des échantillons doit être maintenu à une température de paroi de 328 K à 473 K (55 à 200 °C) jusqu'au convertisseur pour la mesure en conditions sèches et jusqu'à l'analyseur pour la mesure en conditions humides. 1.4.4. Mesure du rapport air/carburant L'appareillage de mesure du rapport air/carburant utilisé pour déterminer le débit de gaz d'échappement comme décrit au point 1.2.5 doit être un capteur à large plage de mesure ou une sonde lambda de type zircone. Le capteur est monté directement sur le tuyau d'échappement, à un point où la température des gaz d'échappement est suffisamment élevée pour qu'il n'y ait pas de condensation de l'eau. La précision du capteur avec l'électronique incorporée doit être de: ± 3 % du relevé λ < 2 ± 5 % du relevé 2 ≤ λ < 5 ± 10 % du relevé 5 ≤ λ Pour que les spécifications de précision ci-dessus puissent être respectées, le capteur doit être étalonné selon les instructions du constructeur de l'instrument. 1.4.5. Échantillonnage des émissions gazeuses Les sondes d'échantillonnage des émissions gazeuses doivent être montées à une distance de 0,5 mètre au moins ou à trois fois le diamètre du tuyau d'échappement, la plus grande distance étant retenue, en amont de la sortie du système de gaz d'échappement, dans la mesure du possible et suffisamment près du moteur pour garantir une température des gaz d'échappement de 343 K (70 °C) au moins à la sonde. Dans le cas d'un moteur multicylindre à collecteur d'échappement ramifié, l'entrée de la sonde doit être située suffisamment loin en aval pour garantir que l'échantillon est représentatif des émissions d'échappement moyennes de tous les cylindres. Pour les moteurs multicylindres équipés de groupes distincts de collecteurs, comme dans un moteur en V, il peut être toléré de prendre un échantillon de chaque groupe considéré individuellement et de calculer une émission d'échappement moyenne. On peut aussi recourir à d'autres méthodes dont la corrélation avec les méthodes précédentes a été prouvée. Le débit massique total de gaz d'échappement du moteur doit être utilisé pour calculer les émissions d'échappement. Si la composition des gaz d'échappement est influencée par un système quelconque de post-traitement, l'échantillon de gaz d'échappement doit être pris en amont de ce dispositif pour les essais de la phase I et en aval de ce dispositif pour les essais de la phase II. Si on utilise un système de dilution en circuit principal pour la détermination des particules, on peut aussi déterminer les émissions gazeuses dans les gaz d'échappement dilués. Les sondes d'échantillonnage doivent être à proximité de la sonde d'échantillonnage de particules dans le tunnel de dilution (annexe VI, point 1.2.1.2. DT et point 1.2.2. PSP). Le CO et le CO2 peuvent au choix être déterminés par échantillonnage dans un sac et une mesure ultérieure de la concentration dans le sac d'échantillonnage. 1.5. Détermination des particules La détermination des particules nécessite un système de dilution. La dilution peut être obtenue par un système en circuit partiel ou un système en circuit principal. Le débit du système de dilution doit être suffisant pour éliminer complètement la condensation de l'eau dans les systèmes de dilution et d'échantillonnage et pour maintenir la température des gaz d'échappement dilués entre 315 K (42 °C) et 325K (52 °C), immédiatement en amont des porte-filtres. La déshumidification de l'air de dilution avant qu'il pénètre dans le système est autorisée si l'humidité de l'air est élevée. Le préchauffage de l'air de dilution au-delà de la température limite de 303 K (30 °C) est recommandé si la température ambiante est inférieure à 293 K (20 °C). La température de l'air dilué ne doit cependant pas dépasser 325K (52 °C) avant que l'échappement pénètre dans le tunnel de dilution. Note: Pour la procédure en régimes stabilisés, la température du filtre peut être égale ou inférieure à la température maximale de 325 K (52 °C), au lieu de respecter la gamme de températures de 42 à 52 °C. Dans un système de dilution en circuit partiel, la sonde d'échantillonnage de particules doit être montée à proximité et en amont de la sonde des gaz selon la définition du point 4.4 et conformément à l'annexe VI, point 1.2.1.1, figures 4 à 12 (EP et SP). Le système de dilution en circuit partiel doit être conçu de façon à répartir le courant d'échappement en deux fractions, la plus petite étant diluée avec de l'air et utilisée ensuite pour mesurer les particules. Il est donc essentiel que le taux de dilution soit calculé très précisément. On peut appliquer différentes méthodes de répartition, le type de répartition utilisé imposant dans une grande mesure le matériel et les méthodes d'échantillonnage à employer (annexe VI, point 1.2.1.1). Pour déterminer la masse des particules, il faut disposer d'un système d'échantillonnage, de filtres pour le prélèvement des particules, d'une microbalance et d'une chambre de pesée à humidité contrôlée. Deux méthodes peuvent être appliquées pour procéder à l'échantillonnage des particules: — la méthode à filtre simple utilise une paire de filtres (point 1.5.1.3 du présent appendice) pour tous les modes du cycle d'essai. Il faudra faire très attention aux durées et aux débits d'échantillonnage pendant cette phase de l'essai. Une seule paire de filtres est toutefois nécessaire pour le cycle d'essai, — la méthode à filtres multiples prévoit qu'une paire de filtres (point 1.5.1.3 du présent appendice) est utilisée pour chacun des modes du cycle d'essai. Cette méthode permet d'utiliser des méthodes d'échantillonnage plus souples mais nécessite davantage de filtres. 1.5.1. Filtres pour le prélèvement des particules 1.5.1.1. Spécification concernant les filtres Les essais de réception nécessitent des filtres en fibre de verre revêtus de fluorocarbone ou des filtres à membranes à base de fluorocarbone. Des matériaux différents peuvent être utilisés pour des applications spéciales. Tous les types de filtres doivent avoir une efficacité de prélèvement de 0,3 μm DOP (dioctylphtalate) d'au moins 99 % à une vitesse nominale du gaz comprise entre 35 et 80 cm/s. Des filtres de qualité identique doivent être utilisés pour exécuter des essais de corrélation entre laboratoires ou entre un constructeur et une autorité compétente en matière de réception. 