3)

L’annexe III est modifiée comme suit: a) Le point 1.3.1 est remplacé par le texte suivant: «1.3.1. Essai ESC 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 ou dilués. Le cycle d’essai comprend plusieurs modes de régime et de puissance 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. Pour la mesure des particules, les gaz d’échappement sont dilués dans de l’air ambiant conditionné au moyen d’un système de dilution en circuit principal ou en dérivation. Les particules sont collectées sur un filtre approprié unique en proportion des facteurs de pondération de chaque mode. Les grammes de chaque polluant émis par kilowatt-heure sont calculés conformément à la description de l’appendice 1 de la présente annexe. En outre, les NOx sont mesurés en trois points d’essai de la zone de contrôle sélectionnés par le service technique et les valeurs mesurées comparées à celles déterminées à partir des modes du cycle d’essai qui recouvrent les points d’essai sélectionnés. Le contrôle des émissions de NOx garantit l’efficacité de la lutte contre les émissions du moteur dans la plage de fonctionnement caractéristique du moteur.» b) Le point 1.3.3 est remplacé par le texte suivant: «1.3.3. Essai ETC Durant un cycle transitoire prescrit de conditions de fonctionnement d’un moteur chaud, qui reflète fidèlement les modes de conduite typiquement routiers de moteurs de poids lourds et de bus, les polluants susmentionnés sont analysés après avoir dilué la totalité du volume de gaz d’échappement dans de l’air ambiant conditionné (système de prélèvement à volume constant avec double dilution pour les particules) ou en déterminant les éléments constitutifs des gaz d’échappement bruts et les particules avec un système à dilution en dérivation. 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. Pour un système CVS, la concentration des NOx et des hydrocarbures (HC) est mesurée sur tout le cycle en intégrant le signal émis par l’analyseur, tandis que la concentration de CO, CO2 et de NMHC peut être mesurée en intégrant le signal de l’analyseur ou en prélevant des sacs. S’ils sont mesurés dans les gaz d’échappement bruts, tous les éléments constitutifs des gaz sont déterminés sur tout le cycle en intégrant le signal émis par l’analyseur. En ce qui concerne les particules, un échantillon proportionnel est collecté sur un filtre approprié. Le débit des gaz d’échappement bruts ou dilués est mesuré sur toute la durée du cycle afin de calculer 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 conformément à la description de l’appendice 2 de la présente annexe.» c) Le point 2.1 est remplacé par le texte suivant: «2.1. Conditions d’essai du moteur 2.1.1. La température absolue (T a) de l’air du moteur à l’admission, exprimée en Kelvin, et la pression atmosphérique sèche (p s), exprimée en kPa, sont mesurées et le paramètre f a est déterminé conformément aux dispositions suivantes. Dans les moteurs possédant des groupes distincts de tuyaux d’admission, par exemple dans une configuration de moteur en V, la température moyenne des groupes distincts est prélevée. a) pour les moteurs à allumage par compression: Moteurs à aspiration naturelle et à suralimentation mécanique: Moteurs à turbocompresseur avec ou sans refroidissement de l’air d’admission: b) pour les moteurs à allumage par étincelle: 2.1.2. Validité de l’essai Pour que la validité d’un essai soit reconnue, le paramètre fa doit être tel que: 0,96 ≤ f a ≤ 1,06» d) Le point 2.8 est remplacé par le texte suivant: Si le moteur est équipé d’un système de post-traitement des gaz d’échappement, les émissions mesurées durant le cycle d’essai doivent être représentatives des émissions en utilisation réelle. Dans le cas d’un moteur équipé d’un système de post-traitement des gaz d’échappement qui exige la consommation d’un réactif, le réactif utilisé pour tous les essais doit être conforme à l’annexe II, appendice 1, point 2.2.1.13. 2.8.1. Pour un système de post-traitement des gaz d’échappement fondé sur un processus de régénération continu, les émissions sont mesurées sur un système de post-traitement stabilisé. Le processus de régénération intervient au moins une fois au cours de l’essai ETC et le constructeur déclare les conditions normales dans lesquelles la régénération se produit (charge de suie, température, contre-pression à l’échappement, etc.). Pour vérifier le processus de régénération, il est procédé à au moins 5 essais ETC. Au cours des essais, la température et la pression des gaz d’échappement sont enregistrées (température en amont et en aval du système de post-traitement, contre-pression à l’échappement, etc.). Le système de post-traitement est considéré comme satisfaisant si les conditions déclarées par le constructeur se produisent au cours de l’essai pendant un temps suffisant. Le résultat final de l’essai est la moyenne arithmétique des différents résultats d’essais ETC. Si le système de post-traitement des gaz d’échappement possède un mode sécurité qui permute sur un mode de régénération périodique, il conviendrait de le vérifier suivant le point 2.8.2. Pour ce cas spécifique, les limites d’émission de l’annexe I, tableau 2, pourraient être dépassées et ne seraient pas pondérées. 2.8.2. Pour un système de post-traitement des gaz d’échappement fondé sur un processus de régénération périodique, les émissions sont mesurées au cours de deux essais ETC au moins, l’un au cours et l’autre en dehors d’une opération de régénération sur un système de post-traitement stabilisé, les résultats étant pondérés. Le processus de régénération intervient au moins une fois au cours de l’essai ETC. Le moteur peut être équipé d’un commutateur capable d’empêcher ou d’autoriser le processus de régénération à condition que cette opération n’ait aucun effet sur l’étalonnage d’origine du moteur. Le constructeur déclare les conditions normales dans lesquelles le processus de régénération intervient (charge de suie, température, contre-pression d’échappement, etc.) et sa durée (n2). Le constructeur fournit aussi toutes les données pour déterminer l’intervalle de temps entre deux régénérations (n1). La procédure exacte pour déterminer cet intervalle de temps est convenue avec le service technique en se fondant sur une bonne appréciation technique. Le constructeur fournit un système de post-traitement qui a été chargé pour réaliser la régénération au cours d’un essai ETC. La régénération n’intervient pas au cours de la phase de conditionnement de ce moteur. Les émissions moyennes entre les phases de régénération sont calculées à partir de la moyenne arithmétique de plusieurs essais ETC approximativement équidistants. Il est recommandé de procéder à au moins un essai ETC le plus tôt possible avant un essai de régénération et à un essai ETC immédiatement après un essai de régénération. Comme solution de rechange, le constructeur peut fournir des données démontrant que les émissions restent constantes (± 15 %) entre les phases de régénération. Dans ce cas, les émissions d’un seul essai ETC peuvent être utilisées. Au cours de l’essai de régénération, toutes les données nécessaires pour détecter la régénération sont enregistrées (émissions de CO ou de NOx, température en amont et en aval du système de post-traitement, contre-pression à l’échappement, etc.). Au cours du processus de régénération, les limites d’émission de l’annexe I, tableau 2, peuvent être dépassées. Les émissions mesurées sont pondérées conformément aux points 5.5 et 6.3 de l’appendice 2 de la présente annexe et le résultat final ne doit pas dépasser les limites visées à l’annexe I, tableau 2.» e) L’appendice 1 est modifié comme suit: i) Le point 2.1 est remplacé par le texte suivant: «2.1. Préparation du filtre de prélèvement Une heure au moins avant l’essai, chaque filtre est placé dans une boite de Pétri en partie couverte protégée contre la contamination par la poussière, et placé dans une chambre de pesée aux fins de stabilisation. Au terme de la période de stabilisation, chaque filtre est pesé et le poids à vide est enregistré. Le filtre est ensuite rangé dans une boite de Pétri fermée ou dans un porte-filtre scellé jusqu’à l’essai. Le filtre est utilisé dans les huit heures suivant son retrait de la chambre de pesée. Le poids à vide est enregistré.» ii) Le point 2.7.4. est remplacé par le texte suivant: «2.7.4. Prélèvement de particules Un filtre doit être utilisé pendant toute la durée de la procédure d’essai. Il convient de tenir compte des facteurs modaux de pondération prescrits dans la procédure du cycle d’essai en prélevant, durant chaque mode individuel du cycle, un échantillon proportionnel au débit massique de gaz d’échappement. À cette fin, on peut régler en conséquence le débit de l’échantillon, la durée du prélèvement et/ou le taux de dilution pour satisfaire au critère d’application des facteurs de pondération effectifs indiqués au point 5.6. La durée de prélèvement par mode doit au moins s’élever à 4 secondes par facteur de pondération 0,01. Dans chaque mode, le prélèvement doit être réalisé le plus tard possible. Les particules doivent être prélevées au plus tôt 5 secondes avant l’achèvement de chaque mode.» iii) Le point 4 suivant est inséré: «4. CALCUL DU DÉBIT DES GAZ D’ÉCHAPPEMENT 4.1. Détermination du débit massique des gaz d’échappement bruts Pour le calcul des émissions dans les gaz d’échappement bruts, il est nécessaire de connaître le débit des gaz. Le débit massique des gaz d’échappement est déterminé conformément au point 4.1.1 ou 4.1.2. L’exactitude du calcul du débit des gaz d’échappement est de l’ordre de ± 2,5 % de la valeur constatée ou ± 1,5 % de la valeur maximum du moteur, en retenant chaque fois la valeur la plus élevée. Des méthodes équivalentes (par exemple celles qui sont décrites au point 4.2 de l’appendice 2 de la présente annexe) peuvent être utilisées. 4.1.1. Méthode de mesure directe La mesure directe du débit des gaz d’échappement peut être réalisée par des systèmes tels que: — Dispositifs de pression différentielle, comme le débitmètre à venturi, — Débitmètre à ultrasons, — Débitmètre vortex. Des précautions sont prises pour éviter des erreurs de mesure qui auront des répercussions sur les erreurs dans les valeurs d’émission. Ces précautions comprennent l’installation soigneuse du dispositif dans le système d’échappement du moteur conformément aux recommandations des constructeurs des instruments et à une bonne appréciation technique. En particulier, les performances et les émissions du moteur ne sont pas affectées par l’installation du dispositif. 