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Bullein science et environnement- mai/juin 2000

De la fumée sur l'eau

De la fumée sur l'eau

Si l'on demandait aux propriétaires de chalet où ils aimeraient le moins se baigner, la plupart diraient que c'est à la marina locale, où les embarcations à moteur laissent des nappes luisantes d'huile à la surface de l'eau et des nuages de gaz d'échappement bleus dans l'air. Les anciens moteurs à deux temps utilisés pour la grande majorité des quelque trois millions d'embarcations au Canada sont d'importantes sources de pollution de l'environnement qui contaminent le milieu marin et crachent chaque année dans l'atmosphère d'importantes quantités de polluants.

Les émissions provenant de sources hors route, comme les embarcations à moteur, l'équipement utilisé pour la pelouse et le jardin, et les véhicules de construction, représentent environ 20% de tout le smog produit par les sources mobiles au Canada. Toutefois, à l'encontre des automobiles, les moteurs marins n'ont jamais été assujettis à des règlements sur les émissions et sont donc beaucoup moins propres et efficaces. On a calculé qu'un moteur hors-bord à deux temps de 70 chevaux-vapeur (ch) produisait en une heure la même quantité de polluants hydrocarbonés qu'une nouvelle automobile parcourant 8 000 kilomètres.

Légers, peu coûteux et de longue durée, les moteurs à deux temps n'ont pas changé pour la peine depuis les années 40. Ils sont inefficaces et salissants parce que les orifices d'échappement dans les cylindres restent ouverts pendant une courte période de temps alors qu'une charge de carburant et d'air entre dans la chambre de combustion par l'orifice d'admission, ce qui a pour effet de permettre à une partie du carburant de sortir du cylindre avant la fermeture de l'orifice d'échappement. Il en résulte que le moteur expulse jusqu'à 40 % de son carburant sans le brûler. Les moteurs à deux temps posent un autre problème : comme ils nécessitent un mélange d'huile et d'essence, une partie du carburant expulsé est de l'huile brute.

Même si les moteurs hors-bord rejettent leurs émissions dans l'eau, de récentes études ayant trait à leurs effets sur les lacs ont montré que la plupart des composés hydrocarbonés présents dans l'eau migraient dans l'air en moins de six heures, et que des échantillons prélevés à une profondeur d'un mètre environ n'étaient pas contaminés. Toutefois, les hydrocarbures lourds, comme l'huile et la graisse, demeurent plus longtemps à la surface et peuvent être nocifs pour la santé des organismes microscopiques.

Pour mieux connaître la composition des émissions des moteurs marins, le Centre de technologie environnementale (CTE) d'Environnement Canada à Ottawa a commencé à analyser les gaz d'échappement des hors-bord pour mesurer les hydrocarbures totaux, les oxydes d'azote, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, l'huile et la graisse ainsi que les BTEX (le benzène, le toluène, l'éthylbenzène et les xylènes) – des hydrocarbures aromatiques carcinogènes ou mutagènes qui se forment pendant le processus de combustion.

Les essais du CTE ont démontré que les hors-bord à deux temps produisaient douze fois plus de BTEX et cinq fois plus d'huile et de graisse que ceux à quatre temps. D'autres comparaisons entre les gaz d'échappement d'une camionnette, d'un hors-bord de 9,9 ch à deux temps et d'un hors-bord de 9,9 ch à quatre temps ont permis de constater que le hors-bord à deux temps produisait 50% plus de monoxyde de carbone que celui à quatre temps, et près de 60 fois plus que la camionnette. En outre, le moteur à deux temps produisait 15 fois plus d'hydrocarbures non brûlés que celui à quatre temps, et près de 125 fois plus que la camionnette.

Des comparaisons de ce genre expliquent la disparité entre les émissions des véhicules routiers et celles des moteurs hors-bord. Les véhicules routiers sont assujettis depuis le milieu des années 70 à des normes canadiennes concernant les émissions, ce qui a donné lieu à la mise au point et à l'application de technologies antipollution plus perfectionnées, et il en est résulté une importante réduction des émissions de ces moteurs.

Pour s'attaquer à court terme au problème de la pollution atmosphérique produite par les moteurs marins, Environnement Canada et l'Association canadienne des manufacturiers de produits nautiques (ACMPN) ont annoncé en janvier de cette année un Protocole d'entente visant à mettre volontairement sur le marché canadien des moteurs hors-bord et des motomarines moins polluants.