1.5.1.2. Dimensions des filtres Les filtres à particules doivent avoir un diamètre minimal de 47 mm (diamètre de la tache: 37 mm). On peut aussi se servir de filtres d'un diamètre supérieur (point1.5.1.5). 1.5.1.3. Filtres primaire et secondaire Pendant l'essai, les gaz d'échappement dilués sont prélevés au moyen de deux filtres placés l'un après l'autre (un filtre primaire et un filtre secondaire). Le filtre secondaire ne doit pas être situé à plus de 100 mm en aval du premier ni être en contact avec celui-ci. Les filtres peuvent être pesés séparément ou ensemble en étant placés tache contre tache. 1.5.1.4. Vitesse nominale dans le filtre Une vitesse nominale du gaz à travers le filtre de 35 à 100 cm/s doit être obtenue. La perte de pression entre le début et la fin de l'essai ne peut augmenter de plus de 25 kPa. 1.5.1.5. Charge du filtre Les charges minimales recommandées pour les dimensions de filtres les plus courantes sont indiquées dans le tableau ci-dessous. Pour des filtres plus grands, la charge minimale est de 0,065 mg/1 000 mm2 de la surface du filtre. Diamètre du filtre (mm) Diamètre recommandé de la tache (mm) Charge minimale recommandée (mg) 47 37 0,11 70 60 0,25 90 80 0,41 110 100 0,62 Pour la méthode des filtres multiples, la charge minimale recommandée pour l'ensemble des filtres est égale au produit de la valeur correspondante par la racine carrée du nombre total de modes. 1.5.2. Spécifications de la chambre de pesée et de la balance analytique 1.5.2.1. État de la chambre de pesée La température de la chambre (ou du local) dans laquelle (lequel) les filtres à particules sont conditionnés et pesés doit être maintenue à 295 K (22 °C) ± 3 K pendant toute la durée du conditionnement et de la pesée. L'humidité doit être maintenue à un point de rosée de 282,5 K (9,5 °C) ± 3 K et l'humidité relative à 45 ± 8 %. 1.5.2.2. Pesée des filtres de référence L'atmosphère de la chambre (ou du local) doit être libre de tout contaminant ambiant (comme la poussière) susceptible de se déposer sur les filtres à particules au cours de leur stabilisation. Des différences dans les spécifications de la chambre de pesée indiquées au point 1.5.2.1 sont autorisées si leur durée ne dépasse pas trente minutes. La salle de pesée doit répondre aux spécifications requises avant que le personnel n'y entre. Deux filtres ou paires de filtres de référence vierges au moins doivent être pesés dans les quatre heures qui suivent la pesée des (paires de) filtres de prélèvement, mais de préférence en même temps. Ils doivent être de la même dimension et faits du même matériau que les filtres de prélèvement. Dans le cas d'un écart dans le poids moyen des (paires de) filtres de référence entre les pesées de plus de 10 μg, il faut jeter tous les filtres qui ont servi au prélèvement et recommencer l'essai d'émissions. Si les critères de stabilité de la chambre de pesée indiqués au point 1.5.2.1 ne sont pas réunis mais que les pesées du filtre (de la paire de filtres) de référence répondent aux critères ci-dessus, le constructeur du moteur a la possibilité d'accepter les poids des filtres de prélèvement ou de déclarer les essais nuls, de modifier le système de contrôle de la salle de pesée et de refaire l'essai. 1.5.2.3. Balance analytique La balance analytique servant à déterminer le poids de tous les filtres doit avoir une précision (écart type) de 2 μg et un pouvoir de résolution de 1 μg (1 chiffre = 1 μg) (selon les indications du constructeur de la balance). 1.5.2.4. Élimination des effets de l'électricité statique Afin d'éliminer les effets de l'électricité statique, les filtres doivent être neutralisés avant la pesée, par exemple par un neutralisant au polonium ou un dispositif ayant le même effet. 1.5.3. Prescriptions additionnelles pour la mesure des particules Tous les éléments du système de dilution et du système de prélèvement qui sont en contact avec des gaz d'échappement bruts et dilués, du tuyau d'échappement jusqu'au porte-filtre, doivent être conçus de façon à réduire au minimum le dépôt ou la modification des particules. Tous doivent être faits de matériaux conducteurs de l'électricité, qui ne réagissent pas aux composantes des gaz d'échappement, et être mis à la terre pour empêcher les effets électrostatiques. 2. MÉTHODES DE MESURE ET D'ÉCHANTILLONNAGE (ESSAI NRTC) 2.1. Introduction Les constituants gazeux émis par le moteur soumis aux essais sont mesurés par les méthodes décrites à l'annexe VI. Celles-ci définissent les systèmes d'analyse recommandés pour les émissions gazeuses (point 1.1), et les méthodes conseillées pour la dilution et l'échantillonnage des particules (point 1.2). 2.2. Dynamomètre et équipement de la chambre d'essai L'équipement suivant est utilisé pour effectuer les essais de mesure des émissions des moteurs sur des dynamomètres pour moteurs. 2.2.1. Dynamomètre pour moteurs On utilise un banc dynamométrique pour moteurs dont les caractéristiques sont suffisantes pour permettre l'exécution du cycle d'essai décrit à l'appendice 4 de la présente annexe. Les appareils de mesure du couple et du régime doivent permettre de mesurer la puissance dans les limites indiquées. Des calculs supplémentaires peuvent être nécessaires. La précision de ces instruments doit être telle que les tolérances maximales des chiffres indiqués au tableau 3 ne soient pas dépassées. 