Directive (consolidé)02004L0026-20170101
Directive 2004/26/CE du Parlement européen et du Conseil du 21 avril 2004 modifiant la directive 97/68/CE sur le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures contre les émissions de gaz et de particules polluants provenant des moteurs à combustion interne destinés aux engins mobiles non routiers (Texte présentant de l'intérêt pour l'EEE)
| CELEX | 02004L0026-20170101 |
| Type | Directive (consolidé) |
| Date | dimanche 1 janvier 2017 |
Résumé IA
Cette directive consolide et renforce les limites d'émissions de gaz et de particules polluants pour les moteurs à combustion interne des engins mobiles non routiers (EMNR). Elle introduit des phases de normes plus strictes (Stades III et IV) pour réduire l'impact environnemental de ces moteurs, harmonisant ainsi les exigences techniques au sein de l'Union européenne. Pour un professionnel du droit français, ce texte est essentiel pour la transposition et le contrôle de la conformité des équipements tels que les engins de chantier, les groupes électrogènes ou les locomotives.
Texte intégral
| 30.4.2004 | FR | Journal officiel de l'Union européenne | L 146/1 |
DIRECTIVE 2004/26/CE DU PARLEMENT EUROPÉEN ET DU CONSEIL
du 21 avril 2004
modifiant la directive 97/68/CE sur le rapprochement des législations des États membres relatives aux mesures contre les émissions de gaz et de particules polluants provenant des moteurs à combustion interne destinés aux engins mobiles non routiers
(Texte présentant de l'intérêt pour l'EEE)
LE PARLEMENT EUROPÉEN ET LE CONSEIL DE L'UNION EUROPÉENNE,
vu le traité instituant la Communauté européenne, et notamment son article 95,
vu la proposition de la Commission (1),
vu l'avis du Comité économique et social européen (2),
statuant conformément à la procédure visée à l'article 251 du traité (3),
considérant ce qui suit:
| (1) | La directive 97/68/CE (4) met en œuvre en deux phases des valeurs limites d'émission pour les moteurs à allumage par compression et invite la Commission à proposer une réduction supplémentaire de ces valeurs limites, en tenant compte de l'ensemble des techniques disponibles pour contrôler les émissions polluantes des moteurs à allumage par compression ainsi que de la situation en matière de qualité de l'air. |
| (2) | Selon les conclusions du programme Auto-Oil, des mesures supplémentaires doivent être prises pour améliorer la qualité future de l'air dans la Communauté, particulièrement en ce qui concerne la formation d'ozone et les émissions de particules. |
| (3) | Dans le secteur des véhicules routiers, une technologie avancée de réduction des émissions provenant des moteurs à allumage par compression est déjà largement disponible et cette technologie devrait être applicable dans une large mesure dans le secteur des engins mobiles non routiers. |
| (4) | Il subsiste des incertitudes quant au rapport coût/efficacité de l'utilisation de dispositifs de post-traitement pour réduire les émissions de particules et d'oxydes d'azote (NOx). Une étude technique devrait être réalisée avant le 31 décembre 2007 et, le cas échéant, il conviendrait de prévoir des exemptions ou de reporter les dates d'entrée en vigueur. |
| (5) | Une procédure d'essai en régime transitoire doit être mise au point pour couvrir les conditions de fonctionnement réelles de ce type d'engins. L'essai devrait par conséquent comprendre, dans une proportion appropriée, les émissions d'un moteur à froid. |
| (6) | Dans des conditions de charge choisies au hasard et dans une plage de fonctionnement définie, le dépassement des valeurs limites ne devrait pas être supérieur à un pourcentage approprié. |
| (7) | En outre, il convient d'empêcher l'utilisation d'un dispositif d'invalidation ou d'une stratégie irrationnelle de contrôle des émissions. |
| (8) | Le paquet proposé de valeurs limites devrait être aligné autant que possible sur la législation en cours d'élaboration aux États-Unis, afin d'offrir aux constructeurs un marché mondial pour leurs moteurs. |
| (9) | Il convient d'appliquer également des normes d'émission pour des applications ferroviaires et de navigation intérieure, afin de contribuer à leur promotion en tant que modes de transport respectueux de l'environnement. |