4.1.2. Méthode de mesure de l’air et du carburant Cette méthode implique la mesure du débit d’air et du débit de carburant. Des débitmètres d’air et des débitmètres de carburant sont utilisés pour satisfaire à l’exigence d’exactitude totale du point 4.1. Le calcul du débit des gaz d’échappement se fait comme suit: q mew = q maw + q mf 4.2. Détermination du débit massique des gaz d’échappement dilués Pour le calcul des émissions dans les gaz d’échappement dilués au moyen d’un système de dilution en circuit principal, il est nécessaire de connaître le débit des gaz d’échappement dilués. Le débit des gaz d’échappement dilués (q medw) est mesuré durant chaque mode avec un système PDP-CVS, CFV-CVS où SSV-CVS suivant les formules indiquées au point 4.1 de l’appendice 2 de la présente annexe. L’exactitude est de l’ordre de ± 2 % de la valeur constatée ou mieux et est déterminée conformément aux dispositions du point 2.4 de l’appendice 5 de la présente annexe.» iv) Les points 4 et 5 sont remplacés par le texte suivant: «5. MESURE DES ÉMISSIONS DE GAZ POLLUANTS 5.1. Évaluation des résultats Pour évaluer les émissions de gaz, il convient de calculer la moyenne des valeurs des diagrammes des 30 dernières secondes de chaque mode et de déterminer, durant chaque mode, les concentrations moyennes (conc) de HC, de CO et de NOx à partir des valeurs moyennes des diagrammes et des données d’étalonnage correspondantes. Un type différent d’enregistrement peut être utilisé s’il garantit une acquisition équivalente des données. Lors d’une vérification des émissions de NOx dans la zone de contrôle, les exigences précitées ne valent que pour les émissions de NOx. Le débit de gaz d’échappement q mew ou le débit de gaz d’échappement dilués q mdew, s’il est utilisé en option, doit être mesuré conformément au point 2.3 de l’appendice 4 de la présente annexe. 5.2. Correction en conditions sèches/humides Si elles ne sont pas déjà mesurées en conditions humides, les concentrations mesurées doivent être converties en valeurs rapportées en conditions humides à l’aide des formules ci-dessous. La conversion est réalisée pour chaque mode individuel. cwet = kw × cdry Pour les gaz d’échappement bruts: ou où: pr = pression de la vapeur d’eau après bain de refroidissement, en kPa, pb = pression barométrique totale, en kPa, Ha = humidité de l’air d’admission, g d’eau par kg d’air sec, kf = 0,055584 × wALF – 0,0001083 × wBET – 0,0001562 × wGAM + 0,0079936 × wDEL + 0,0069978 × wEPS Pour les gaz d’échappement dilués: ou, Pour l’air de dilution: KWd = 1 – KW1 Pour l’air d’admission: KWa = 1 – KW2 où, H a = humidité de l’air d’admission, g d’eau par kg d’air sec H d = humidité de l’air de dilution, g d’eau par kg d’air sec et peuvent être dérivées à partir de la mesure de l’humidité relative, de la mesure du point de rosée, de la mesure de la pression de vapeur ou de la mesure du thermomètre sec/humide au moyen des formules généralement acceptées. 5.3. Correction de l’humidité et de la température des émissions de NOx Comme les émissions de NOx dépendent des conditions atmosphériques ambiantes, la concentration de NOx doit être corrigée en fonction de l’humidité et de la température de l’air ambiant en appliquant les facteurs des formules suivantes. Ces facteurs sont valides dans la gamme comprise entre 0 et 25 gr/kg d’air sec. a) pour les moteurs à allumage par compression: où: T a = température de l’air d’admission, en K H a = humidité de l’air d’admission, en g d’eau par kg d’air sec où H a peut être dérivée à partir de la mesure de l’humidité relative, de la mesure du point de rosée, de la mesure de la pression de vapeur ou de la mesure du thermomètre sec/humide au moyen des formules généralement acceptées. b) pour les moteurs à allumage par étincelle k h.G = 0,6272 + 44,030 × 10–3 × H a - 0,862 × 10–3 × H a 2 où: H a. peut être dérivée de la mesure d’humidité relative, de la mesure du point de rosée, de la mesure de la pression de vapeur ou de la mesure du thermomètre sec/humide au moyen des formules généralement acceptées. 5.4. Mesures des débits massiques d’émission Les débits massiques d’émission (en g/h) pour chaque mode doivent être mesurés comme suit. Pour le calcul des NOx, le facteur de correction d’humidité k h,D, ou k h,G, selon le cas, déterminé conformément au point 5.3, est utilisé. Les concentrations mesurées sont converties en valeurs rapportées à une base humide conformément au point 5.2 si elles n’ont pas déjà été mesurées en conditions humides. Les valeurs pour u gas sont indiquées au tableau 6 pour les éléments constitutifs choisis sur la base des propriétés de gaz parfaits et des carburants pertinents pour la présente directive. a) pour les gaz d’échappement bruts: m gas = u gas × c gas × q mew où: u gas = ratio entre la densité de l’élément constitutif des gaz d’échappement et la densité des gaz d’échappement c gas = concentration de l’élément constitutif respectif des gaz d’échappement bruts, en ppm qmew = débit massique des gaz d’échappement, en kg/h b) pour les gaz dilués: m gas = u gas × c gas,c × q mdew où: u gas = ratio entre la densité de l’élément constitutif des gaz d’échappement et la densité de l’air c gas,c = concentration corrigée de l’air de dilution de l’élément constitutif respectif des gaz d’échappement dilués, en ppm q mdew = débit massique des gaz d’échappement dilués, en kg/h où: Le facteur de dilution D est calculé conformément au point 5.4.1 de l’appendice 2 de la présente annexe. 5.5. Calcul des émissions spécifiques Les émissions (g/kWh) sont calculées comme suit pour tous les éléments constitutifs individuels: où: m gas est la masse de chaque gaz P n est la puissance nette déterminée conformément au point 8.2 de l’annexe II. Les facteurs de pondération utilisés dans le calcul ci-dessus sont conformes au point 2.7.1. Tableau 6 Valeurs de u gas dans les gaz d’échappement bruts et dilués pour divers éléments constitutifs des gaz d’échappement Carburant NOx CO HCT/NMHC CO2 CH4 Diesel Gaz d’échappement bruts 0,001587 0,000966 0,000479 0,001518 0,000553 Gaz d’échappement dilués 0,001588 0,000967 0,000480 0,001519 0,000553 Éthanol Gaz d’échappement bruts 0,001609 0,000980 0,000805 0,001539 0,000561 Gaz d’échappement dilués 0,001588 0,000967 0,000795 0,001519 0,000553 Gaz Naturel Comprimé Gaz d’échappement bruts 0,001622 0,000987 0,000523 0,001552 0,000565 Gaz d’échappement dilués 0,001588 0,000967 0,000584 0,001519 0,000553 Propane Gaz d’échappement bruts 0,001603 0,000976 0,000511 0,001533 0,000559 Gaz d’échappement dilués 0,001588 0,000967 0,000507 0,001519 0,000553 Butane Gaz d’échappement bruts 0,001600 0,000974 0,000505 0,001530 0,000558 Gaz d’échappement dilués 0,001588 0,000967 0,000501 0,001519 0,000553 — valeurs u des gaz d’échappement bruts sur la base des propriétés de gaz parfaits à λ = 2, air sec, 273 K, 101,3 kPa, — valeurs u des gaz d’échappement dilués sur la base des propriétés de gaz parfaits et de la densité de l’air, — valeurs u du gaz naturel comprimé avec une exactitude de 0,2 % pour la composition massique de C = 66 – 76 %; H = 22 – 25 %; N = 0 – 12 %, — valeur u du gaz naturel comprimé pour HC correspondant à CH2,93 (pour les hydrocarbures totaux, utiliser la valeur u de CH4). 5.6. Calcul des valeurs de la zone de contrôle Pour les trois points de contrôle sélectionnés conformément au point 2.7.6, les émissions de NOx sont mesurées et calculées conformément au point 5.6.1 et aussi déterminées par interpolation à partir des modes du cycle d’essai les plus proches des différents points de contrôle indiqués au point 5.6.2. Les valeurs mesurées sont ensuite comparées aux valeurs interpolées conformément au point 5.6.3. 5.6.1. Calcul des émissions spécifiques Pour chacun des points de contrôle (Z), les émissions de NOx doivent être mesurées comme suit: m NOx,Z = 0,001587 × c NOx,Z × k h,D × q mew 5.6.2. Détermination de la valeur des émissions du cycle d’essai Les émissions de NOx mesurées pour chacun des points de contrôle doivent être interpolées à partir des quatre modes les plus proches du cycle d’essai qui recouvrent le point de contrôle Z sélectionné (voir la figure 4). Les définitions suivantes s’appliquent à ces modes (R, S, T, U): Régime (R) = Régime (T) = nRT Régime (S) = Régime (U) = nSU Taux de charge (R) = Taux de charge (S) Taux de charge (T) = Taux de charge (U). Les émissions de NOx du point de contrôle sélectionné Z doivent être mesurées comme suit: et: où: ER, ES, ET, EU = émissions spécifiques de NOx des modes enveloppants déterminés conformément au point 5.6.1. MR, MS, MT, MU = couple du moteur des modes enveloppants. 5.6.3. Comparaison des valeurs des émissions de NOx Les émissions spécifiques de NOx mesurées au point de contrôle Z (NOx,Z) sont comparées à la valeur interpolée (EZ) comme suit: 6. MESURE DES ÉMISSIONS DE PARTICULES 6.1. Évaluation des résultats Pour évaluer les particules, la masse totale de l’échantillon (m sep) au travers des filtres doit être enregistrée pour chaque mode. Les filtres doivent être ramenés dans la chambre de pesée et conditionnés pendant au moins une heure, mais pas plus de 80 heures, puis pesés. Le poids brut des filtres doit être enregistré et leur poids à vide (voir le point 2.1) soustrait, la somme constituant la masse de l’échantillon de particules mf. Si une correction doit être apportée pour l’air de dilution, la masse d’air de dilution (m f,d) doit être enregistrée. Si plus d’une mesure a été effectuée, le quotient m f,d/m d doit être calculé pour chaque mesure individuelle et une moyenne de valeurs doit être calculée. 6.2. Système de dilution en dérivation Les résultats d’essai définitifs communiqués pour l’émission de particules sont calculés comme suit. Comme divers types de contrôle du taux de dilution peuvent être employés, différentes méthodes de calcul s’appliquent à q medf. Tous les calculs doivent se fonder sur les valeurs moyennes des modes individuels au cours de la période de prélèvement. 6.2.1. Systèmes isocinétiques q medf = q mew × rd Où r a correspond au rapport de la section de la sonde isocinétique à celle du tuyau d’échappement: 6.2.2. Systèmes avec mesure de la concentration avec CO2 ou de NOx qmedf = qmew × rd où: c wE = concentration humide du gaz traceur dans les gaz d’échappement bruts c wD = concentration humide du gaz traceur dans les gaz d’échappement dilués c wA = concentration humide du gaz traceur dans l’air de dilution Les concentrations mesurées en conditions sèches doivent être converties en valeurs rapportées à des conditions humides conformément au point 5.2 du présent appendice. 6.2.3. Systèmes avec mesure du CO2 et méthode du bilan carbone (14) où: c (CO2)D = concentration de CO2 des gaz d’échappement dilués c (CO2)A = concentration de CO2 de l’air de dilution (concentrations en % vol en conditions humides) Cette équation repose sur l’estimation du bilan carbone (les atomes de carbone fournis au moteur sont émis sous forme de CO2) et est dérivée comme suit: qmedf = qmew × r d et 6.2.4. Systèmes avec mesure du débit qmedf = qmew × rd 6.3. Système de dilution en circuit principal Tous les calculs doivent se fonder sur les valeurs moyennes des modes individuels au cours de la période de prélèvement. Le débit des gaz d’échappement dilués q mdew est calculé conformément au point 4.1 de l’appendice 2 de la présente annexe. La masse totale de l’échantillon m sep est calculée conformément au point 6.2.1 de l’appendice 2 de la présente annexe. 6.4. Calcul du débit massique de particules Le débit massique de particules est calculé comme suit. Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, q medf déterminé conformément au point 6.2 est remplacé par q mdew déterminé conformément au point 6.3. i = 1, … n Le débit massique des particules peut faire l’objet d’une correction pour l’air de dilution comme suit: où D est calculé conformément au point 5.4.1 de l’appendice 2 de la présente annexe. v) L’ancien point 6 devient le point 7. f) L’appendice 2 est modifié comme suit: i) Le point 3 est remplacé par le texte suivant: «3. EXÉCUTION DE L’ESSAI DE MESURE DES ÉMISSIONS À la demande du constructeur, un essai à blanc peut être exécuté afin de conditionner le moteur et le système d’échappement avant le cycle de mesure. Les moteurs fonctionnant au gaz naturel et au GPL doivent être rodés en recourant à l’essai ETC. Le moteur doit tourner durant deux cycles ETC minimum et jusqu’à ce que les émissions de CO mesurées sur un cycle d’essai ne dépassent pas plus de 10 % les émissions de CO mesurées lors du cycle ETC précédent. 3.1. Préparation des filtres de prélèvement (le cas échéant) Une heure au moins avant l’essai, chaque filtre est placé dans une boîte de Pétri partiellement couverte, qui est protégée contre la contamination par des poussières, et placé dans une chambre de pesée aux fins de stabilisation. À la fin de la période de stabilisation, chaque filtre est pesé et le poids à vide est enregistré. Le filtre est ensuite rangé dans une boîte de Pétri fermée ou dans un porte-filtre scellé jusqu’à ce qu’il soit nécessaire pour l’essai. Le filtre est utilisé dans les huit heures suivant son retrait de la chambre de pesée. Le poids à vide est enregistré. 3.2. Installation de l’équipement de mesure L’appareillage et les sondes de prélèvement doivent être installés conformément aux prescriptions. Le tuyau arrière d’échappement doit être connecté au système de dilution en circuit principal si ce système est utilisé. 3.3. Démarrage du système de dilution et du moteur Le système de dilution et le moteur doivent être démarrés et mis en température jusqu’à ce que toutes les températures et pressions soient stabilisées à la puissance maximale conformément à la recommandation du constructeur et aux règles de l’art. 3.4. Démarrage du système de prélèvement des particules (moteurs diesel uniquement) Le système de prélèvement des particules doit être démarré et fonctionner en dérivation. Le niveau de particules dans l’air de dilution peut être mesuré en envoyant l’air de dilution à travers les filtres à particules. Si l’air de dilution a été filtré, une mesure peut être effectuée avant et après l’essai, si l’air de dilution n’est pas filtré, les valeurs peuvent être mesurées au début et à la fin du cycle, puis moyennées. Le système de dilution et le moteur doivent être démarrés et mis en température jusqu’à ce que toutes les températures et pressions soient stabilisées à la puissance maximale conformément à la recommandation du constructeur et aux règles de l’art. En cas de post-traitement de régénération périodique, la régénération ne doit pas intervenir au cours de la mise en température du moteur. 3.5. Réglage du système de dilution Les débits du système de dilution (en circuit principal ou en dérivation) sont réglés afin d’éliminer la condensation d’eau dans le système et d’obtenir une température maximale inférieure ou égale à 325 K (52 °C) à la section d’entrée du filtre (voir l’annexe V, point 2.3.1, DT). 3.6. Contrôle des analyseurs Les analyseurs d’émissions sont mis à zéro et étalonnés. Si des sacs de prélèvement sont utilisés, ils doivent être éliminés. 3.7. Procédure de démarrage du moteur Le moteur stabilisé est démarré à l’aide d’un démarreur de série ou du dynamomètre conformément à la procédure de démarrage recommandée par le constructeur dans le manuel d’utilisation. En option, l’essai peut débuter dès la phase de préconditionnement sans couper le moteur lorsque ce dernier a atteint le régime de ralenti. 3.8. Cycle d’essai 3.8.1. Séquence d’essai La séquence d’essai débute lorsque le moteur a atteint le régime de ralenti. L’essai est exécuté conformément au cycle de référence défini au point 2 du présent appendice. Les points de réglage qui déterminent le régime et le couple du moteur sont sortis à 5 Hz (10 Hz recommandés) ou plus. 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. 3.8.2. Mesure des émissions de gaz 3.8.2.1. Système de dilution en circuit principal Au démarrage du moteur ou de la séquence d’essai, si le cycle débute dès le préconditionnement, l’équipement de mesure doit être démarré, simultanément: — début de la collecte ou de l’analyse de l’air de dilution, — début de la collecte ou de l’analyse des gaz d’échappement dilués, — début de la mesure de la quantité de gaz d’échappement dilués (échantillon à volume constant ou CVS) ainsi que des températures et pressions requises, — début de l’enregistrement des données de réaction du régime et du couple du dynamomètre. Les hydrocarbures (HC) et les NOx sont mesurés en continu dans le tunnel de dilution à une fréquence de 2 Hz. Les concentrations moyennes sont calculées en intégrant les signaux de l’analyseur sur toutes les durées 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/cycle d’essai. Les quantités de CO, de CO2, NMHC et de CH4 sont calculées en intégrant ou en analysant les concentrations du sac de prélèvement collecté durant le cycle. Toutes les autres valeurs sont enregistrées à raison d’une mesure par seconde (1 Hz) minimum. 3.8.2.2. Mesure des gaz d’échappement bruts Si le cycle débute dès le préconditionnement, l’équipement de mesure doit être démarré en même temps que le moteur ou la séquence d’essai: — début de l’analyse des concentrations de gaz d’échappement bruts, — début de la mesure du débit des gaz d’échappement ou de l’air d’admission et du carburant, — début de l’enregistrement des données de réaction du régime et du couple du dynamomètre. Pour l’évaluation des émissions de gaz, les concentrations des émissions (HC, CO et NOx) et le débit massique des gaz d’échappement sont enregistrés et stockés à une fréquence d’au moins 2 Hz sur un système informatique. Le temps de réponse du système ne doit pas être supérieur à 10 secondes. Tous les autres résultats peuvent être enregistrés avec un débit d’échantillon d’au moins 1 Hz. Pour les analyseurs analogiques, la réponse est enregistrée et les résultats d’étalonnage peuvent être appliqués en ligne ou hors ligne au cours de l’évaluation des résultats. Pour le calcul de l’émission massique des éléments constitutifs des gaz, les traces des concentrations enregistrées et la trace du débit massique des gaz d’échappement sont alignées dans le temps par le temps de transformation défini à l’annexe I, point 2. En conséquence, le temps de réponse de chaque analyseur des émissions de gaz et du système de débit massique des gaz d’échappement est déterminé conformément aux dispositions du point 4.2.1 et du point 1.5 de l’appendice 5 de la présente annexe et enregistré. 3.8.3. Prélèvement de particules (le cas échéant) 3.8.3.1. Système de dilution en circuit principal Si le cycle débute dès le préconditionnement, 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. En l’absence de compensation de débit, 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 soit maintenu à une valeur situé 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 particule ne varie pas de plus ± 5 % par rapport à sa valeur réglée (à l’exception des 10 premières secondes du prélèvement). Remarque: 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. 3.8.3.2. Système de dilution en dérivation Si le cycle débute dès le préconditionnement, 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. Pour le contrôle d’un système de dilution en dérivation, il est exigé une réponse rapide du système. Le temps de transformation pour le système est déterminé par la procédure visée au point 3.3 de l’appendice 5 de l’annexe III. Si le temps de transformation combiné de la mesure du débit des gaz d’échappement (voir au point 4.2.1) et du système en dérivation est inférieur à 0,3 seconde, un contrôle en ligne peut être utilisé. Si le temps de transformation est supérieur à 0,3 seconde, il faut impérativement utiliser un contrôle à l’avance sur la base d’un essai préenregistré. Dans ce cas, le temps de montée sera ≤1 seconde et le temps de retard de la combinaison ≤10 secondes. La réaction totale du système est conçue de manière à garantir un échantillon représentatif des particules, qmp,i, proportionnel au débit massique des gaz d’échappement. Pour déterminer la proportionnalité, une analyse de régression entre qmp,i et qmew,i est réalisée sur un débit d’acquisition des données de 1 Hz minimum, et les critères suivants sont satisfaits: — le cœfficient de corrélation R2 de la régression linéaire entre qmp,i et qmew,i ne doit pas être inférieur à 0,95, — l’erreur standard d’estimation de qmp,i sur qmew,i ne doit pas être supérieure à 5 % de qmp au maximum, — le point de rencontre qmp de la ligne de régression ne doit pas être supérieur à ± 2 % de qmp au maximum. À titre d’option, il peut être procédé à un pré-test, et le signal du débit massique des gaz d’échappement de ce pré-test peut être utilisé pour le contrôle du débit échantillon dans le système de particules (contrôle à l’avance). Une telle procédure est exigée si le temps de transformation du système de particules, t50,P ou le temps de transformation du signal du débit massique des gaz d’échappement, t50,F, ou les deux, sont supérieurs à 0,3 seconde. Un contrôle correct du système de dilution en dérivation est obtenu si la trace de temps de qmew,pre du pré-test, qui contrôle qmp, est décalée par un temps à l’avance de t50,P + t50,F. Pour établir la corrélation entre qmp,i et qmew,i les résultats constatés au cours de l’essai effectif sont utilisés, le temps qmew,i étant aligné par t50,F par rapport à qmp,i (aucune contribution de t50,P à l’alignement dans le temps). En d’autre termes, le décalage de temps entre qmew et qmp est la différence dans leurs temps de transformation qui ont été déterminés au point 3.3 de l’appendice 5 de l’annexe III. 3.8.4. Calage du moteur Si le moteur cale à un moment quelconque du cycle d’essai, il doit être préconditionné et redémarré, puis l’essai doit être recommencé. L’essai est annulé lors d’une défaillance d’un des appareillage de contrôle requis durant le cycle d’essai. 3.8.5. Opérations après l’essai Au terme de l’essai, la mesure du 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, 20 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. 3.9. Vérification de l’exécution de l’essai 3.9.1. Décalage de données Afin de minimiser 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. 3.9.2. Calcul du travail du cycle Le travail du cycle effectif Wact (kWh) est calculé avec chaque paire enregistrée de valeurs de réaction de régime et de couple du moteur, et ce, après tout décalage de données de réaction si cette option est sélectionnée. Le travail du cycle effectif Wact sert à effectuer une comparaison avec le travail du cycle de référence Wref et à déterminer les émissions spécifiques freins (voir les points 4.4 et 5.2). 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. Wact doit se situer entre – 15 % et + 5 % of Wref. 3.9.3. 