2.2.2. Autres instruments Lorsqu'il y a lieu, des instruments de mesure doivent être utilisés pour la consommation de carburant, la consommation d'air, la température du liquide de refroidissement et du lubrifiant, la pression des gaz d'échappement et la dépression dans le collecteur d'admission, la température des gaz d'échappement, la température de l'admission d'air, la pression atmosphérique, l'humidité et la température du carburant. Ces instruments doivent satisfaire aux exigences prescrites au tableau 3: Tableau 3 — Précision des instruments de mesure Numéro Instrument de mesure Précision 1 Régime du moteur ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 2 Couple ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 3 Consommation de carburant ± 2 % de la valeur maximale du moteur 4 Consommation d'air ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 5 Débit des gaz d'échappement ± 2,5 % du relevé ou ± 1,5 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 6 Températures ≤ 600 K ± 2 K en valeur absolue 7 Températures > 600 K ± 1 % du relevé 8 Pression des gaz d'échappement ± 0,2 kPa en valeur absolue 9 Dépression à l'admission ± 0,05 kPa en valeur absolue 10 Pression atmosphérique ± 0,1 kPa en valeur absolue 11 Autres pressions ± 0,1 kPa en valeur absolue 12 Humidité absolue ± 5 % du relevé 13 Débit de l'air de dilution ± 2 % du relevé 14 Débit des gaz d'échappement dilués ± 2 % du relevé 2.2.3. Débit des gaz d'échappement bruts Pour calculer les émissions dans les gaz d'échappement bruts et pour contrôler un système de dilution en circuit partiel, il faut connaître le débit massique des gaz d'échappement. Ce débit peut être déterminé par l'une des méthodes décrites ci-après. Pour le calcul des émissions, le temps de réponse de chacune des méthodes décrites ci-dessous doit être égal ou inférieur au temps de réponse de l'analyseur, tel qu'il est défini à l'appendice 2, point 1.11.1. Pour le contrôle d'un système de dilution en circuit partiel, un temps de réponse plus court est nécessaire. Dans le cas d'un système de dilution en circuit partiel avec contrôle en ligne, le temps de réponse doit être inférieur ou égal à 0,3 seconde. Dans le cas d'un système de dilution en circuit partiel avec contrôle anticipatif sur la base d'un essai préenregistré, le temps de réponse du système de mesure du débit des gaz d'échappement doit être inférieur ou égal à 5 secondes, avec un temps de montée inférieur ou égal à 1 seconde. Le temps de réponse du système doit être spécifié par le constructeur de l'instrument. Les exigences en matière de temps de réponse combiné pour le débit des gaz d'échappement et le système de dilution en circuit partiel sont indiquées au point 2.4. Méthode de mesure directe La mesure directe du débit instantané des gaz d'échappement peut être effectuée au moyen d'appareils tels que: — des appareils déprimogènes, comme des tuyères (pour les détails, voir ISO 5167:2000), — un débitmètre à ultrasons, — un débitmètre à tourbillons. Il convient de prendre des précautions pour éviter les erreurs de mesure qui entraîneraient des erreurs dans les valeurs d'émission. On veillera notamment à installer soigneusement l'instrument dans le système d'échappement du moteur, conformément aux recommandations du constructeur de l'instrument et aux règles de l'art. En particulier, la performance et les émissions du moteur ne doivent pas être altérées par l'installation de l'instrument. La précision des débitmètres doit être conforme aux prescriptions du tableau 3. Méthode de mesure du débit d'air et de carburant Il s'agit de mesurer le débit d'air et le débit de carburant à l'aide de débitmètres appropriés. Le débit instantané de gaz d'échappement se calcule comme suit: GEXHW = GAIRW + GFUEL (masse d'échappement humide) La précision des débitmètres doit être conforme aux prescriptions du tableau 3, mais doit être suffisante aussi pour satisfaire aux exigences en matière de précision pour le débit de gaz d'échappement. Méthode de mesure d'un gaz marqueur Il s'agit de mesurer la concentration d'un gaz marqueur dans l'échappement. Une quantité connue d'un gaz inerte (hélium pur, par exemple) est injectée en tant que gaz marqueur dans le débit de gaz d'échappement. Le gaz marqueur est mélangé et dilué par les gaz d'échappement, mais ne doit pas réagir dans le tuyau d'échappement. La concentration de ce gaz est ensuite mesurée dans l'échantillon de gaz d'échappement. Pour assurer le mélange complet du gaz marqueur, la sonde de prélèvement de gaz d'échappement doit se trouver à au moins un mètre ou trente fois le diamètre du tuyau d'échappement, la valeur la plus grande étant retenue, en aval du point d'injection du gaz marqueur. La sonde de prélèvement peut se trouver plus près du point d'injection si on vérifie que le mélange est complet en comparant la concentration de gaz marqueur à la concentration de référence lorsque le gaz marqueur est injecté en amont du moteur. Le débit du gaz marqueur est réglé de telle manière que la concentration du gaz marqueur au régime de ralenti du moteur, après mélange, devient inférieure à la pleine échelle de l'analyseur de gaz marqueur. Le débit des gaz d'échappement se calcule comme suit: où: GEXHW = débit massique instantané des gaz d'échappement (en kg/s) GT = débit du gaz marqueur (en cm3/min) conc mix = concentration instantanée de gaz marqueur après mélange (en ppm) ρEXH = densité des gaz d'échappement (en kg/m3) conca = concentration de fond de gaz marqueur dans l'air d'admission (en ppm) La concentration de fond du gaz marqueur (conca ) peut être déterminée en établissant la moyenne de la concentration de fond mesurée immédiatement avant et après l'exécution de l'essai. La concentration de fond peut être négligée si elle est inférieure à 1 % de la concentration du gaz marqueur après mélange (concmix.) au débit maximal des gaz d'échappement. L'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit de gaz d'échappement et doit être étalonné conformément à l'appendice 2, point 1.11.2. Méthode de mesure du débit d'air et du rapport air/carburant Il s'agit de calculer la masse des gaz d'échappement à partir du débit d'air et du rapport air/carburant. Le débit massique instantané des gaz d'échappement se calcule comme suit: où: A/Fst = rapport air/carburant stœchiométrique, en kg/kg λ = rapport air/carburant relatif concCO2 = concentration de CO2 (conditions sèches) (en %) concCO = concentration de CO (conditions sèches) (en ppm) concHC = concentration de HC (en ppm) Note: Le calcul repose sur un carburant Diesel ayant un rapport H/C de 1,8. Le débitmètre d'air doit être conforme aux spécifications de précision indiquées au tableau 3, l'analyseur de CO2 utilisé doit être conforme aux spécifications du point 2.3.1 et l'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit des gaz d'échappement. En option, la mesure du rapport d'excès d'air peut être effectuée à l'aide d'un appareillage de mesure du rapport air/carburant, tel qu'un capteur de type zircone, conformément aux spécifications indiquées au point 2.3.4. 