Émission d'oxyde de carbone (CO) Émission d'hydrocarbures non brûlés (HT)

Consommation de carburant

En vertu du Protocole, les nouveaux hors-bord et les nouvelles motomarines vendus au Canada (à compter du modèle 2001) devront satisfaire aux normes de l'Protection Agency (EPA) des États-Unis relatives aux moteurs marins à étincelles, et une garantie concernant les émissions sera nécessaire. Les normes fédérales américaines relatives aux émissions ont pour but de réduire de 75 % par rapport à ce qu'ils étaient auparavant les rejets d'hydrocarbures provenant des hors-bord et des motomarines fonctionnant à l'essence. Ces règles, qui établissent des normes de plus en plus rigoureuses pour les émissions, ont été graduellement appliquées depuis 1998, et elles le seront complètement d'ici 2006.

D'après l'ACMPN, le Protocole assurera que des technologies plus perfectionnées et efficaces seront offertes sur le marché canadien et que le Canada ne sera pas le dépotoir des vieilles technologies non conformes qui ne peuvent être vendues aux États-Unis ni dans d'autres pays où des règlements sur les émissions sont en vigueur. Les consommateurs verront donc un important changement dans la gamme des produits. Cette nouvelle génération de moteurs et d'embarcations sera non seulement moins polluante, mais aussi plus efficace, ce qui réduira la consommation de combustibles fossiles et la création de gaz à effet de serre qui contribuent aux changements climatiques.

Afin d'être conformes au règlement de l'EPA, la plupart des hors-bord de moins de 90 ch utiliseront probablement à l'avenir un moteur à quatre temps. Comparativement aux moteurs à deux temps du même niveau de chevaux-pouvoir, les moteurs à quatre temps consomment environ 30 % moins d'essence à plein régime, et jusqu'à 80 % moins au ralenti. Ils produisent aussi moins de 20 % de polluants, et ils fonctionnent plus silencieusement et avec moins de secousses.

Les moteurs à quatre temps sont plus efficaces et produisent moins d'émissions parce que la soupape d'admission s'ouvre pour faire pénétrer le mélange d'air et de carburant une fois que toute la soupape d'échappement dans le haut du cylindre est fermée. En outre, étant donné que l'huile lubrifiante est contenue dans un réservoir isolé semblable à celui des automobiles, elle ne peut entrer dans le mélange d'air et de carburant, ce qui l'empêche d'être rejetée dans l'environnement.

Toutefois, les hors-bord à deux temps ne disparaîtront pas, car on a mis au point pour ces moteurs un système d'injection directe grâce auquel le processus de combustion ne produit pas d'émissions de carburant non brûlé. Ce système utilise des pompes à haute pression qui envoient des jets de carburant précisément calculés directement dans la chambre à combustion du moteur une fois que l'orifice d'échappement est fermé. Les moteurs à injection directe, plus complexes et coûteux que les moteurs réguliers à deux temps, sont sur le marché depuis quatre ans environ, mais ils se limitent généralement aux modèles de plus de 100 ch ainsi qu'aux marchés plus importants et plus rentables. Bien que les émissions de ces moteurs n'aient pas encore été vérifiées au CTE, les fabricants prétendent qu'ils satisfont à l'objectif de réduction de 75 % des hydrocarbures et qu'ils économisent 35 % plus de carburant que les anciens moteurs à deux temps munis d'un carburateur classique.

Les moteurs à quatre temps et les moteurs à injection directe coûtent tous les deux plus cher que les anciens moteurs à deux temps, mais les économies dans le coût du carburant permettront aux acheteurs de récupérer rapidement leurs investissements. Les fabricants ont aussi mis au point, pour les hors-bord, de petits convertisseurs catalytiques qui, dans certains cas, réduisent de 73 % les émissions. Cependant, en raison de problèmes d'ingénierie, l'utilisation de ces dispositifs n'est pas encore très répandue. Les hors-bord qui fonctionnent au carburant diesel présentent aussi des possibilités en ce qui concerne la réduction des émissions et une plus grande économie de carburant, mais ils occupent actuellement très peu de place sur l'ensemble du marché total en raison de leur coût plus élevé et du manque de stations-services.

Les spécialistes des politiques et les scientifiques d'Environnement Canada sont en train d'établir un plan d'action pour les véhicules, les moteurs et les carburants afin de s'attaquer au problème de la pollution atmosphérique produite par les sources mobiles; c'est l'une des mesures visant à assainir l'air que les Canadiens respirent. Ce plan, dressé de concert avec les intervenants intéressés, comportera des programmes de réduction des émissions, y compris des règlements, et sera mis en oeuvre au cours des dix prochaines années. Le Protocole d'entente sur les moteurs marins, en plus d'aider l'industrie marine du Canada à se mettre au diapason des instances les plus progressistes, la préparera à l'adoption possible de programmes de contrôle plus rigoureux à l'avenir.



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