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 (min–1), du couple (Nm), ou de la puissance (kW) m = pente de la ligne de régression x = valeur de référence du régime (min–1), du couple (Nm), ou de la puissance (kW) b = point de rencontre y de la ligne de régression L’erreur type de l’estimation (SE) de y sur x et le coefficient de détermination (r2) doivent être calculés pour chaque ligne de régression. Il est recommandé d’effectuer cette analyse à 1 Hz. Toutes les valeurs négatives du couple de référence et toutes les valeurs de réaction associées sont éliminées du calcul des statistiques de validation du couple et de la puissance du cycle. Pour qu’un essai soit jugé valable, il doit satisfaire aux critères du tableau 7. Tableau 7 Tolérances de la droite de régression Régime Couple Puissance Erreur type de l’estimation (SE) de Y sur X Maximum 100 min–1 Maximum 13 % (15 %) (15) de la cartographie de puissance au couple maximal du moteur Maximum 8 % (15 %) (15) de la cartographie de puissance au couple maximal du moteur Pente de la droite de régression, m 0,95 à 1,03 0,83 – 1,03 0,89 – 1,03 (0,83 – 1,03) (15) Coefficient de détermination, r2 min 0,9700 (min 0,9500) (15) min 0,8800 (min 0,7500) (15) min 0,9100 (min 0,7500) (15) Point de rencontre Y de la ligne de régression, b ± 50 min–1 ± 20 Nm ou ± 2 % (± 20 Nm ou ± 3 %) (15) du couple maximal, la plus grande de ces deux valeurs étant retenues ± 4 kW ou ± 2 % (± 4 kW ou ± 3 %) (15) de la puissance maximale, la plus grande de ces deux valeurs étant retenues Des points peuvent être effacés des analyses de régression lorsqu’ils sont indiqués dans le tableau 8. Tableau 8 Effacements autorisés de points dans une analyse de régression Conditions Points à effacer Pleine charge/pleine ouverture des gaz et valeur de réaction du couple < 95 % de la valeur de référence du couple Couple et/ou puissance Pleine charge/pleine ouverture des gaz et valeur de réaction du régime < 95 % de la valeur de référence du régime Régime et/ou puissance À vide, pas un point de ralenti, et valeur de réaction du couple > valeur de référence du couple Couple et/ou puissance À vide, valeur de réaction du régime ≤ régime au ralenti + 50 min–1 et valeur de réaction du couple = couple ralenti mesurer/défini par le constructeur ± 2 % du couple maximal Régime et/ou puissance À vide, valeur de réaction du régime supérieur régime de ralenti + 50 min–1 et valeur de réaction du couple > 105 % valeur de référence du régime Couple et/ou puissance À vide et valeur de réaction du régime > 105 % de la valeur de référence du régime Régime et/ou puissance» ii) Le point 4 suivant est inséré: «4. CALCUL DU DÉBIT DES GAZ D’ÉCHAPPEMENT 4.1. Détermination du débit des gaz d’échappement dilués Le débit total des gaz d’échappement dilués durant le cycle (kg/essai) est calculé à partir des valeurs mesurées durant le cycle et des données d’étalonnage correspondantes du débitmètre (V 0 pour le PDP, K V pour le CFV, C d pour le SSV), conformément aux indications du point 2 de l’appendice 5 de l’annexe III. La formule ci-dessous est appliquée si, durant tout le cycle, la température des gaz d’échappement dilués est maintenue à un niveau constant à l’aide d’un échangeur thermique (± 6 K pour un système PDP-CVS, ± 11 K pour un système CFV-CVS ou ± 11 K pour un système SSV-CVS, voir point 2.3 de l’annexe V). Pour le système PDP-CVS: m ed = 1,293 × V 0 × N P × (p b - p 1) × 273 / (101,3 × T) où: V 0 = volume de gaz pompé par tour dans des conditions d’essai, en m3/tr N P = nombre total de tours de la pompe par essai p b = pression atmosphérique dans la chambre d’essai, en kPa p 1 = dépression sous la pression atmosphérique à l’orifice d’aspiration de la pompe, en kPa T = température moyenne des gaz d’échappement dilués à l’orifice d’aspiration de la pompe durant le cycle, en K Pour le système CFV-CVS: m ed = 1,293 × t × K v × p p / T 0,5 où: t = temps de cycle, en s K V = coefficient d’étalonnage du venturi à écoulement critique pour des conditions normalisées p p = pression absolue à l’entrée du venturi, en kPa T = température absolue à l’entrée du venturi, en K Pour le système SSV-CVS: m ed = 1,293 × QSSV où: et: A 0 = série de constantes et de conversions d’unités = 0,006111 en unités SI de d = diamètre du col du SSV, en m C d = coefficient de décharge du SSV p p = pression absolue à l’entrée du venturi, en kPa T = température à l’entrée du venturi, en K r p = rapport entre les pressions statiques absolues au col et à l’entrée du SSV = rD = rapport entre le diamètre d du col du SSV et le diamètre intérieur du tuyau d’admission = Si un système à compensation de débit est utilisé (c’est-à-dire sans échangeur thermique), les émissions massiques instantanées doivent être déterminées et intégrées sur la durée du cycle. Dans ce cas, la masse instantanée de gaz d’échappement dilués est calculée comme suit: Pour le système PDP-CVS: m ed,i = 1,293 × V 0 × N P,i × (p b - p 1) × 273 / (101,3 × T) où: N P,i = nombre total de tours de la pompe par intervalle de temps Pour le système CFV-CVS: m ed,i = 1,293 × Δt i × K V × p p / T 0,5 où: Δt i = intervalle de temps, en s Pour le système SSV-CVS: med = 1,293 × QSSV × Δti où: Δt i = intervalle de temps, en s Le calcul en temps réel est initialisé soit avec une valeur raisonnable de C d, telle que 0,98, soit avec une valeur raisonnable de Q ssv. Si le calcul est initialisé avec Q ssv, la valeur initiale de Q ssv est utilisée pour évaluer Re. Lors de tous les contrôles d’émissions, le nombre de Reynolds au col du SSV doit être proche des nombres de Reynolds utilisés pour établir la courbe d’étalonnage conformément au point 2.4 de l’appendice 5 de la présente annexe. 4.2. Détermination du débit massique des gaz d’échappement bruts Pour calculer les émissions dans les gaz d’échappement bruts et pour contrôler un système de dilution en dérivation, il faut connaître le débit massique des gaz d’échappement. Ce débit peut être déterminé par l’une des méthodes décrites aux points 4.2.2 à 4.2.5. 4.2.1. Temps de réponse 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 au point 1.5 de l’appendice 5 de la présente annexe. Pour le contrôle d’un système de dilution en dérivation, un temps de réponse plus court est nécessaire. Dans le cas d’un système de dilution en dérivation 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 dérivation 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 fabricant 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 dérivation sont indiquées au point 3.8.3.2. 4.2.2. 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, — 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 fabricant 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. L’exactitude de la détermination du débit des gaz d’échappement doit être d’au moins ± 2,5 % du relevé ou ± 1,5 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue. 4.2.3. Méthode de mesure du débit d’air et de carburant Pour mesurer le débit d’air et le débit de carburant, on utilise des débitmètres qui satisfont aux exigences d’exactitude du point 4.2.2 pour le débit total des gaz d’échappement. Le débit des gaz d’échappement se calcule comme suit: qmew = qmaw + qmf 4.2.4. Méthode de mesure d’un gaz marqueur Il s’agit de 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 le prélèvement 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 1 mètre ou 30 fois le diamètre du tuyau d’échappement, la valeur la plus élevée 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, devienne inférieure à la pleine échelle de l’analyseur de gaz marqueur. Le débit des gaz d’échappement se calcule comme suit: où: q mew,i = débit massique instantané des gaz d’échappement, en kg/s q vt = débit du gaz marqueur, en cm3/min c mix.i = concentration instantanée de gaz marqueur après mélange, en ppm ρ e = densité des gaz d’échappement, en kg/m3 (voir tableau 3) c a = concentration de fond du gaz marqueur dans l’air d’admission, en ppm La concentration de fond peut être négligée si elle est inférieure à 1 % de la concentration du gaz marqueur après mélange (c mix.i) au débit maximal des gaz d’échappement. L’ensemble du système doit être conforme aux spécifications d’exactitude pour le débit de gaz d’échappement et doit être étalonné conformément au point 1.7 de l’appendice 5 de la présente annexe. 4.2.5. 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: et: A/F st = rapport air/carburant stœchiométrique, en kg/kg λ = rapport d’excès d’air c CO2 = concentration de CO2 (conditions sèches), en % c CO = concentration de CO (conditions sèches), en ppm c HC = concentration de HC, en ppm Note: β peut être égal à 1 pour les carburants contenant du carbone et à 0 pour le carburant hydrogène. Le débitmètre d’air doit être conforme aux spécifications d’exactitude du point 2.2 de l’appendice 4 de la présente annexe, l’analyseur de CO2 utilisé doit être conforme aux spécifications du point 3.3.2 de l’appendice 4 de la présente annexe et l’ensemble du système doit être conforme aux spécifications d’exactitude 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 du point 3.3.6 de l’appendice 4 de la présente annexe.» iii) Les points 4 et 5 sont remplacés par le texte suivant: «5. CALCUL DES ÉMISSIONS GAZEUSES 5.1. Évaluation des résultats Pour évaluer les émissions gazeuses dans les gaz d’échappement dilués, les concentrations des émissions (HC, CO et NOx) et le débit massique des gaz d’échappement dilués sont relevés conformément au point 3.8.2.1 et stockés sur ordinateur. 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. Pour évaluer les émissions gazeuses dans les gaz d’échappement bruts, les concentrations des émissions (HC, CO et NOx) et le débit massique des gaz d’échappement sont relevés conformément au point 3.8.2.2 et stockés sur ordinateur. 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. 5.2. Correction en conditions sèches/humides Si la concentration est mesurée en conditions sèches, elle est convertie en valeurs rapportées à des conditions humides à l’aide de la formule suivante. Pour la mesure en continu, la conversion est appliquée à chaque mesure instantanée avant tout autre calcul. cwet = kW × cdry Les équations de conversion du point 5.2 de l’appendice 1 de la présente annexe sont appliquées. 