2.2.4. Débit des gaz d'échappement dilués Pour calculer les émissions dans les gaz d'échappement dilués, il faut connaître le débit massique de ces gaz. Le débit total de gaz d'échappement dilués sur la durée du cycle (kg/essai) est calculé à partir des valeurs de mesure collectées durant le cycle et des données d'étalonnage correspondantes du débitmètre (V 0 pour la PDV, K V pour le CFV, C d pour le SSV) à l'aide de la méthode correspondante décrite à l'appendice 3, point 2.2.1. Si la masse totale de l'échantillon de particules et de gaz polluants dépasse 0,5 % du débit total du système CVS, le débit du système CVS est corrigé ou le débit de l'échantillon de particules est ramené au système CVS avant le débitmètre. 2.3. Détermination des composants gazeux 2.3.1. Spécifications générales concernant les analyseurs Les analyseurs doivent pouvoir effectuer des mesures dans une plage correspondant à la précision exigée pour mesurer les concentrations de composants de gaz d'échappement (point 1.4.1.1). Il est recommandé d'utiliser les analyseurs de telle façon que la concentration mesurée se situe entre 15 et 100 % de la pleine échelle. Les concentrations inférieures à 15 % de la pleine échelle sont aussi acceptables si la valeur de la pleine échelle est de 155 ppm (ou ppm C) ou moins ou si on utilise des systèmes de relevés (ordinateurs, répertoires de données) qui donnent une précision suffisante et une résolution inférieure à 15 % de la pleine échelle. Dans ce cas, des étalonnages supplémentaires doivent être faits pour garantir l'exactitude des courbes d'étalonnage (annexe III, appendice 2, point 1.5.5.2). La compatibilité électromagnétique (CEM) du matériel doit être d'un niveau propre à réduire au minimum les erreurs supplémentaires. 2.3.1.1. Erreur de mesure L'analyseur ne doit pas s'écarter du point d'étalonnage nominal de plus de ± 2 % du relevé ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant retenue. Note: Aux fins de la présente norme, la précision est définie comme étant l'écart entre le relevé de l'analyseur et les valeurs nominales d'étalonnage obtenues avec un gaz d'étalonnage (≡ valeur vraie). 2.3.1.2. Répétabilité La répétabilité, définie comme étant égale à 2,5 fois l'écart type de dix réponses consécutives à un gaz d'étalonnage ou de réglage de sensibilité donné, ne doit pas dépasser ± 1 % de la concentration pleine échelle pour chaque plage utilisée au-dessus de 155 ppm (ou ppm C) ou ± 2 % de chaque plage utilisée au-dessous de 155 ppm (ou ppm C). 2.3.1.3. Bruit La réponse crête à crête de l'analyseur à des gaz de mise à zéro et d'étalonnage ou de réglage de sensibilité sur une période quelconque de dix secondes ne doit pas dépasser 2 % de la pleine échelle sur toutes les plages utilisées. 2.3.1.4. Dérive du zéro La dérive du zéro sur une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la plage la plus basse utilisée. La réponse zéro est définie comme étant la réponse moyenne, y compris le bruit, à un gaz de mise à zéro dans un intervalle de temps de trente secondes. 2.3.1.5. Dérive d'étalonnage La dérive d'étalonnage durant une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la gamme inférieure utilisée. L'étalonnage est défini comme la différence entre la réponse d'étalonnage et la réponse du zéro. La réponse d'étalonnage est définie comme la réponse moyenne, y compris les bruits, à un gaz de réglage de sensibilité durant un intervalle de temps de trente secondes. 2.3.1.6. Temps de montée Pour l'analyse des gaz d'échappement bruts, le temps de montée de l'analyseur installé dans le système de mesure ne doit pas dépasser 2,5 secondes. Note: La seule évaluation du temps de réponse de l'analyseur ne suffit pas pour déterminer clairement si l'ensemble du système convient aux essais transitoires. Les volumes, en particulier les volumes morts, dans l'ensemble du système influenceront non seulement le temps de transport de la sonde jusqu'à l'analyseur, mais aussi le temps de montée. Les temps de transport à l'intérieur d'un analyseur sont également définis comme temps de réponse de l'analyseur, comme dans le cas du convertisseur ou du piège à eau dans un analyseur de NOx. La détermination du temps de réponse de l'ensemble du système est décrite à l'appendice 2, point 1.11.1. 2.3.2. Séchage des gaz Les mêmes spécifications que celles prescrites pour le cycle d'essai NRSC (point 1.4.2) s'appliquent, comme décrit ci-dessous. Le dispositif facultatif utilisé pour sécher les gaz doit avoir un effet minimal sur la concentration des gaz mesurés. Les agents de séchage chimiques ne sont pas acceptables en tant que méthode pour éliminer l'eau de l'échantillon. 2.3.3. Analyseurs Les mêmes spécifications que celles prescrites pour le cycle d'essai NRSC (point 1.4.3) s'appliquent, comme décrit ci-dessous. Les gaz à mesurer doivent être analysés au moyen des appareils décrits ci-après. L'utilisation de circuits de linéarisation est autorisée avec les analyseurs non linéaires. 