CÉTANE INDICE DE

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L'aptitude à l'auto-inflammation d'un carburant pour moteur diesel est exprimée par l'indice de cétane. Dans ce type de moteur, on injecte le carburant sous haute pression dans l'air comprimé et l'inflammation naît spontanément après un temps très court, de l'ordre de 1 milliseconde. Ce processus est favorisé par accroissement du taux de compression qui peut varier entre 15 et 22, mais il faut en outre que le carburant présente une structure chimique favorable à l'auto-inflammation. Cette qualité s'exprime par l'indice de cétane.

La détermination s'effectue sur un moteur diesel expérimental à taux de compression variable, appelé moteur CFR (Cooperative Fuel Research). On recherche quel est, pour le carburant étudié, la valeur du taux de compression qui permet d'obtenir un délai d'auto-inflammation fixé. Celui-ci est déterminé en relevant au cours du cycle les moments respectifs de levée d'aiguille d'injecteur et de déclenchement de la combustion visible sur le diagramme de pression. On se réfère ensuite à une courbe d'étalonnage établie à partir de différents mélanges binaires de deux hydrocarbures de référence : le n cétane et l'α-méthylnaphtalène qui se voient attribuer arbitrairement des indices de cétane égaux, respectivement, à 100 et 0. Dans ces conditions, un carburant diesel présente un indice de cétane x, s'il se caractérise, sur le moteur CFR, par un même taux de compression critique qu'un mélange de x p. 100 de n cétane et (100 — x) p. 100 d'α-méthylnaphtalène.

Un gazole utilisé sur les voitures particulières et les camions diesel présente un indice de cétane compris, selon les pays, entre 42 et 55. Il n'est pas nécessaire de rechercher des produits à très haut indice de cétane, supérieur à 60 par exemple, car ils n'apporteraient pas d'avantages particuliers en matière de rendement et de performances. Inversement, un indice de cétane très bas, c'est-à-dire inférieur à 40, entraînerait des difficultés de démarrage, une combustion erratique, surtout au ralenti à froid et à faible charge, et un niveau de bruit plus important.

L'évolution moderne du raffinage a conduit à l'obtention de coupes pétrolières moyennes de nature aromatique et peu propices à l'auto-inflammation. On doit donc fréquemment combattre cette tendance par l'adjonction d'additifs améliorant l'indice de cétane.

En ce qui concerne la protection de l'environnement, l'utilisation de gazoles d'indice de cétane relativement élevé (supérieur à 50) contribue à réduire les émissions de certains polluants (oxyde de carbone, hydrocarbures, particules). C'est pourquoi, depuis le 1er janvier 2000, l'indice de cétane minimal du gazole européen est passé de 49 à 51. Un niveau minimal de 55, voire 58, est envisagé à l'horizon 2005-2010.

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Écrit par :

  • : ancien coordonnateur carburants à l'Institut français du pétrole, ancien professeur à l'École nationale supérieure du pétrole et des moteurs, docteur ès sciences de l'université de Louvain

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  • Daniel BALLERINI, 
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Dans le chapitre « Propriétés chimiques : l'indice de cétane »  : […] Dans le moteur Diesel, il est nécessaire que le gazole présente une structure chimique favorable à l'auto-inflammation. Cette qualité s'exprime par l'indice de cétane. Le comportement du gazole est comparé à celui de deux hydrocarbures choisis comme références : le n -cétane, très auto-inflammable auquel on attribue l'indice de cétane 100, et l' α méthylnaphtalène, très résistant à l'auto-inflamm […] Lire la suite

Pour citer l’article

Jean-Claude GUIBET, « CÉTANE INDICE DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/indice-de-cetane/