5.3. Correction des émissions de NOx en fonction de l’humidité et de la température Comme les émissions de NOx dépendent des conditions atmosphériques ambiantes, la concentration de NOx doit être corrigée en fonction de la température et de l’humidité de l’air ambiant en appliquant les facteurs indiqués au point 5.3 de l’appendice 1 de la présente annexe. Les facteurs sont valides dans la plage comprise entre 0 et 25 g/kg d’air sec. 5.4. Calcul des débits massiques d’émission La masse des émissions sur la durée du cycle (g/essai) est calculée comme suit, en fonction de la méthode de mesure appliquée. Si elles ne sont pas déjà mesurées en conditions humides, les concentrations mesurées doivent être converties en valeurs rapportées à des conditions humides conformément au point 5.2 de l’appendice 1 de la présente annexe. Le tableau 6 de l’appendice 1 de la présente annexe donne les valeurs u gas à appliquer pour des composants sélectionnés sur la base des propriétés de gaz idéaux et des carburants pertinents pour la présente directive. a) Pour les gaz d’échappement bruts: où: u gas = rapport entre la densité du composant des gaz d’échappement et la densité des gaz d’échappement, tiré du tableau 6 c gas,i = concentration instantanée du composant dans les gaz d’échappement bruts, en ppm q mew,i = débit massique instantané des gaz d’échappement, en kg/s f = fréquence de prélèvement, en Hz n = nombre de mesures b) pour les gaz d’échappement dilués sans compensation de débit: mgas = ugas × cgas × med où: u gas = rapport entre la densité du composant des gaz d’échappement et la densité de l’air, tiré du tableau 6 c gas = concentration de fond corrigée moyenne du composant correspondant, en ppm m ed = masse totale des gaz d’échappement dilués sur la durée du cycle, en kg c) pour les gaz d’échappement dilués avec compensation de débit: où: c e,i = concentration instantanée du composant correspondant mesurée dans les gaz d’échappement dilués, en ppm c d = concentration du composant correspondant mesurée dans l’air de dilution, en ppm q mdew,i = débit massique instantané des gaz d’échappement dilués, en kg/s m ed = masse totale des gaz d’échappement dilués sur la durée du cycle, en kg u gas = rapport entre la densité du composant des gaz d’échappement et la densité de l’air, tiré du tableau 6 D = facteur de dilution (voir point 5.4.1) Le cas échéant, la concentration de NMHC (hydrocarbures non méthaniques) et de CH4 est calculée par l’une des méthodes indiquées au point 3.3.4 de l’appendice 4 de la présente annexe, comme suit: a) méthode CG (uniquement système de dilution en circuit principal): cNMHC = cHC – cCH4 b) méthode NMC: où: c HC(w/Cutter) = concentration de HC lorsque le gaz prélevé s’écoule à travers le NMC c HC(w/oCutter) = concentration de HC lorsque le gaz prélevé ne traverse pas le NMC 5.4.1. Détermination des concentrations corrigées (uniquement système de dilution en circuit principal) La concentration initiale moyenne de gaz polluants dans l’air de dilution doit être soustraite des concentrations mesurées afin d’obtenir les concentrations nettes de polluants. Les valeurs moyennes des concentrations initiales peuvent être déterminées à l’aide de la méthode des sacs de prélèvement ou d’une mesure continue avec intégration. La formule suivante est utilisée: où: c e = concentration du polluant correspondant mesurée dans les gaz d’échappement dilués, en ppm c d = concentration du polluant correspondant mesurée dans l’air de dilution, en ppm D = facteur de dilution Le facteur de dilution est calculé comme suit: a) pour les moteurs diesel et moteurs à gaz fonctionnant au GPL: b) pour les moteurs à gaz fonctionnant au gaz naturel: où: c CO2 = concentration de CO2 dans les gaz d’échappement dilués, en % vol c HC = concentration de HC dans les gaz d’échappement dilués, en ppm C1 c NMHC = concentration de NMHC dans les gaz d’échappement dilués, en ppm C1 c CO = concentration de CO dans les gaz d’échappement dilués, en ppm F S = facteur stœchiométrique Les concentrations mesurées en conditions sèches doivent être converties en valeurs rapportées à des conditions humides conformément au point 5.2 de l’appendice 1 de la présente annexe. Le facteur stœchiométrique est calculé comme suit: où: α, ε sont les rapports molaires se rapportant à un carburant C H α O ε À titre de variante, les facteurs stœchiométriques suivants peuvent être appliqués si la composition du carburant n’est pas connue: F S (diesel) = 13,4 F S (GPL) = 11,6 F S (gaz naturel) = 9,5 5.5. Calcul des émissions spécifiques Les émissions (g/kWh) sont calculées comme suit: a) tous les composants, sauf NOx: b) NOx: où: W act = travail du cycle effectif déterminé conformément au point 3.9.2. 5.5.1. Dans le cas d’un système de post-traitement périodique des gaz d’échappement, les émissions sont pondérées comme suit: où: n1 = nombre d’essais ETC entre deux régénérations n2 = nombre d’essais ETC au cours d’une régénération (minimum d’un essai ETC) M gas,n2 = émissions au cours d’une régénération M gas,n1 = émissions après une régénération 6. Calcul des émissions de particules (le cas échéant) 6.1. Évaluation des résultats Le filtre à particules est ramené dans la chambre de pesée une heure au plus tard après la fin de l’essai. Il est conditionné dans une boîte de Pétri partiellement couverte protégée contre la poussière pendant au moins une heure, mais pas plus de 80 heures, puis il est pesé. Le poids brut des filtres est enregistré et leur poids à vide soustrait, ce qui donne la masse m f du prélèvement de particules. Pour évaluer la concentration de particules, la masse totale du prélèvement (msep) au travers des filtres sur l’ensemble du cycle d’essai est enregistrée. Si une correction doit être apportée pour l’air de dilution, la masse de l’air de dilution (m d) au travers des filtres et la masse de particules (m f,d) doivent être enregistrées. 6.2. Calcul du débit massique 6.2.1. Système de dilution en circuit principal La masse de particules (g/essai) est calculée comme suit: où: m f = masse de particules prélevée sur la durée du cycle, en mg m sep = masse de gaz d’échappement dilués traversant les filtres à particules, en kg m ed = masse des gaz d’échappement dilués sur la durée du cycle, en kg Si un système de dilution double est utilisé, la masse de l’air de dilution secondaire doit être soustraite de la masse totale de gaz d’échappement doublement dilués qui a été prélevée au travers des filtres à particules. msep = mset – mssd où: m set = masse des gaz d’échappement doublement dilués traversant le filtre à particules, en kg m ssd = masse de l’air de dilution secondaire, en kg Si le niveau de particules dans l’air de dilution est déterminé conformément au point 3.4, la masse de particules peut faire l’objet d’une correction initiale. Dans ce cas, la masse de particules (g/essai) est calculée comme suit: où: mPT, msep, med = voir ci-dessus md = masse de l’air de dilution primaire prélevée par le système de prélèvement des particules de l’air de dilution, en kg mf,d = masse de particules collectées dans l’air de dilution primaire, en mg D = facteur de dilution tel qu’il est déterminé au point 5.4.1. 6.2.2. Système de dilution en dérivation La masse de particules (g/essai) est calculée selon l’une ou l’autre des méthodes suivantes. a) où: m f = masse de particules prélevée sur la durée du cycle, en mg m sep = masse des gaz d’échappement dilués traversant les filtres à particules, en kg m edf = masse de l’équivalent de gaz d’échappement dilués sur la durée du cycle, en kg La masse totale de l’équivalent de gaz d’échappement dilués sur la durée du cycle est déterminée comme suit: où: q medf,i = débit massique instantané de l’équivalent de gaz d’échappement dilués, en kg/s q mew,i = débit massique instantané des gaz d’échappement, en kg/s r d,i = taux de dilution instantané q mdew,i = débit massique instantané des gaz d’échappement dilués dans le tunnel de dilution, en kg/s q mdw,i = débit massique instantané de l’air de dilution, en kg/s f = fréquence de prélèvement, en Hz n = nombre de mesures b) où: m f = masse des particules prélevée sur la durée du cycle, en mg r s = rapport d’échantillonnage moyen sur la durée du cycle d’essai et: où: m se = masse du prélèvement sur la durée du cycle, en kg m ew = débit massique total de gaz d’échappement sur la durée du cycle, en kg m sep = masse des gaz d’échappement dilués traversant les filtres à particules, en kg m sed = masse des gaz d’échappement dilués passant dans le tunnel de dilution, en kg Note: dans le cas d’un système de prélèvement total, m sep et M sed sont identiques. 6.3. Calcul des émissions spécifiques L’émission de particules (g/kWh) est calculée de la manière suivante: où: W act = travail du cycle effectif déterminé conformément au point 3.9.2, en kWh. 6.3.1. Dans le cas d’un système de post-traitement à régénération périodique, les émissions sont pondérées comme suit: où: n1 = nombre d’essais ETC entre deux régénérations n2 = nombre d’essais ETC au cours d’une régénération (minimum d’un essai ETC) = émissions au cours d’une régénération = émissions après une régénération.» g) L’appendice 4 est modifié comme suit: i) Le point 1 est remplacé par le texte suivant: «1. INTRODUCTION Les éléments constitutifs des gaz, les particules et les fumées émis par le moteur soumis à l’essai doivent être mesurés à l’aide des méthodes décrites à l’annexe V. Les différents points de l’annexe V expliquent les systèmes d’analyse recommandés pour les émissions de gaz (point 1), les systèmes recommandés de dilution et de prélèvement des particules (point 2) ainsi que les opacimètres recommandés pour mesurer les fumées (point 3). Pour l’essai ESC, les éléments constitutifs des gaz sont mesurés dans les gaz d’échappement bruts. En option, ils peuvent être mesurés dans les gaz d’échappement dilués si un système de dilution en circuit principal est utilisé pour la mesure des particules. Les particules doivent être mesurées à l’aide d’un système de dilution en dérivation ou en circuit principal. Pour l’essai ETC, les systèmes suivants peuvent être utilisés: — une système de dilution en circuit principal CVS pour déterminer les émissions de gaz et de particules (les systèmes de dilution double sont autorisés), ou — un système combiné de mesure des gaz d’échappement bruts pour les émissions de gaz et un système de dilution en dérivation pour les émissions de particules, ou — une combinaison des deux principes (par exemple, mesure des gaz bruts et mesure des particules en circuit principal).» ii) Le point 2.2 est remplacé par le texte suivant: «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 9. Tableau 9 Exactitude des instruments de mesure Instrument de mesure Exactitude Consommation de carburant ± 2 % de la valeur maximale du moteur Consommation d’air ± 2 % du relevé ou ± 1 % de la valeur maximale du moteur, la valeur la plus élevée étant retenue 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 Températures ≤ 600 K (327 °C) ± 2 K en valeur absolue Températures ≥ 600 K (327 °C) ± 1 % du relevé Pression atmosphérique ± 0,1 kPa en valeur absolue Pression des gaz d’échappement ± 0,2 kPa en valeur absolue Dépression à l’admission ± 0,05 kPa en valeur absolue Autres pressions ± 0,1 kPa en valeur absolue Humidité relative ± 3 % en valeur absolue Humidité absolue ± 5 % du relevé Débit de l’air de dilution ± 2 % du relevé Débit des gaz d’échappement dilués ± 2 % du relevé» iii) Les points 2.3 et 2.4 sont supprimés. iv) Les points 3 et 4 sont remplacés par le texte suivant: «3. DÉTERMINATION DES COMPOSANTS GAZEUX 3.1. Spécifications générales concernant les analyseurs Les analyseurs doivent posséder une plage de mesure adaptée à l’exactitude requise pour mesurer les concentrations des éléments constitutifs des gaz d’échappement (point 3.1.1). Il est recommandé de faire fonctionner les analyseurs pour que la concentration se situe entre 15 % et 100 % de la pleine échelle. Si le système de lecture (ordinateurs, enregistreurs de données) est capable de garantir une exactitude et une résolution suffisantes pour des valeurs inférieures à 15 % de la pleine échelle, les mesures inférieures à 15 % de la pleine échelle sont aussi acceptables. Dans ce cas, des étalonnages supplémentaires d’au moins 4 points théoriquement équidistants et différents de zéro doivent être réalisés pour garantir l’exactitude des courbes d’étalonnage conformément au point 1.6.4 de l’appendice 5 de la présente annexe. L’équipement doit également présenter un degré de compatibilité électromagnétique (CEM) susceptible de minimiser les erreurs supplémentaires. 