2.3.3.1. Analyse du monoxyde de carbone (CO) L'analyseur de monoxyde de carbone sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 2.3.3.2. Analyse du dioxyde de carbone (CO2) L'analyseur de gaz carbonique sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 2.3.3.3. Analyse des hydrocarbures (HC) L'analyseur des hydrocarbures sera du type à détecteur à ionisation de flamme chauffé (HFID), le détecteur, les vannes, la tuyauterie, etc. étant chauffés de façon à maintenir une température du gaz de 463 K (190 °C) ± 10 K. 2.3.3.4. Analyse des oxydes d'azote (NOx) L'analyseur des oxydes d'azote sera du type détecteur à chimiluminescence (CLD) ou détecteur à chimiluminescence chauffé (HCLD) avec un convertisseur NO2/NO si la mesure est effectuée en conditions sèches. Si la mesure est faite en conditions humides, on utilise un appareil HCLD avec convertisseur maintenu au-dessus de 328 K (55 °C), à condition que la vérification de l'effet d'atténuation de l'eau (annexe III, appendice 2, point 1.9.2.2) ait été satisfaisante. Pour les appareils CLD comme pour les appareils HCLD, le trajet des échantillons doit être maintenu à une température de paroi de 328 à 473 K (55 à 200 °C) jusqu'au convertisseur pour la mesure en conditions sèches et jusqu'à l'analyseur pour la mesure en conditions humides. 2.3.4. Mesure du rapport air/carburant L'appareillage de mesure du rapport air/carburant utilisé pour déterminer le débit de gaz d'échappement comme décrit au point 2.2.3 doit être un capteur à large plage de mesure ou une sonde lambda de type zircone. Le capteur est monté directement sur le tuyau d'échappement, à un point où la température des gaz d'échappement est suffisamment élevée pour qu'il n'y ait pas de condensation de l'eau. La précision du capteur avec l'électronique incorporée doit être de: ± 3 % du relevé λ < 2 ± 5 % du relevé 2 ≤ λ < 5 ± 10 % du relevé 5 ≤ λ Pour que les spécifications de précision ci-dessus puissent être respectées, le capteur doit être étalonné selon les instructions du constructeur de l'instrument. 2.3.5. Échantillonnage des émissions gazeuses 2.3.5.1. Débit des gaz d'échappement bruts Pour le calcul des émissions dans les gaz d'échappement bruts, les mêmes spécifications que celles prescrites pour le cycle d'essai NRSC (point 1.4.4) s'appliquent, comme décrit ci-dessous. Les sondes d'échantillonnage des émissions gazeuses doivent être montées à une distance de 0,5 mètre au moins ou à trois fois le diamètre du tuyau d'échappement, la plus grande distance étant retenue, en amont de la sortie du système de gaz d'échappement, dans la mesure du possible et suffisamment près du moteur pour garantir une température des gaz d'échappement de 343 K (70 °C) au moins à la sonde. Dans le cas d'un moteur multicylindre à collecteur d'échappement ramifié, l'entrée de la sonde doit être située suffisamment loin en aval pour garantir que l'échantillon est représentatif des émissions d'échappement moyennes de tous les cylindres. Pour les moteurs multicylindres équipés de groupes distincts de collecteurs comme dans un moteur en V, il peut être toléré de prendre un échantillon de chaque groupe considéré individuellement et de calculer une émission d'échappement moyenne. On peut aussi recourir à d'autres méthodes dont la corrélation avec les méthodes précédentes a été prouvée. Le débit massique total de gaz d'échappement du moteur doit être utilisé pour calculer les émissions d'échappement. Si la composition des gaz d'échappement est influencée par un système quelconque de post-traitement, l'échantillon d'échappement doit être pris en amont de ce dispositif pour les essais de la phase I et en aval de ce dispositif pour les essais de la phase II. 2.3.5.2. Débit des gaz d'échappement dilués Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, les spécifications suivantes s'appliquent. Le tuyau d'échappement placé entre le moteur et le système de dilution en circuit principal est conforme aux exigences de l'annexe VI. La ou les sondes de prélèvement des émissions gazeuses sont installées dans le tunnel de dilution, en un emplacement caractérisé par un bon mélange de l'air de dilution et des gaz d'échappement, et à proximité immédiate de la sonde de prélèvement de particules. Le prélèvement peut en général être effectué de deux façons: — les polluants sont prélevés dans un sac de prélèvement durant tout le cycle et mesurés dès la fin de l'essai, — les polluants sont prélevés en continu et intégrés durant tout le cycle; cette méthode est obligatoire pour les HC et les NOx. Les échantillons de concentration de fond sont prélevés en amont du tunnel de dilution dans un sac de prélèvement et la concentration de fond est soustraite de la concentration des émissions conformément à l'appendice 3, point 2.2.3. 2.4. Détermination des particules La détermination des particules nécessite un système de dilution. La dilution peut être obtenue par un système en circuit partiel ou un système en circuit principal. Le débit du système de dilution doit être suffisant pour éliminer complètement la condensation de l'eau dans les systèmes de dilution et d'échantillonnage et pour maintenir la température des gaz d'échappement dilués entre 315 K (42 °C) et 325 K (52 °C), immédiatement en amont des porte-filtres. La déshumidification de l'air de dilution avant qu'il pénètre dans le système est autorisée si l'humidité de l'air est élevée. Le préchauffage de l'air de dilution au-delà de la température limite de 303 K (30 °C) est recommandé si la température ambiante est inférieure à 293 K (20 °C). La température de l'air dilué ne doit cependant pas dépasser 325 K (52 °C) avant que l'échappement pénètre dans le tunnel de dilution. La sonde de prélèvement de particules est installée à proximité immédiate de la sonde de prélèvement des émissions gazeuses et l'installation est conforme aux dispositions du point 2.3.5. Pour déterminer la masse des particules, il faut disposer d'un système d'échantillonnage, de filtres pour le prélèvement des particules, d'une microbalance et d'une chambre de pesée à température et humidité contrôlées. Spécifications pour le système de dilution en circuit partiel Le système de dilution en circuit partiel doit être conçu de façon à répartir le courant d'échappement en deux fractions, la plus petite étant diluée avec de l'air et utilisée ensuite pour mesurer les particules. Il est donc essentiel que le taux de dilution soit