| (10) | Lorsque des engins mobiles non routiers respectent anticipativement les futures phases de valeurs limites, il devrait être possible de le signaler. |
| (11) | En raison de la technologie requise pour respecter les valeurs limites des phases IIIB et IV pour les émissions de particules et de NOx, la teneur en soufre du carburant doit être réduite dans de nombreux États membres. Il convient de définir un carburant de référence qui reflète la situation sur le marché des carburants. |
| (12) | Il est important aussi de tenir compte des performances des moteurs en matière d'émissions pendant toute leur durée de vie utile. Des exigences de durabilité devraient être prescrites pour éviter la détérioration de ces performances. |
| (13) | Il est nécessaire de prévoir des dispositions spéciales pour les constructeurs d'équipements, afin de leur donner le temps de concevoir leurs produits et de résoudre les problèmes de production en petites séries. |
| (14) | Étant donné que l'objectif de la présente directive, à savoir l'amélioration de la qualité de l'air, ne peut pas être réalisé de manière suffisante par les États membres, car les limitations nécessaires en matière d'émissions des produits doivent être prescrites au niveau communautaire, la Communauté peut prendre des mesures, conformément au principe de subsidiarité consacré à l'article 5 du traité. Conformément au principe de proportionnalité tel qu'énoncé audit article, la présente directive n'excède pas ce qui est nécessaire pour atteindre cet objectif. |
| (15) | La directive 97/68/CE devrait donc être modifiée en conséquence, |
ONT ARRÊTÉ LA PRÉSENTE DIRECTIVE:
Article premier
La directive 97/68/CE est modifiée comme suit:
| 1) | À l'article 2, les tirets suivants sont ajoutés:
(5) JO L 164 du 30.6.1994, p. 15. Directive modifiée en dernier lieu par le règlement (CE) no 1882/2003 (JO L 284 du 31.10.2003, p. 1)."" |
| 2) | L'article 4 est modifié comme suit:
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| 3) | À l'article 6, le paragraphe suivant est ajouté: "5. Les moteurs à allumage par compression mis sur le marché dans le cadre d'un mécanisme de flexibilité sont étiquetés conformément à l'annexe XIII." |
| 4) | L'article suivant est inséré après l'article 7: "Article 7bis Bateaux de la navigation intérieure 1. Les dispositions ci-après s'appliquent aux moteurs destinés à être installés dans des bateaux de la navigation intérieure. Les paragraphes 2 et 3 ne s'appliquent pas tant que l'équivalence entre les exigences établies par la présente directive et celles établies dans le cadre de la convention de Mannheim sur la navigation du Rhin n'est pas reconnue par la Commission centrale pour la navigation du Rhin (ci-après dénommée "CCNR") et que la Commission n'en a pas été informée. 2. Jusqu'au 30 juin 2007, les États membres ne peuvent pas refuser la mise sur le marché de moteurs qui répondent aux conditions établies par la CCNR étape I, pour laquelle les valeurs limites d'émission sont établies à l'annexe XIV. 3. À partir du 1er juillet 2007 et jusqu'à l'entrée en vigueur d'un ensemble supplémentaire de valeurs limites qui résulteraient d'autres modifications de la présente directive, les États membres ne peuvent refuser la mise sur le marché de moteurs qui répondent aux conditions établies par la CCNR étape II, pour laquelle les valeurs limites d'émission sont établies à l'annexe XV. 4. Conformément à la procédure visée à l'article 15, l'annexe VII est adaptée pour intégrer les informations supplémentaires et spécifiques qui peuvent être requises en ce qui concerne le certificat de réception par type pour les moteurs destinés à être installés dans des bateaux de la navigation intérieure. 5. Aux fins de la présente directive, pour ce qui concerne les bateaux de la navigation intérieure, tout moteur auxiliaire d'une puissance supérieure à 560 kW est soumis aux mêmes conditions que les moteurs de propulsion." |
| 5) | L'article 8 est modifié comme suit:
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| 6) | L'article 9 est modifié comme suit:
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| 7) | L'article 10 est modifié comme suit:
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| 8) | Les annexes sont modifiées comme suit:
et la liste des annexes est modifiée en conséquence. |
Article 2
Au plus tard le 31 décembre 2007, la Commission:
| a) | réévalue ses estimations d'inventaire d'émissions non routières et examine spécifiquement les contrôles par recoupement éventuel et les facteurs de correction; |
| b) | examine la technologie disponible, y inclus les coûts/bénéfices, en vue de confirmer les valeurs limites des phases III B et IV et d'évaluer la nécessité éventuelle de mécanismes de flexibilité ou d'exemptions supplémentaires, ou de dates d'introduction ultérieures pour certains types d'équipements ou de moteurs, en tenant compte des moteurs équipant des engins mobiles non routiers affectés à des utilisations saisonnières; |
| c) | évalue la mise en œuvre de cycles d'essais pour les moteurs équipant les autorails et les locomotives, et, dans le cas de ces dernières, le rapport coûts/bénéfices d'une nouvelle réduction des valeurs limites d'émissions, en vue de la mise en œuvre de dispositifs de post-traitement des émissions de NOx; |
| d) | examine la nécessité d'introduire une série supplémentaire de valeurs limites pour les moteurs destinés aux bateaux de la navigation intérieure, compte tenu notamment de la possibilité technique et économique de réductions optionnelles secondaires dans cette application; |
| e) | examine la nécessité d'introduire des valeurs limites d'émissions pour les moteurs d'une puissance inférieure à 19 kW ou supérieure à 560 kW; |
| f) | examine la disponibilité des carburants nécessaires aux technologies mises en œuvre pour se conformer aux normes des phases III B et IV; |
| g) | examine les conditions de fonctionnement des moteurs au-delà desquelles les pourcentages maximum autorisés pour le dépassement des valeurs limites d'émissions prévues à l'annexe I, points 4.1.2.5 et 4.1.2.6 peuvent être dépassés, et présente des propositions appropriées pour l'adaptation technique de la directive, conformément à la procédure visée à l'article 15 de la directive 97/68/CE; |
| h) | évalue la nécessité d'un système de "conformité des équipements en service" et examine les solutions possibles pour sa mise en œuvre; |
| i) | envisage une réglementation détaillée pour prévenir le "cycle beating " et le "cycle by-pass", et soumet, le cas échéant, des propositions au Parlement européen et au Conseil. |
Article 3
1. Les États membres mettent en vigueur les dispositions législatives, réglementaires et administratives nécessaires pour se conformer à la présente directive au plus tard le ... (9) Ils en informent immédiatement la Commission.
Lorsque les États membres adoptent ces dispositions, celles-ci contiennent une référence à la présente directive ou sont accompagnées d'une telle référence lors de leur publication officielle. Les modalités de cette référence sont arrêtées par les États membres.
2. Les États membres communiquent à la Commission le texte des principales dispositions de droit interne qu'ils adoptent dans le domaine régi par la présente directive.
Article 4
Les États membres fixent les sanctions en cas de violation des dispositions nationales arrêtées conformément à la présente directive et prennent toutes mesures nécessaires pour leur mise en œuvre. Ces sanctions doivent être efficaces, proportionnées et dissuasives. Les États membres communiquent ces dispositions à la Commission au plus tard le ... (10). Ils l'informent dans les meilleurs délais de toute modification ultérieure de ces dispositions.
Article 5
La présente directive entre en vigueur le vingtième jour suivant celui de sa publication au Journal officiel de l'Union européenne.
Article 6
Les États membres sont destinataires de la présente directive.
Fait à Strasbourg, le 21 avril 2004
Par le Parlement européen
Le président
P. COX
Par le Conseil
Le président
D. ROCHE
(1) JO C
(2) JO C 220 du 16.9.2003, p. 16.
(3) Avis du Parlement européen du 21 octobre 2003 (non encore paru au Journal officiel) et décision du Conseil du 30 mars 2004 (non encore parue au Journal officiel).
(4) JO L 59 du 27.2.1998, p. 1. Directive modifiée en dernier lieu par la directive 2002/88/CE (JO L 35 du 11.2.2003, p. 28).
(9) Douze mois à compter de la date d'entrée en vigueur de la présente directive.
(10) Douze mois à compter de la date d'entrée en vigueur de la présente directive.