3.1.1. Exactitude L’analyseur ne doit pas s’écarter du point d’étalonnage nominal de plus de ± 2 % du relevé sur toute la plage de mesure sauf zéro ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant retenue. L’exactitude est déterminée conformément aux exigences concernant l’étalonnage énoncées au point 1.6 de l’appendice 5 de la présente annexe. Note: aux fins de la présente directive, l’exactitude correspond à l’écart entre le relevé de l’analyseur et les valeurs nominales d’étalonnage obtenues avec un gaz d’étalonnage (= valeur vraie). 3.1.2. Fidélité La fidélité, définie comme étant égale à 2,5 fois l’écart type de 10 réponses répétitives 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-delà de 155 ppm (ou ppmC) ou ± 2 % de chaque plage utilisée en dessous de 155 ppm (ou ppmC). 3.1.3. Bruit La réponse crête-à-crête de l’analyseur à des gaz de mise à zéro ou à des gaz d’étalonnage ou de réglage de sensibilité durant une période quelconque de 10 secondes ne doit pas dépasser 2 % de la pleine échelle dans toutes les plages utilisées. 3.1.4. Dérive du zéro La réponse du zéro est définie comme la réponse moyenne, y compris les bruits, à un gaz de mise à zéro durant un intervalle de temps de 30 secondes. La dérive de la réponse zéro durant une période d’une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la plage inférieure utilisée. 3.1.5. Dérive d’étalonnage 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 30 secondes. La dérive de la réponse d’étalonnage durant une période d’une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la plage inférieure utilisée. 3.1.6. Temps de montée Le temps de montée de l’analyseur installé sur le système de mesure ne doit pas dépasser 3,5 s. 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 seraient 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 au point 1.5 de l’appendice 5 de la présente annexe. 3.2. Séchage des gaz Le dispositif facultatif utilisé pour sécher les gaz doit avoir une influence minimale 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. 3.3. Analyseurs Les points 3.3.1 à 3.3.4 décrivent les principes de mesure à appliquer. L’annexe V fournit une description détaillée des systèmes de mesure. Les gaz à mesurer sont analysés à l’aide des instruments suivants. Dans le cas d’analyseurs non linéaires, des circuits de linéarisation peuvent être mis en œuvre. 3.3.1. Analyse du monoxyde de carbone (CO) L’analyseur de monoxyde de carbone doit être du type non dispersif à absorption dans l’infrarouge (Non-Dispersive InfraRed ou NDIR). 3.3.2. Analyse du dioxyde de carbone (CO2) L’analyseur de dioxyde de carbone doit être du type non dispersif à absorption dans l’infrarouge (Non-Dispersive InfraRed ou NDIR). 3.3.3. Analyse des hydrocarbures (HC) Pour les moteurs diesel et les moteurs fonctionnant au GPL, l’analyseur d’hydrocarbures doit être un détecteur dit d’ionisation de flamme chauffé (Heated Flame Ionisation Detector ou HFID) et être équipé d’un détecteur, de valves, de tuyaux, etc. chauffés afin de maintenir les gaz à une température de 463 K ± 10 K (190 ± 10 °C). Dans le cas de moteurs à gaz fonctionnant au gaz naturel, l’analyseur d’hydrocarbures peut être un détecteur dit d’ionisation de flamme non chauffé (Flame Ionisation Detector ou FID) selon la méthode appliquée (voir point 1.3 de l’annexe V). 3.3.4. Analyse des hydrocarbures non méthaniques (NMHC) (moteurs à gaz fonctionnant au gaz naturel uniquement) Les hydrocarbures non méthaniques doivent être mesurés selon l’une des méthodes suivantes: 3.3.4.1. Méthode de la chromatographie en phase gazeuse (CG) Les hydrocarbures non méthaniques doivent être mesurés en soustrayant le méthane analysé à l’aide d’un chromatographe à gaz (CG) conditionné à 423 K (150 °C) des hydrocarbures mesurés conformément au point 3.3.3. 3.3.4.2. Méthode du séparateur de méthane (NMC) La fraction non méthanique doit être mesurée à l’aide d’un NMC chauffé et couplé à un FID conformément au point 3.3.3 en soustrayant le méthane des hydrocarbures. 3.3.5. Analyse des oxydes d’azote (NOx) L’analyseur d’oxydes d’azote doit être un détecteur du type à chimiluminescence (ChemiLuminescent Detector ou CLD) ou à chimiluminescence chauffé (Heated ChemiLuminescent Detector ou HCLD) équipé d’un convertisseur NO2/NO si la mesure est effectuée en conditions sèches. Si la mesure est effectuée en conditions humides, un HCLD muni d’un convertisseur maintenu à une température supérieure à 328 K (55 °C) doit être utilisé pour autant que l’interférence à l’eau (voir point 1.9.2.2 de l’appendice 5 de la présente annexe) soit contrôlée de manière satisfaisante. 3.3.6. Mesure du rapport air/carburant L’appareillage de mesure du rapport air/carburant utilisé pour déterminer le débit des gaz d’échappement comme décrit au point 4.2.5 de l’appendice 2 de la présente annexe 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. L’exactitude 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 d’exactitude ci-dessus puissent être respectées, le capteur doit être étalonné selon les instructions du fabricant de l’instrument. 3.4. Prélèvement des émissions gazeuses 3.4.1. Gaz d’échappement bruts Les sondes de prélèvement des émissions gazeuses doivent être placées à au moins 0,5 m ou 3 fois le diamètre du tuyau d’échappement — la valeur la plus élevée étant retenue — en amont de la sortie du système d’échappement mais suffisamment près du moteur pour garantir une température minimale des gaz d’échappement de 343 K (70 °C) au niveau de la sonde. Dans le cas d’un moteur à plusieurs cylindres équipé d’un collecteur d’échappement en forme de fourche, l’entrée de la sonde doit se situer suffisamment loin en aval pour garantir que le prélèvement soit représentatif des émissions moyennes de gaz d’échappement de tous les cylindres. Dans le cas de moteurs à plusieurs cylindres qui possèdent des groupes distincts de collecteurs, comme dans le cas d’un moteur en V, il est recommandé de combiner les collecteurs en amont de la sonde de prélèvement. Si cela s’avère difficile à réaliser, il est permis de prélever un échantillon dans le groupe dont les émissions de CO2 sont les plus importantes. D’autres méthodes dont la corrélation avec les méthodes ci-dessus a été démontrée peuvent être appliquées. Le débit massique total des gaz d’échappement doit servir à calculer les émissions de gaz d’échappement. Si le moteur est équipé d’un système de post-traitement des gaz d’échappement, l’échantillon de gaz d’échappement doit être prélevé en aval de ce système. 3.4.2. Gaz d’échappement dilués Le tuyau d’échappement placé entre le moteur et le système de dilution en circuit principal est conforme aux exigences du point 2.3.1 de l’annexe V (EP). La ou les sondes de prélèvement des émissions de gaz 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. 4. DÉTERMINATION DE LA QUANTITÉ DE PARTICULES La détermination de la quantité de particules impose d’utiliser un système de dilution. La dilution peut être obtenue par un système de dilution en dérivation ou un système de dilution double en circuit principal. La capacité d’écoulement du système de dilution doit être suffisamment importante pour éliminer totalement la condensation d’eau dans les systèmes de dilution et de prélèvement et maintenir la température des gaz d’échappement dilués inférieure à 325 K (52 °C) (16) juste en amont des porte-filtres. Le contrôle de l’humidité de l’air de dilution avant l’entrée dans le système de dilution est admis et, en particulier, une dessiccation est utile si l’humidité de l’air de dilution est élevée. La température de l’air de dilution doit être supérieure à 288 K (15 °C) à proximité immédiate de l’entrée du tunnel de dilution. Le système de dilution en dérivation a été conçu pour prélever un échantillon proportionnel des gaz d’échappement bruts du flux de gaz d’échappement du moteur, répondant ainsi aux excursions dans le débit du flux de gaz d’échappement, et introduire l’air de dilution dans ce prélèvement pour atteindre une température inférieure à 325 K (52 °C) au filtre d’essai. À cette fin, il est essentiel que le taux de dilution ou le taux de prélèvement r dil ou r s soit déterminé de telle sorte que les limites d’exactitude du point 3.2.1 de l’appendice 5 de la présente annexe soient respectées. Différentes méthodes d’extraction peuvent être appliquées et, dans ce cas, le type d’extraction choisi détermine dans une large mesure le matériel et les procédures de prélèvement à utiliser (point 2.2 de l’annexe V). En général, la sonde de prélèvement des particules est placée à proximité immédiate de la sonde de prélèvement des émissions de gaz, mais à une distance suffisante pour ne pas provoquer d’interférences. Les dispositions du point 3.4.1 concernant l’installation s’appliquent donc également au prélèvement de particules. La conduite de prélèvement est conforme aux exigences du point 2 de l’annexe V. Dans le cas d’un moteur à plusieurs cylindres équipé d’un collecteur d’échappement en forme de fourche, l’entrée de la sonde doit se situer suffisamment loin en aval pour garantir que le prélèvement soit représentatif des émissions moyennes de gaz d’échappement de tous les cylindres. Dans le cas de moteurs à plusieurs cylindres qui possèdent des groupes distincts de collecteurs, comme dans le cas d’un moteur en V, il est recommandé de combiner les collecteurs en amont de la sonde de prélèvement. Si cela s’avère difficile à réaliser, il est permis de prélever un échantillon dans le groupe dont les émissions sont les plus importantes. D’autres méthodes dont la corrélation avec les méthodes ci-dessus a été démontrée peuvent être appliquées. Le débit massique total de gaz d’échappement doit servir à calculer les émissions de gaz d’échappement. Un système de prélèvement des particules, des filtres de prélèvement des particules, une microbalance et une chambre de pesée à température et humidité contrôlées sont nécessaires pour déterminer la masse de particules. Pour le prélèvement des particules, il convient d’appliquer la méthode à filtre unique (voir point 4.1.3) durant tout le cycle d’essai. Pour l’essai ESC, il faut accorder une grande attention aux temps et débits de prélèvement durant la phase de prélèvement de l’essai. 4.1. Filtres de prélèvement des particules Les gaz d’échappement dilués sont prélevés au moyen d’un filtre qui satisfait aux exigences des points 4.1.1 et 4.1.2 durant la séquence d’essai. 4.1.1. Spécifications des filtres Des filtres en fibre de verre revêtus de fluorocarbone sont nécessaires. Tous les types de filtres doivent posséder un coefficient de rétention des DOP (dioctylphtalates) à 0,3 μm d’au moins 99 % à une vitesse face au gaz comprise entre 35 et 100 cm/s. 4.1.2. Dimensions des filtres Des filtres à particules d’un diamètre de 47 mm ou 70 mm sont recommandés. Des filtres de diamètre plus important sont acceptables (point 4.1.4) mais les filtres de diamètre plus petit ne sont pas autorisés. 