calculé très précisément. On peut appliquer différentes méthodes de répartition, le type de répartition utilisé imposant dans une grande mesure le matériel et les méthodes d'échantillonnage à employer (annexe VI, point 1.2.1.1). Pour le contrôle d'un système de dilution en circuit partiel, le temps de réponse du système doit être court. Le temps de transformation du système est déterminé selon la procédure décrite à l'appendice 2, point 1.11.1. Si le temps de transformation combiné de la mesure du débit des gaz d'échappement (voir point précédent) et du système de dilution en circuit partiel est inférieur à 0,3 seconde, un contrôle en ligne peut être utilisé. Si ce temps de transformation est supérieur à 0,3 seconde, il faut utiliser le contrôle anticipatif sur la base d'un essai préenregistré. Dans ce cas, le temps de montée doit être inférieur ou égal à 1 seconde et le temps de retard de la combinaison inférieur ou égal à dix secondes. La réponse de l'ensemble du système doit être telle que l'échantillon de particules (GSE) est représentatif et proportionnel au débit massique des gaz d'échappement. Pour déterminer la proportionnalité, une analyse de régression GSE/GEXHW est effectuée à une fréquence d'acquisition des données d'au moins 5 Hz et en respectant les critères suivants: — le coefficient de corrélation r2 de la régression linéaire entre GSE et GEXHW n'est pas inférieur à 0,95, — l'erreur type de l'estimation de GSE sur GEXHW ne dépasse pas 5 % de la valeur maximale de GSE, — l'intersection entre GSE et la droite de régression ne dépasse pas ± 2 % de la valeur maximale de GSE. En option, on peut effectuer un essai préliminaire et utiliser le signal de débit massique des gaz d'échappement de cet essai préliminaire pour contrôler le débit de l'échantillon dans le système de prélèvement de particules (“contrôle anticipatif”). Cette procédure est requise lorsque le temps de transformation du système de prélèvement des particules (t50,P) ou le temps de transformation du signal de débit massique des gaz d'échappement (t50,F) est supérieur à 0,3 seconde. On obtient un contrôle correct du système de dilution en circuit partiel si la trace temporelle de GEXHW, pre de l'essai préliminaire, qui contrôle GSE, est décalée d'un “temps d'anticipation” égal à t50,P + t50,F. Pour établir la corrélation entre GSE et GEXHW, on utilise les données recueillies pendant l'essai réel, le temps pour GEXHW étant ajusté de t50,F par rapport à GSE (t50,P n'intervient pas). En d'autres termes, le décalage temporel entre GEXHW et GSE est la différence entre les temps de transformation déterminés à l'appendice 2, point 2.6. Pour les systèmes de dilution en circuit partiel, une attention particulière doit être accordée à la précision du débit de l'échantillon GSE si celui-ci n'est pas mesuré directement mais déterminé en mesurant le débit différentiel: GSE = GTOTW – GDILW Dans ce cas, une précision de ± 2 % pour GTOTW et GDILW ne suffit pas pour garantir une précision acceptable de GSE. Si le débit de gaz est déterminé en mesurant le débit différentiel, l'erreur maximale de la différence doit être telle que la précision de GSE soit de ± 5 % lorsque le taux de dilution est inférieur à 15. Il peut être calculé en prenant la moyenne quadratique des erreurs de chaque instrument. Une précision acceptable de GSE peut être obtenue par l'une des méthodes suivantes: a) la précision absolue de GTOTW et GDILW est de ± 0,2 %, ce qui garantit une précision de GSE ≤ 5 % à un taux de dilution ratio de 15. Aux taux de dilution plus élevés, les erreurs seront toutefois plus importantes; b) l'étalonnage de GDILW par rapport à GTOTW est effectué de manière à obtenir la même précision de GSE qu'au point a). Pour les détails de cet étalonnage, voir l'appendice 2, point 2.6; c) la précision de GSE est déterminée indirectement à partir de la précision du taux de dilution déterminée à l'aide d'un gaz marqueur (CO2, par exemple). Dans ce cas aussi la précision de GSE doit être équivalente à celle obtenue selon la méthode a); d) la précision absolue de GTOTW et GDILW est de ± 2 % de la pleine échelle, l'erreur maximale de la différence entre GTOTW et GDILW est de 0,2 % et l'erreur de linéarité est de ± 0,2 % de la valeur la plus élevée de GTOTW observée pendant l'essai. 2.4.1. Filtres pour le prélèvement de particules 2.4.1.1. Spécification concernant les filtres Les essais de réception nécessitent des filtres en fibre de verre revêtus de fluorocarbone ou des filtres à membranes à base de fluorocarbone. Des matériaux différents peuvent être utilisés pour des applications spéciales. Tous les types de filtres doivent avoir une efficacité de prélèvement de 0,3 μm DOP (di-octylphthalate) d'au moins 99 % à une vitesse nominale du gaz comprise entre 35 et 80 cm/s. Des filtres de qualité identique doivent être utilisés pour exécuter des essais de corrélation entre laboratoires ou entre un constructeur et une autorité compétente en matière de réception. 2.4.1.2. Dimensions des filtres Les filtres à particules doivent avoir un diamètre minimal de 47 mm (diamètre de la tache: 37 mm). On peut aussi se servir de filtres d'un diamètre supérieur (point 2.4.1.5). 2.4.1.3. Filtres primaire et secondaire Pendant l'essai, les gaz d'échappement dilués sont prélevés au moyen de deux filtres placés l'un après l'autre (un filtre primaire et un filtre secondaire). Le filtre secondaire ne doit pas être situé à plus de 100 mm en aval du premier ni être en contact avec celui-ci. Les filtres peuvent être pesés séparément ou ensemble en étant placés tache contre tache. 