ANNEXE I
1. L'ANNEXE I EST MODIFIÉE COMME SUIT:
| 1) | La section 1 est modifiée comme suit:
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| 2) | La section 2 est modifiée comme suit:
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| 3) | La section 3 est modifiée comme suit:
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| 4) | La section 4 est modifiée comme suit:
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2. L'ANNEXE III EST MODIFIÉE COMME SUIT:
| 1) | La section 1 est modifiée comme suit:
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| 2) | La section 2 est modifiée comme suit:
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| 3) | La section 3 est modifiée comme suit:
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| 4) | La section suivante est insérée: "4. EXÉCUTION DE L'ESSAI (ESSAI NRTC) 4.1. Introduction Dans l'annexe III, appendice 4, l'essai NRTC est décrit comme une séquence seconde par seconde de valeurs de régime et de couple normalisées applicables à tous les moteurs Diesel couverts par la directive. Pour exécuter l'essai dans une chambre d'essai de moteurs, les valeurs normalisées sont converties en valeurs réelles pour le moteur à l'essai, sur la base de sa courbe de cartographie. Cette conversion est appelée dénormalisation et le cycle d'essai qui en résulte est appelé cycle de référence du moteur à essayer. Avec ces valeurs de régime et de couple de référence, le cycle est exécuté dans la chambre d'essai et les valeurs de réaction du régime et du couple sont enregistrées. Afin de valider l'essai, une analyse de régression des valeurs de référence et de réaction du régime et du couple est effectuée à la fin de l'essai.
4.2. Procédure de réalisation de la cartographie du moteur Lors de l'exécution du NRTC dans la chambre d'essai, une cartographie du moteur est réalisée avant l'exécution du cycle d'essai afin de déterminer la courbe régime/couple. 4.2.1. Détermination de la gamme de régimes de la cartographie Les régimes de cartographie minimal et maximal sont définis comme suit: Régime de cartographie minimal= régime de ralenti Régime de cartographie maximal= nsup x 1,02 ou régime auquel le couple à pleine charge tombe à zéro, la valeur la plus faible étant retenue (où nsup est le régime supérieur, défini comme le régime le plus élevé du moteur auquel 70 % de la puissance nominale sont fournis). 4.2.2. Courbe de cartographie du moteur Le moteur est mis en température à la puissance maximale afin de stabiliser ses paramètres conformément à la recommandation du constructeur et aux règles de l'art. Une fois le moteur stabilisé, la cartographie du moteur est réalisée selon les procédures suivantes. 4.2.2.1. Cartographie transitoire
4.2.2.2. Cartographie progressive
4.2.3. Élaboration de la courbe de cartographie Tous les points de données enregistrés au point 4.2.2 sont reliés par interpolation linéaire. La courbe de couple résultante constitue la courbe de cartographie et sert à convertir les valeurs de couple normalisées de la programmation du dynamomètre (annexe III, appendice 4) en valeurs de couple effectives pour le cycle d'essai, comme décrit au point 4.3.3. 4.2.4. Autres techniques de cartographie Si un constructeur estime que les techniques de cartographie exposées ci-dessus ne sont pas fiables ou représentatives d'un moteur quelconque donné, d'autres techniques de cartographie peuvent être appliquées. À l'instar des procédures de cartographie spécifiées, elles doivent viser à déterminer le couple maximal disponible à tous les régimes du moteur atteints au cours des cycles d'essai. Les techniques qui, pour des raisons de fiabilité ou de représentativité, s'écartent des techniques spécifiées doivent être approuvées par les parties concernées en même temps que la justification de leur emploi. En aucun cas, la courbe de couple ne pourra cependant être obtenue à partir de vitesses décroissantes pour des moteurs à régulateur ou à turbocompresseur. 4.2.5. Renouvellement des essais Une cartographie de moteur ne doit pas nécessairement être réalisée avant chaque cycle d'essai. Tel ne doit être le cas que:
4.3. Élaboration du cycle d'essai de référence 4.3.1. Régime de référence Le régime de référence (nréf) correspond aux valeurs de régime à 100 % spécifiées dans la programmation du dynamomètre (annexe III, appendice 4). Il est évident que le cycle effectif du moteur résultant de la dénormalisation dépend dans une large mesure du choix du régime de référence approprié. Le régime de référence est défini comme suit: nréf = régime inférieur + 0,95 x (régime supérieur - régime inférieur) (Le régime supérieur est le régime le plus élevé du moteur auquel 70 % de la puissance nominale sont fournis, alors que le régime inférieur est le régime le plus bas du moteur auquel 50 % de la puissance nominale sont fournis.) 4.3.2. Dénormalisation du régime du moteur Le régime est dénormalisé en appliquant la formule suivante: 4.3.3. Dénormalisation du couple du moteur Les valeurs de couple dans la programmation du dynamomètre (annexe III, appendice 4), sont normalisées jusqu'au couple maximal au régime correspondant. Les valeurs de couple du cycle de référence comme suit à l'aide de la courbe de cartographie calculée conformément au point 4.2.2: pour le régime effectif correspondant tel qu'il est déterminé au point 4.3.2. 4.3.4. Exemple de procédure de dénormalisation À titre d'exemple, le point d'essai suivant doit être dénormalisé: % de régime = 43 % de couple = 82 En supposant les valeurs suivantes:
nous obtenons: Avec le couple maximal de 700 Nm observé sur la courbe de cartographie à 1 288 tr/min 4.4. Dynamomètre
4.5. Exécution de l'essai de mesure des émissions Le diagramme ci-dessous décrit les différentes séquences de l'essai.  Avant le cycle de mesure, un ou plusieurs cycles préliminaires peuvent être exécutés, si nécessaire, pour vérifier le moteur, la chambre d'essai et les systèmes d'émission. 4.5.1. Préparation des filtres d'échantillonnage Une heure au moins avant l'essai, chaque filtre est mis dans une boîte de Petri protégée contre la poussière mais permettant les échanges d'air, et celle-ci est placée dans une chambre de pesée afin de stabiliser le filtre. À la fin de la période de stabilisation, chaque filtre est pesé et le poids est enregistré. Le filtre est alors stocké dans une boîte de Petri fermée ou dans un porte-filtre jusqu'au moment de l'essai. Le filtre doit être utilisé dans les huit heures après sa sortie de la chambre de pesée. La tare est enregistrée. 4.5.2. Installation du matériel de mesure L'appareillage et les sondes de prélèvement sont mis en place selon les instructions. En cas d'utilisation d'un système de dilution en circuit principal, le tuyau arrière d'échappement doit être connecté à ce système. 4.5.3. Mise en marche et conditionnement du système de dilution et du moteur Le système de dilution et le moteur sont démarrés et mis en température. Le système d'échantillonnage est conditionné en faisant fonctionner le moteur au régime nominal et à un couple de 100 % pendant 20 minutes au moins, tout en faisant fonctionner soit le système d'échantillonnage en circuit partiel, soit le système CVS en circuit principal avec dilution secondaire. Des échantillons à blanc d'émissions de particules sont ensuite prélevés. Les filtres à particules ne doivent pas être stabilisés ou pesés et peuvent être jetés. Les filtres peuvent être changés pendant le conditionnement, pour autant que la durée totale de l'échantillonnage à travers les filtres et le système d'échantillonnage soit supérieure à 20 minutes. Le débit est réglé de manière à ce qu'il corresponde approximativement au débit choisi pour les essais en régime transitoire. À partir de la valeur de 100 %, on réduit le couple tout en maintenant le régime nominal au niveau nécessaire afin de ne pas dépasser la température maximale de 191 oC dans la zone de prélèvement. 4.5.4. Mise en marche du système d'échantillonnage des particules Le système d'échantillonnage des particules est mis en marche et doit fonctionner en dérivation. La concentration de fond des particules dans l'air de dilution peut être déterminée en échantillonnant l'air de dilution avant l'entrée des gaz d'échappement dans le tunnel de dilution. Il est préférable de prélever l'échantillon de particules de fond pendant le cycle transitoire si un autre système d'échantillonnage des particules est utilisé. Sinon, le système utilisé pour le prélèvement de particules dans le cycle en régime transitoire peut être utilisé. Si on utilise de l'air de dilution filtré, il suffit de procéder à une seule mesure avant ou après l'essai. Si l'air de dilution n'est pas filtré, une mesure est effectuée avant le début et après la fin du cycle et la moyenne des valeurs est établie. 