4.1.3. Vitesse au travers des filtres Une vitesse nominale du gaz à travers le filtre de 35 à 100 cm/s doit être obtenue. L’augmentation de la perte de charge entre le début et la fin de l’essai ne doit pas excéder 25 kPa. 4.1.4. Charge des filtres Les charges minimales requises pour les dimensions de filtre les plus courantes sont indiquées dans le tableau 10. Pour des filtres plus grands, la charge minimale est de 0,065 mg/1 000 mm2 de surface du filtre. Tableau 10 Charges minimales des filtres Diamètre de filtre (mm) Charge minimale (mg) 47 0,11 70 0,25 90 0,41 110 0,62 Si, sur la base d’un essai antérieur, il est improbable que la charge minimale requise du filtre puisse être atteinte sur un cycle d’essai après optimisation des débits et du taux de dilution, une charge de filtre inférieure peut être acceptable, avec l’accord des parties concernées, à condition qu’il puisse être démontré que les exigences d’exactitude du point 4.2 sont satisfaites, par exemple avec une balance à 0,1 μg. 4.1.5. Porte-filtres Pour les essais d’émissions, les filtres sont placés dans un porte-filtre répondant aux exigences du point 2.2 de l’annexe V. Le porte-filtre doit être conçu de manière à assurer une répartition régulière du flux sur toute la surface utile du filtre. Des vannes à action rapide sont situées en amont ou en aval du porte-filtre. Un préclassificateur inertiel avec un point de coupure de 50 % entre 2,5 μm et 10 μm peut être installé immédiatement en amont du porte-filtre. L’utilisation d’un préclassificateur est fortement recommandée si l’on utilise une sonde à tube ouvert, dirigée vers l’amont, dans le flux d’échappement. 4.2. Spécifications de la chambre de pesée et de la balance analytique 4.2.1. État de la chambre de pesée La chambre (ou le local) dans laquelle les filtres à particules sont conditionnés et pesés doit être maintenue à une température de 295 K ± 3 K (22 °C ± 3 °C) durant le conditionnement et le pesage de tous les filtres. L’humidité doit être maintenue à un point de rosée de 282,5 K ± 3 K (9,5 °C ± 3 °C) et l’humidité relative à 45 % ± 8 %. 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 perturbations des exigences posées à la chambre de pesée qui sont définies au point 4.2.1 sont autorisées à condition de ne pas durer plus de 30 minutes. La chambre de pesée doit satisfaire aux exigences requises avant que le personnel n’y pénètre. Au moins deux filtres de référence inutilisés doivent être pesés dans un délai de quatre heures à compter des pesées des filtres de prélèvement; ils seront de préférence pesés en même temps. Ils doivent être de la même dimension et faits du même matériau que les filtres de prélèvement. En cas d’écart de plus de 10 μg dans le poids moyen des filtres de référence entre les pesées, 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 4.2.1 ne sont pas réunis mais que les pesées du filtre 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 du local de pesée et de refaire l’essai. 4.2.3. Balance analytique La balance analytique utilisée pour déterminer le poids du filtre doit avoir une fidélité (écart type) d’au moins 2 μg et une résolution d’au moins 1 μg (1 chiffre = 1 μg) spécifiée par le fabricant de la balance. 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, une cage de Faraday ou un dispositif ayant le même effet. 4.2.5. Spécifications pour la mesure du débit 4.2.5.1. Exigences générales Les exactitudes absolues du débitmètre ou du dispositif de mesure du débit sont telles que spécifiées au point 2.2. 4.2.5.2. Dispositions particulières pour les systèmes de dilution en dérivation Pour les systèmes de dilution en dérivation, l’exactitude du débit de prélèvement q mp est primordiale, si la valeur n’est pas mesurée directement mais déterminée en mesurant la différence de débit. q mp = qmdew – qmdw Dans ce cas, une exactitude de ± 2 % pour q mdew et q mdw n’est pas suffisante pour garantir des exactitudes acceptables de q mp. Si le débit de gaz est déterminé en mesurant la différence de débit, l’erreur maximale de la différence doit être telle que l’exactitude de q mp soit de l’ordre 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. Des exactitudes acceptables de q mp peuvent être obtenues par l’une des méthodes suivantes: Les exactitudes absolues de q mdew et q mdw sont de ± 0,2 %, ce qui garantit une exactitude de q mp ≤ 5 % au taux de dilution de 15. Les erreurs seront toutefois plus importantes avec des taux de dilution plus élevés. L’étalonnage de q mdw par rapport à q mdew est effectué de manière à obtenir pour q mp les mêmes exactitudes qu’avec la méthode a). Pour les détails de cet étalonnage, voir annexe III, appendice 5, point 3.2.1. L’exactitude de q mp est déterminée indirectement à partir de l’exactitude du taux de dilution tel que déterminé par un gaz marqueur, le CO2, par exemple. À nouveau, des exactitudes équivalentes à celles de la méthode a) sont requises pour q mp. L’exactitude absolue de q mdew et q mdw se situe dans les limites de ± 2 % de la pleine échelle, l’erreur maximale de la différence entre q mdew et q mdw est inférieure ou égale à 0,2 % et l’erreur de linéarité se situe dans les limites de ± 0,2 % de la valeur q mdew la plus élevée observée durant l’essai. h) L’appendice 5 est modifié comme suit: i) Le point 1.2.3 suivant est ajouté: «1.2.3. Utilisation de mélangeurs-doseurs de précision Les gaz utilisés pour l’étalonnage et le réglage de sensibilité peuvent aussi être obtenus à l’aide d’un mélangeur-doseur de précision (diviseur de gaz), par dilution avec du N2 purifié ou de l’air synthétique purifié. L’exactitude de l’appareil mélangeur doit être telle que la concentration des gaz d’étalonnage mélangés puisse être déterminée à ± 2 % près. Cette exactitude implique que les gaz primaires utilisés pour le mélange soient connus avec une exactitude d’au moins ± 1 %, par rapport à des étalons de gaz nationaux ou internationaux. La vérification doit être effectuée à 15 à 50 % de la pleine échelle pour chaque étalonnage faisant intervenir l’utilisation d’un mélangeur-doseur. À titre facultatif, 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 % de la valeur nominale.» ii) Le point 1.4 est remplacé par le texte suivant: «1.4. Essai d’étanchéité Un essai d’étanchéité du système doit être effectué. La sonde est déconnectée du système d’échappement et son extrémité est obturée. La pompe de l’analyseur est branchée. Après une période de stabilisation initiale, tous les débitmètres doivent indiquer zéro. Sinon, les conduites de prélèvement doivent être vérifiées et le défaut éliminé. Le taux de fuite maximal admissible côté dépression est de l’ordre de 0,5 % du débit en service pour la partie du système en cours de vérification. Les débits de l’analyseur et les débits de dérivation peuvent servir à évaluer les débits en service. À titre de variante, le système peut être mis au vide à une pression d’au moins 20 kPa (80 kPa en pression absolue). Après une période de stabilisation, l’augmentation de pression Δp (en kPa/min) dans le système ne doit pas dépasser: Δp = p / V s × 0,005 × q vs où: V s = volume du système, 1 q vs = débit du système, l/min Une autre méthode consiste à introduire un changement progressif de la concentration au début de la conduite de prélèvement en commutant entre le gaz de mise à zéro et le gaz de réglage de sensibilité. Si, après un laps de temps approprié, la valeur relevée indique une concentration inférieure d’environ 1 % à la concentration introduite, il existe des problèmes d’étalonnage ou de fuite.» iii) Le point 1.5 suivant est inséré: «1.5. Contrôle du temps de réponse du système analytique Les réglages du système pour l’évaluation du temps de réponse doivent être exactement les mêmes que durant la mesure de l’essai (c’est-à-dire pression, débits, réglages des filtres sur les analyseurs et tous les autres éléments influençant le temps de réponse). La détermination du temps de réponse doit se faire avec l’ouverture de gaz directement à l’entrée de la sonde de prélèvement. L’ouverture du gaz doit se faire en moins de 0,1 seconde. Les gaz utilisés pour l’essai doivent entraîner un changement de concentration d’au moins 60 % FS. La trace de concentration de chaque élément des différents gaz doit être enregistrée. Le temps de réponse est défini comme l’intervalle de temps entre l’ouverture du gaz et le changement approprié de la concentration enregistrée. Le temps de réponse du système (t 90) comprend le retard au détecteur de mesure et le temps de montée du détecteur. Le retard est défini comme l’intervalle de temps entre le changement (t 0) et le moment où la réponse atteint 10 % de la lecture finale (t 10). Le temps de montée est défini comme l’intervalle de temps entre une réponse de 10 % et de 90 % de la lecture finale (t 90 – t 10). Pour la synchronisation de l’analyseur et des signaux du débit des gaz d’échappement dans le cas d’une mesure brute, le temps de transformation est défini comme l’intervalle de temps entre le changement (t 0) et le moment où la réponse atteint 50 % de la lecture finale (t 50). Le temps de réponse du système doit être ≤ 10 secondes avec un temps de montée ≤ 3,5 secondes pour tous les éléments limités (CO, NOx, HC ou NMHC) et toutes les plages utilisées.» iv) L’ancien point 1.5 est remplacé par le texte suivant: «1.6. Étalonnage 1.6.1. Instruments Les instruments sont étalonnés et les courbes d’étalonnage sont vérifiées par rapport à des gaz étalons. Les mêmes débits de gaz que lors du prélèvement des gaz d’échappement doivent être utilisés. 1.6.2. Temps de mise en température Le temps de mise en température doit être conforme aux recommandations du fabricant. S’il n’est pas spécifié, il est recommandé d’observer un temps de mise en température minimal de deux heures pour les analyseurs. 1.6.3. Analyseur NDIR et HFID Lorsqu’il y a lieu, l’analyseur NDIR doit être réglé et la flamme de combustion de l’analyseur HFID doit être optimalisée (point 1.8.1). 1.6.4. Établissement de la courbe d’étalonnage — Chaque plage de fonctionnement normalement utilisée doit être étalonnée. — Les analyseurs de CO, de CO2, de NOx et de HC doivent être mis à zéro avec de l’air synthétique (ou de l’azote) purifié. — Les gaz d’étalonnage adéquats sont introduits dans les analyseurs, puis les valeurs sont enregistrées et la courbe d’étalonnage est tracée. — La courbe d’étalonnage est établie par au moins 6 points d’étalonnage (à l’exclusion de zéro) à peu près également espacés sur toute la plage de fonctionnement. La concentration nominale maximale doit être égale ou supérieure à 90 % de la pleine échelle. — La courbe d’étalonnage est calculée à l’aide de la méthode des moindres carrés. Une équation d’ajustement linéaire ou non linéaire peut être utilisée. — Les points d’étalonnage ne doivent pas s’écarter de la courbe d’ajustement déterminée par la méthode des moindres carrés de plus de ± 2 % de la valeur relevée ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant à retenir. — Le réglage du zéro est revérifié et, le cas échéant, la procédure d’étalonnage est recommencée. 1.6.5. Autres méthodes S’il peut être démontré qu’une technologie de substitution (par exemple un ordinateur, un commutateur de gamme électronique, etc.) peut fournir une exactitude équivalente, elle peut être utilisée. 