2.4.1.4. Vitesse nominale dans le filtre Une vitesse nominale du gaz à travers le filtre de 35 à 80 cm/s doit être obtenue. La perte de pression entre le début et la fin de l'essai ne peut augmenter de plus de 25 kPa. 2.4.1.5. Charge du filtre Les charges minimales recommandées pour les dimensions de filtres les plus courantes sont indiquées au tableau ci-dessous. Pour des filtres plus grands, la charge minimale est de 0,065mg/1 000 mm2 de surface du filtre. Diamètre du filtre (mm) Diamètre recommandé de la tache (mm) Charge minimale recommandée (mg) 47 37 0,11 70 60 0,25 90 80 0,41 110 100 0,62 2.4.2. Spécifications de la chambre de pesée et de la balance analytique 2.4.2.1. État de la chambre de pesée La température de la chambre (ou du local) dans laquelle (lequel) les filtres à particules sont conditionnés et pesés doit être maintenue à 295 K (22 °C) ± 3 K pendant toute la durée du conditionnement et de la pesée. L'humidité doit être maintenue à un point de rosée de 282,5 K (9,5 °C) ± 3 K et l'humidité relative à 45 ± 8 %. 2.4.2.2. Pesée des filtres de référence L'atmosphère de la chambre (ou du local) doit être libre de tout contaminant ambiant (comme la poussière) susceptible de se déposer sur les filtres à particules au cours de leur stabilisation. Des différences dans les spécifications de la chambre de pesée indiquées au point 2.4.2.1 sont autorisées si leur durée ne dépasse pas trente minutes. La salle de pesée doit répondre aux spécifications requises avant que le personnel n'y entre. Deux filtres ou paires de filtres de référence vierges au moins doivent être pesés dans les quatre heures qui suivent la pesée des (paires de) filtres de prélèvement, mais de préférence en même temps. Ils doivent être de la même dimension et faits du même matériau que les filtres de prélèvement. Dans le cas d'un écart dans le poids moyen des (paires de) filtres de référence entre les pesées de plus de 10 μg, il faut jeter tous les filtres qui ont servi au prélèvement et recommencer l'essai d'émissions. Si les critères de stabilité de la chambre de pesée indiqués au point 2.4.2.1 ne sont pas réunis mais que les pesées du filtre (de la paire de filtres) de référence répondent aux critères ci-dessus, le constructeur du moteur a la possibilité d'accepter les poids des filtres de prélèvement ou de déclarer les essais nuls, de modifier le système de contrôle de la salle de pesée et de refaire l'essai. 2.4.2.3. Balance analytique La balance analytique servant à déterminer le poids de tous les filtres doit avoir une précision (écart type) de 2 μg et un pouvoir de résolution de 1 μg (1 chiffre = 1 μg) (selon les indications du constructeur de la balance). 2.4.2.4. Élimination des effets de l'électricité statique Afin d'éliminer les effets de l'électricité statique, les filtres doivent être neutralisés avant la pesée, par exemple par un neutralisant au polonium ou un dispositif ayant le même effet. 2.4.3. Prescriptions additionnelles pour la mesure des particules Tous les éléments du système de dilution et du système de prélèvement qui sont en contact avec des gaz d'échappement bruts et dilués, du tuyau d'échappement jusqu'au porte-filtre, doivent être conçus de façon à réduire au minimum le dépôt ou la modification des particules. Tous doivent être faits de matériaux conducteurs de l'électricité, qui ne réagissent pas aux composantes des gaz d'échappement, et être mis à la terre pour empêcher les effets électrostatiques.» 6) L'appendice 2 est modifié comme suit: a) le titre est remplacé par le texte suivant: b) le point 1.2.2 est modifié comme suit: le texte suivant est ajouté à la fin du texte actuel: «Cette précision implique que les gaz primaires utilisés pour le mélange soient connus avec une précision d'au moins ± 1 %, conformément aux normes nationales ou internationales. La vérification doit être effectuée entre 15 à 50 % de la pleine échelle pour chaque étalonnage faisant intervenir l'utilisation d'un mélangeur-doseur. Si la première vérification échoue, une vérification supplémentaire peut être effectuée avec un autre gaz d'étalonnage. À titre de variante, le mélangeur-doseur peut être vérifié avec un instrument de mesure linéaire par nature, par exemple en utilisant du gaz NO avec un détecteur CLD. Le réglage de l'échelle de l'instrument doit être réalisé avec le gaz de réglage de sensibilité directement connecté à l'instrument. Le mélangeur-doseur doit être vérifié aux réglages utilisés et la valeur nominale doit être comparée à la concentration mesurée par l'instrument. La différence obtenue doit se situer en chaque point à 1 % près de la valeur nominale. On peut avoir recours à d'autres méthodes, à condition qu'elles soient appliquées dans les règles de l'art et moyennant l'accord préalable des parties concernées. Note: Un mélangeur-doseur ayant une précision de ± 1 % est recommandé pour établir une courbe d'étalonnage précise de l'analyseur. Le mélangeur-doseur doit être étalonné par le constructeur de l'instrument.» c) le point 1.5.5.1 est modifié comme suit: i) la première phrase est remplacée par le texte suivant: «On établit la courbe d'étalonnage de l'analyseur en déterminant au moins six points d'étalonnage (en dehors du zéro) espacés de la façon la plus uniforme possible»; ii) le troisième alinéa est remplacé par le texte suivant: «La courbe d'étalonnage ne doit pas s'écarter de plus de ± 2 % de la valeur nominale de chaque point d'étalonnage ni de plus de ± 0,3 % de l'échelle complète à zéro.» d) au point 1.5.5.2, le dernier alinéa est remplacé par le texte suivant: «La courbe d'étalonnage ne doit pas s'écarter de plus de ± 4 % de la valeur nominale de chaque point d'étalonnage ni de plus de ± 0,3 % de l'échelle complète à zéro.» e) le point 1.8.3 est remplacé par le texte suivant: «Le contrôle de l'interférence d'oxygène est effectué à la mise en service de l'analyseur et par la suite lors des grands entretiens. On choisit une gamme où les gaz de contrôle de l'interférence d'oxygène tomberont dans la tranche haute de 50 %. L'essai est effectué avec le four réglé à la température voulue. 