4.5.5. Réglage du système de dilution Le débit total de gaz d'échappement dilués d'un système de dilution en circuit principal ou le débit de gaz d'échappement dilués dans un système de dilution en circuit partiel est réglé de manière à éliminer la condensation d'eau dans le système et à obtenir une température de 315 K (42 oC) à 325 K (52 oC) à la section d'entrée du filtre. 4.5.6. Vérification des analyseurs Les analyseurs d'émissions sont mis à zéro et étalonnés. Si des sacs de prélèvement sont utilisés, ils doivent être vidés. 4.5.7. Procédure de démarrage du moteur Le moteur stabilisé est démarré à l'aide d'un démarreur de série ou du dynamomètre dans les 5 minutes suivant la mise en température, conformément à la procédure de démarrage recommandée par le constructeur dans le manuel d'utilisation. En option, l'essai peut débuter dans les 5 minutes suivant la phase de conditionnement sans couper le moteur lorsque ce dernier a atteint le régime de ralenti. 4.5.8. Exécution du cycle 4.5.8.1. Séquence d'essai On démarre la séquence d'essai après la mise en marche du moteur lorsque celui-ci a été arrêté à la fin de la phase de conditionnement ou avec le moteur tournant au ralenti si l'essai est exécuté directement après la phase de conditionnement. L'essai est exécuté conformément au cycle de référence défini à l'annexe III, appendice 4. Les points de réglage qui déterminent le régime et le couple du moteur sont sortis à 5 Hz (10 Hz recommandés) minimum. Les points de réglage sont calculés par interpolation linéaire entre les points de réglage à 1 Hz du cycle de référence. Le régime et le couple de réaction du moteur sont enregistrés au moins une fois par seconde durant le cycle d'essai et les signaux peuvent être filtrés par voie électronique. 4.5.8.2. Réponse des analyseurs Si le cycle débute dès le conditionnement, l'équipement de mesure doit être démarré en même temps que le moteur ou la séquence d'essai:
Dans le cas de la mesure des gaz d'échappement bruts, les concentrations des émissions (HC, CO et NOx) et le débit massique des gaz d'échappement sont mesurés en continu et stockés dans un ordinateur à une fréquence d'au moins 2 Hz. Toutes les autres données peuvent être enregistrées à une fréquence d'au moins 1 Hz. Pour les analyseurs analogiques, la réponse est enregistrée et les données d'étalonnage peuvent être utilisées en ligne ou hors ligne pendant l'évaluation des données. Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, les hydrocarbures (HC) et les NOx sont mesurés en continu dans le tunnel de dilution à une fréquence d'au moins 2 Hz. Les concentrations moyennes sont calculées en intégrant les signaux de l'analyseur sur toute la durée du cycle d'essai. Le temps de réponse du système ne doit pas être supérieur à 20 s et, s'il y a lieu, doit être coordonné avec les fluctuations du débit de l'échantillon à volume constant et avec les écarts de la durée du prélèvement/du cycle d'essai. Les quantités de CO et de CO2 sont calculées en intégrant ou en analysant les concentrations du sac de prélèvement collecté durant le cycle. Les concentrations de gaz polluants dans l'air de dilution sont calculées par intégration ou par analyse de l'air de dilution collecté dans un sac de prélèvement. Tous les autres paramètres devant être mesurés sont enregistrés à raison d'une mesure par seconde (1 Hz) minimum. 4.5.8.3. Prélèvement de particules Si le cycle débute dès le conditionnement, le système de prélèvement de particules est commuté du mode de dérivation en mode de collecte des particules dès le démarrage du moteur ou de la séquence d'essai. Si un système de dilution en circuit partiel est utilisé, la ou les pompes de prélèvement doivent être réglées de sorte que le débit qui traverse la sonde de prélèvement de particules ou le tube de transfert reste proportionnel au débit massique de gaz d'échappement. Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, la ou les pompes de prélèvement doivent être réglées de sorte que le débit qui traverse la sonde de prélèvement de particules ou le tube de transfert à une valeur située à ± 5 % du débit réglé. En présence d'une compensation de débit (à savoir un contrôle proportionnel du débit de l'échantillon), il faut démontrer que le rapport du débit du tunnel principal à celui de l'échantillon de particules ne varie pas de plus de ± 5 % par rapport à sa valeur réglée (à l'exception des 10 premières secondes du prélèvement). NOTE: Dans le cas d'une dilution double, le débit de l'échantillon est la différence nette entre le débit qui traverse les filtres de prélèvement et le débit d'air de dilution secondaire. Les valeurs moyennes de température et de pression au(x) compteur(s) de gaz ou à l'entrée des instruments de mesure du débit doivent être enregistrées. Si, en raison d'une charge élevée de particules sur le filtre, le débit réglé ne peut pas être maintenu pendant toute la durée du cycle (à ± 5 %), l'essai est annulé. Il doit être recommencé avec un débit inférieur et/ou un diamètre de filtre plus grand. 4.5.8.4. Calage du moteur Si le moteur cale à un moment quelconque du cycle d'essai, il doit être conditionné et redémarré, puis l'essai doit être recommencé. L'essai est annulé lors d'une défaillance d'un des équipements d'essai requis durant le cycle d'essai. 4.5.8.5. Opérations après l'essai Au terme de l'essai, la mesure du débit volumique de gaz d'échappement, le volume de gaz d'échappement dilués, l'écoulement du gaz dans les sacs collecteurs et la pompe de prélèvement de particules doivent être arrêtés. Dans le cas d'un analyseur intégrateur, le prélèvement est poursuivi jusqu'à l'écoulement des temps de réponse du système. Si des sacs collecteurs sont utilisés, leurs concentrations sont analysées dès que possible et, en tout état de cause, 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. Les filtres à particules sont ramenés dans la chambre de pesée une heure au plus tard après la fin de l'essai. Pendant au moins une heure avant d'être pesés, ils sont conditionnés dans une boîte de Petri protégée contre la poussière mais permettant les échanges d'air. Le poids brut des filtres est enregistré. 4.6. Vérification de l'exécution de l'essai 4.6.1. Décalage de données Afin de réduire au minimum l'effet de biais dû au laps de temps qui sépare les valeurs de réaction de celles du cycle de référence, toute la séquence de signaux de réaction du régime et du couple du moteur peut être avancée ou retardée dans le temps en fonction de la séquence de régime et de couple de référence. Si les signaux de réaction sont décalés, le régime et le couple doivent être décalés de la même valeur dans la même direction. 4.6.2. Calcul du travail du cycle Le travail du cycle effectif Weff. (kWh) est calculé avec chaque paire enregistrée de valeurs de réaction de régime et de couple du moteur. Le travail du cycle effectif Weff. sert à effectuer une comparaison avec le travail du cycle de référence Wréf. et à déterminer les émissions spécifiques aux freins. La même méthode est appliquée pour intégrer la puissance de référence et la puissance effective du moteur. Si les valeurs doivent être calculées entre des valeurs de référence ou de mesure adjacentes, une interpolation linéaire est effectuée. Lors de l'intégration du travail du cycle de référence et du travail du cycle effectif, toutes les valeurs de couple négatives sont mises à zéro et incluses. Lorsqu'une intégration se déroule à une fréquence inférieure à 5 Hz et que, durant un laps de temps donné, la valeur du couple devient négative ou positive, la partie négative est calculée et mise à zéro. La partie positive est incluse dans la valeur intégrée. Weff. doit se situer entre -15 % et + 5 % de Wréf. 4.6.3. Statistiques de validation du cycle d'essai Pour le régime, le couple et la puissance, des régressions linéaires des valeurs de réaction doivent être exécutées par rapport aux valeurs de référence, et ce, après tout décalage des données de réaction si cette option est retenue. La méthode des moindres carrés doit être appliquée et l'équation se présente comme suit: y = mx + b où:
L'erreur type de l'estimation (SE) de y sur x et le coefficient de détermination (r2) sont calculés pour chaque droite de régression. Il est recommandé d'effectuer cette analyse à 1 Hz. Pour qu'un essai soit jugé valable, il doit satisfaire aux critères du tableau 1. Tableau 1. Tolérances de la droite de régression