1.6.6. Étalonnage de l’analyseur de gaz traceur pour la mesure du débit d’échappement La courbe d’étalonnage est établie par au moins 6 points d’étalonnage (à l’exclusion de zéro) à peu près également espacés sur toute la plage de fonctionnement. La concentration nominale maximale doit être égale ou supérieure à 90 % de la pleine échelle. La courbe d’étalonnage est calculée à l’aide de la méthode des moindres carrés. Les points d’étalonnage ne doivent pas s’écarter de la courbe d’ajustement déterminée par la méthode des moindres carrés de plus de ± 2 % de la valeur relevée ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant à retenir. Le zéro et l’échelle de l’analyseur doivent être réglés avant l’essai au moyen d’un gaz de mise à zéro et d’un gaz de réglage de sensibilité ayant une valeur nominale supérieure à 80 % de la pleine échelle de l’analyseur.» v) L’ancien point 1.6 devient le point 1.6.7. vi) Le point 2.4 suivant est inséré: «2.4. Étalonnage du venturi subsonique (SSV) L’étalonnage du SSV repose sur l’équation d’écoulement d’un venturi subsonique. L’écoulement du gaz dépend de la pression et de la température d’aspiration ainsi que de la baisse de pression entre l’entrée et le col du SSV. 2.4.1. Analyse des données Le débit d’air (QSSV) présent à chaque position de vanne (16 réglages minimum) est calculé en m3/min normalisés à partir des données du débitmètre et se fonde sur la méthode prescrite par le fabricant. Le coefficient de décharge est calculé comme suit à partir des données d’étalonnage collectées pour chaque réglage: où: Q SSV = débit d’air dans des conditions normalisées (101,3 kPa, 273 K), en m3/s T = température à l’entrée du venturi, en K d = diamètre du col du SSV, en m r p = rapport entre les pressions statiques absolues au col et à l’entrée du SSV = r D = rapport entre le diamètre d du col du SSV et le diamètre intérieur du tuyau d’admission = Pour déterminer la plage de l’écoulement subsonique, C d est tracé comme une fonction du nombre de Reynolds au col du SSV. Le Re au col du SSV est calculé à l’aide de la formule suivante: où: A 1 = série de constantes et de conversions d’unités Q SSV = débit d’air dans des conditions normalisées (101,3 kPa, 273 K), en m3/s d = diamètre du col du SSV, en m μ = viscosité absolue ou dynamique du gaz, calculée à l’aide de la formule suivante: b = constante empirique = S = constante empirique = 110,4 K Étant donné que QSSV est utilisé dans la formule servant à calculer Re, il faut commencer les calculs avec une valeur initiale estimée de QSSV ou de Cd du venturi d’étalonnage et les répéter jusqu’à ce que les valeurs de QSSV convergent. La méthode de convergence doit avoir une exactitude d’au moins 0,1 %. Pour un minimum de seize points situés dans la région de l’écoulement subsonique, les valeurs de Cd calculées à partir de l’équation résultante d’ajustement de la courbe d’étalonnage doivent se situer à ± 0,5 % de la valeur de Cd pour chaque point d’étalonnage.» vii) L’ancien point 2.4 devient le point 2.5. viii) Le point 3 est remplacé par le texte suivant: «3. ÉTALONNAGE DU SYSTÈME DE MESURE DES PARTICULES 3.1. Introduction L’étalonnage de la mesure des particules est limité aux débitmètres utilisés pour déterminer le débit de prélèvement et le taux de dilution. Chaque débitmètre est étalonné aussi souvent que nécessaire afin de satisfaire aux exigences d’exactitude de la présente directive. La méthode d’étalonnage à utiliser est décrite au point 3.2. 3.2. Mesure du débit 3.2.1. Étalonnage périodique — Pour satisfaire aux exigences d’exactitude absolue des mesures de débit comme spécifié au point 2.2 de l’appendice 4 de la présente annexe, le débitmètre ou les instruments de mesure du débit sont étalonnés en utilisant un débitmètre précis répondant aux normes internationales et/ou nationales. — Si le débit du prélèvement de gaz est déterminé en mesurant le débit différentiel, le débitmètre ou l’instrument de mesure du débit est étalonné à l’aide d’une des procédures suivantes, de manière à ce que le débit q mp dans le tunnel satisfasse aux exigences d’exactitude prescrites au point 4.2.5.2 de l’appendice 4 de la présente annexe: a) Le débitmètre mesurant q mdw est connecté en série avec le débitmètre mesurant q mdew. La différence entre les deux débitmètres est étalonnée pour au moins cinq points de réglage, les valeurs de débit étant espacées de manière égale entre la valeur la plus basse de q mdw utilisée durant l’essai et la valeur de q mdew utilisée durant l’essai. Le tunnel de dilution peut être contourné. b) Un dispositif étalonné de mesure du débit massique est connecté en série avec le débitmètre mesurant q mdew et l’exactitude est vérifiée pour la valeur utilisée durant l’essai. Le dispositif étalonné de mesure du débit massique est ensuite connecté en série avec le débitmètre mesurant q mdw et l’exactitude est vérifiée pour au moins cinq réglages correspondant à des taux de dilution de 3 à 50, par rapport à la valeur de q mdew utilisée durant l’essai. c) Le tube de transfert TT est déconnecté de l’échappement et un dispositif étalonné de mesure du débit avec une plage appropriée pour mesurer q mp est connecté au tube de transfert. q mdew est ensuite réglé sur la valeur utilisée pendant l’essai et q mdw réglé successivement à au moins cinq valeurs correspondant à des taux de dilution q entre 3 et 50. À titre de variante, une voie spéciale peut être mise en place pour l’étalonnage, par laquelle le tunnel est contourné mais l’air total et l’air de dilution passent dans les débitmètres correspondants comme dans l’essai proprement dit. d) Un gaz marqueur est introduit dans le tube de transfert d’échappement TT. Ce gaz marqueur peut être un composant des gaz d’échappement, comme le CO2 ou des NOx. Après dilution dans le tunnel, on mesure le gaz marqueur pour cinq taux de dilution entre 3 et 50. L’exactitude du débit du prélèvement est déterminée à partir du taux de dilution r d: — L’exactitude des analyseurs de gaz d’échappement est prise en considération pour garantir l’exactitude de q mp. 3.2.2. Vérification du flux de carbone — Il est recommandé de procéder à une vérification du flux de carbone à l’aide de gaz d’échappement réels pour détecter les problèmes de mesure et de contrôle, et pour vérifier le bon fonctionnement du système en dérivation. La vérification du flux de carbone doit être effectuée au moins chaque fois qu’un nouveau moteur est installé ou qu’une modification importante est apportée à la chambre d’essai. — Le moteur doit fonctionner à la charge de couple maximale et au régime maximal ou dans tout autre mode stabilisé produisant 5 % de CO2 ou plus. Le système de prélèvement en dérivation doit fonctionner avec un facteur de dilution d’environ 15 à 1. — Si une vérification du flux de carbone est effectuée, la procédure indiquée à l’appendice 6 de la présence annexe est appliquée. Les débits de carbone sont calculés conformément aux points 2.1 à 2.3 de l’appendice 6 de la présente annexe. Les débits de carbone doivent se situer tous dans une fourchette de 6 % 3.2.3. Vérification avant essai — Dans les 2 heures qui précèdent l’essai, une vérification est effectuée comme suit: — Selon la même méthode que celle utilisée pour l’étalonnage (voir point 3.2.1), l’exactitude des débitmètres est vérifiée pour au moins deux points, y compris les valeurs de q mdw qui correspondent à des taux de dilution compris entre 5 et 15 pour la valeur de q mdew utilisée pendant l’essai. — Si les valeurs enregistrées par la procédure d’étalonnage décrite au point 3.2.1 permettent de démontrer que l’étalonnage des débitmètres est stable sur une période plus longue, il n’est pas nécessaire d’effectuer la vérification avant essai. 3.3. Détermination du temps de transformation (systèmes de dilution en dérivation pour l’essai ETC uniquement) — Les réglages du système pour l’évaluation du temps de transformation doivent être les mêmes que ceux utilisés pour les mesures durant l’essai proprement dit. Le temps de transformation est déterminé selon la méthode suivante. — Un débitmètre de référence indépendant ayant une plage de mesure adaptée au débit dans la sonde est monté en série avec la sonde et connecté à celle-ci. Le temps de transformation de ce débitmètre doit être inférieur à 100 ms pour le palier de débit utilisé lors de la mesure du temps de réponse, avec une restriction du débit suffisamment basse pour ne pas altérer la performance dynamique du système de dilution en dérivation et conforme aux règles de l’art. — Le débit de gaz d’échappement dans le système de dilution en dérivation (ou le débit d’air si on calcule le débit de gaz d’échappement) est modifié par paliers, en partant d’un débit faible jusqu’à atteindre au moins 90 % de la pleine échelle. Le déclencheur de la variation par paliers doit être le même que celui utilisé pour démarrer le contrôle anticipatif lors de l’essai proprement dit. L’impulsion de variation par paliers du débit de gaz d’échappement et la réponse du débitmètre sont enregistrées à une fréquence d’au moins 10 Hz. — Sur la base de ces données, on détermine le temps de transformation du système de dilution en dérivation, qui est le temps écoulé entre le déclenchement de l’impulsion de variation et le moment où la réponse du débitmètre a atteint 50 %. De la même manière, on détermine le temps de transformation du signal qmp du système de dilution en dérivation et du signal q mew,i du débitmètre d’échappement. Ces signaux sont utilisés lors des contrôles de régression effectués après chaque essai (voir point 3.8.3.2 de l’appendice 2 de la présente annexe). — Le calcul est répété pour au moins 5 impulsions de croissance et de décroissance et la moyenne des résultats est établie. Le temps de transformation interne (< 100 ms) du débitmètre de référence est soustrait de cette valeur. On obtient ainsi la “valeur d’anticipation” du système de dilution en dérivation, qui est appliquée conformément au point 3.8.3.2 de l’appendice 2 de la présente annexe. 3.4. Vérification des conditions de la dérivation La plage de vitesse des gaz d’échappement et les oscillations de pression sont vérifiées et réglées conformément aux exigences du point 2.2.1 de l’annexe V (EP), s’il y a lieu. 3.5. Intervalles d’étalonnage Les instruments de mesure du débit sont étalonnés au moins une fois tous les 3 mois ou à chaque réparation ou modification du système susceptible d’influencer l’étalonnage.» i) L’appendice 6 suivant est ajouté: «Appendice 6 VÉRIFICATION DU FLUX DE CARBONE 1. Introduction La quasi-totalité du carbone des gaz d’échappement provient du carburant et se présente sous forme de CO2. Cette vérification s’appuie donc sur la mesure du CO2. Le flux de carbone dans les systèmes de mesure des gaz d’échappement est déterminé à partir du débit de carburant. Le flux de carbone à différents points de prélèvement dans les émissions et les systèmes de prélèvement de particules est déterminé à partir des concentrations de CO2 et des débits de gaz à ces points. Dans ce sens, le moteur constitue une source connue de flux de carbone et l’observation de ce même flux de carbone dans le tuyau d’échappement et à la sortie du système de prélèvement PM en dérivation vérifie l’étanchéité et l’exactitude de la mesure du flux. Cette vérification présente l’avantage que les composants opèrent dans les conditions de température et de flux de l’essai réel du moteur. Le schéma suivant montre les points de prélèvement auxquels les flux de carbone doivent être vérifiés. Les équations spécifiques pour les flux de carbone à chacun des points de prélèvement sont