1.8.3.1. Gaz de contrôle de l'interférence d'oxygène Les gaz de contrôle de l'interférence d'oxygène doivent contenir du propane à 350 ppm C ± 75 ppm C d'hydrocarbures. La valeur de la concentration est déterminée aux tolérances des gaz d'étalonnage par analyse chromatographique des hydrocarbures totaux plus les impuretés ou par mélange-dosage dynamique. L'azote doit être le diluant prédominant avec le complément en oxygène. Les mélanges requis pour l'essai des moteurs Diesel sont les suivants: Concentration d'O2 Complément 21 (20 à 22) Azote 10 (9 à 11) Azote 5 (4 à 6) Azote 1.8.3.2. Procédure a) L'analyseur est mis à zéro; b) l'échelle de l'analyseur est réglée avec le mélange à 21 % d'oxygène; c) la réponse zéro est à nouveau vérifiée. Si elle a varié de plus de 0,5 % de la pleine échelle, on répète les opérations des points a) et b); d) on introduit les gaz de contrôle de l'interférence d'oxygène à 5 % et à 10 %; e) la réponse zéro est à nouveau vérifiée. Si elle a varié de plus de ± 1 % de la pleine échelle, l'essai doit être recommencé; f) l'interférence d'oxygène (% O2I) est calculée comme suit pour chaque mélange du point d): A = concentration d'hydrocarbures (ppm C) du gaz de réglage de sensibilité utilisé au point b) B = concentration d'hydrocarbures (ppm C) des gaz de contrôle de l'interférence d'oxygène utilisés au point d) C = réponse de l'analyseur D = pourcentage de la réponse de l'analyseur à la pleine échelle due à A g) le pourcentage d'interférence d'oxygène (% O2I) doit être, avant l'essai, inférieur à ± 3 % pour tous les gaz prescrits pour le contrôle de l'interférence d'oxygène; h) si l'interférence d'oxygène est supérieure à ± 3 %, le débit d'air est ajusté par incréments au-dessus et au-dessous des spécifications du fabricant en répétant l'opération du point 1.9.1 pour chaque débit; i) si l'interférence d'oxygène est supérieure à ± 3 % après avoir réglé le débit d'air, on ajuste le débit de carburant puis le débit de l'échantillon, en répétant les opérations du point 1.8.1 pour chaque nouveau réglage; j) si l'interférence d'oxygène est toujours supérieure à ± 3 %, il faut réparer ou remplacer l'analyseur, le carburant du FID ou l'air du brûleur. Les opérations du présent point devront ensuite être recommencées sur les équipements réparés ou remplacés ou avec les nouveaux gaz.» f) le point 1.9.2.2 est modifié comme suit: i) le premier alinéa est remplacé par le texte suivant: «Cette vérification s'applique uniquement aux mesures de concentration de gaz humides. Le calcul de l'effet d'atténuation de l'eau doit tenir compte de la dilution du gaz d'étalonnage NO dans la vapeur d'eau et de l'établissement d'un rapport entre la concentration de vapeur d'eau du mélange et celle prévue pendant l'essai. Un gaz d'étalonnage du NO ayant une concentration de 80 à 100 % de l'échelle complète par rapport à la plage de fonctionnement normal doit traverser le (H)CLD et la valeur de NO enregistrée en tant que valeur D. On laisse le NO gazeux barboter dans l'eau à température ambiante et à travers le (H)CLD et on enregistre la valeur de NO en tant que valeur C. La température de l'eau est déterminée et enregistrée en tant que valeur F. La pression de vapeur de saturation du mélange qui correspond à la température de l'eau du barboteur (F) doit être déterminée et enregistrée en tant que valeur G. La concentration de vapeur d'eau (en %) du mélange doit être calculée comme suit:» ii) le troisième alinéa est remplacé par le texte suivant: «et enregistrée en tant que valeur De. Pour l'échappement des moteurs Diesel, la concentration maximale de la vapeur d'eau d'échappement (en %) prévue en cours d'essai doit être estimée dans l'hypothèse d'un rapport atomique H/C du carburant de 1,8 à 1, à partir de la concentration maximale de CO2 dans les gaz d'échappement ou à partir de la concentration du gaz de réglage de sensibilité au CO2 non dilué (valeur A, mesurée comme indiqué au point 1.9.2.1) comme suit:» g) le point suivant est inséré: «1.11. Exigences complémentaires en matière d'étalonnage pour la mesure des gaz d'échappement bruts dans l'essai NRTC 1.11.1. Vérification du temps de réponse du système analytique Les réglages du système pour l'évaluation du temps de réponse doivent être exactement les mêmes que ceux utilisés pour les mesures pendant l'essai proprement dit (pression, débits, réglages des filtres sur les analyseurs et tous les autres facteurs influençant le temps de réponse). La détermination du temps de réponse s'effectue par commutation de gaz directement à l'entrée de la sonde de prélèvement. Le changement de gaz doit avoir lieu en moins de 0,1 seconde. Les gaz utilisés pour l'essai doivent entraîner un changement de concentration d'au moins 60 % à pleine échelle. La concentration de chaque composant gazeux est enregistrée. Le temps de réponse est défini comme étant la différence de temps entre le changement de gaz et la variation appropriée de la concentration enregistrée. Le temps de réponse du système (t90) comprend le temps de retard jusqu'au détecteur de mesure et le temps de montée du détecteur. Le temps de retard est défini comme étant le temps écoulé entre le changement (t0) et le moment où la réponse atteint10 % du relevé final (t10). Le temps de montée est défini comme étant le temps écoulé entre la réponse à 10 % et la réponse à 90 % du relevé final (t90 – t10). Pour l'alignement temporel des signaux de l'analyseur et du flux de gaz d'échappement dans le cas de la mesure des gaz d'échappement bruts, le temps de transformation est défini comme étant le temps écoulé entre le changement (t0) et le moment où la réponse atteint 50 % du relevé final (t50). Le temps de réponse du système doit être inférieur ou égal à 10 secondes, avec un temps de montée inférieur ou égal à 2,5 secondes pour tous les composants soumis à des valeurs limites (CO, NOx, HC) et toutes les plages utilisées. 1.11.2. Étalonnage de l'analyseur de gaz marqueur pour la mesure du débit de gaz d'échappement En cas d'utilisation d'un gaz marqueur, l'analyseur servant à mesurer les concentrations de ce gaz doit être étalonné à l'aide du gaz étalon. La courbe d'étalonnage est établie sur au moins 10 points d'étalonnage (à l'exclusion du zéro) espacés de manière à ce qu'une moitié des points soit placée entre 4 et 20 % de la pleine échelle de l'analyseur et le reste entre 20 et 100 % de la pleine échelle. La courbe