Pour les besoins des analyses de régression uniquement, des points peuvent être effacés avant le calcul de régression lorsqu'ils sont indiqués dans le tableau 2. Toutefois, ces points ne peuvent pas être effacés pour le calcul du travail du cycle et des émissions. Un point de ralenti est défini comme un point ayant un couple de référence normalisé de 0 % et un régime de référence normalisé de 0 %. L'effacement de points peut s'appliquer à la totalité du cycle à une partie quelconque de celui-ci. Tableau 2. Points pouvant être effacés dans une analyse de régression (les points effacés doivent être précisés)
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| 5) | L'appendice 1 est remplacé par le texte suivant: "APPENDICE 1 MÉTHODES DE MESURE ET D'ÉCHANTILLONNAGE 1. MÉTHODES DE MESURE ET D'ÉCHANTILLONNAGE (ESSAI NRSC) Les gaz et particules émis par le moteur présenté aux essais sont mesurés par les méthodes décrites à l'annexe VI. Celles-ci définissent les systèmes d'analyse recommandés pour les émissions gazeuses (point 1.1) et les méthodes conseillées pour la dilution et l'échantillonnage des particules (point 1.2). 1.1. Spécification concernant le dynamomètre On utilise un banc dynamométrique pour moteur dont les caractéristiques sont suffisantes pour permettre l'exécution du cycle d'essai prescrit à l'annexe III point 3.7.1. Les appareils de mesure du couple et de la vitesse doivent permettre de mesurer la puissance dans les limites indiquées. Des calculs supplémentaires peuvent être nécessaires. La précision de ces instruments doit être telle que les tolérances maximales des chiffres indiqués au point 1.3 ne soient pas dépassées. 1.2. Débit des gaz d'échappement Le débit des gaz d'échappement est défini par l'une des méthodes indiquées aux points 1.2.1 à 1.2.4. 1.2.1. Méthode de mesure directe Mesure directe du débit des gaz d'échappement au moyen d'un débitmètre à venturi ou d'un appareil de mesure équivalent (pour plus de précisions, voir la norme ISO 5167:2000). NOTE: La mesure directe du débit des gaz est une tâche délicate. Il convient de prendre des précautions pour éviter les erreurs de mesure qui entraîneraient des erreurs dans les valeurs d'émission. 1.2.2. Méthode de mesure du débit d'air et de carburant Mesure du débit d'air et du débit de carburant. On utilise des débitmètres à air et à carburant ayant une précision conforme à celle définie au point 1.3. Le débit des gaz d'échappement se calcule comme suit: GEXHW = GAIRW + GFUEL (masse d'échappement humide) 1.2.3. Méthode de l'équivalent-carbone Calcul de la masse d'échappement d'après la consommation de carburant et les concentrations de gaz d'échappement par la méthode de l'équivalent-carbone (annexe III, appendice 3). 1.2.4. Méthode de mesure d'un gaz marqueur Cette méthode consiste à mesurer la concentration d'un gaz marqueur dans les gaz d'échappement. Une quantité connue d'un gaz inerte (hélium pur, par exemple) est injectée en tant que gaz marqueur dans le débit de gaz d'échappement. Le gaz marqueur est mélangé et dilué par les gaz d'échappement, mais ne doit pas réagir dans le tuyau d'échappement. La concentration de ce gaz est ensuite mesurée dans l'échantillon de gaz d'échappement. Pour assurer le mélange complet du gaz marqueur, la sonde de prélèvement de gaz d'échappement doit se trouver à au moins 1 mètre ou 30 fois le diamètre du tuyau d'échappement, la valeur la plus grande étant retenue, en aval du point d'injection du gaz marqueur. La sonde de prélèvement peut se trouver plus près du point d'injection si on vérifie que le mélange est complet en comparant la concentration de gaz marqueur à la concentration de référence lorsque le gaz marqueur est injecté en amont du moteur. Le débit du gaz marqueur est réglé de telle manière que la concentration du gaz marqueur au régime de ralenti du moteur, après mélange, devient inférieure à la pleine échelle de l'analyseur de gaz marqueur. Le débit des gaz d'échappement se calcule comme suit: où:
La concentration de fond du gaz marqueur (conca) peut être déterminée en établissant la moyenne de la concentration de fond mesurée immédiatement avant et après l'exécution de l'essai. La concentration de fond peut être négligée si elle est inférieure à 1 % de la concentration du gaz marqueur après mélange (concmix.) au débit maximal des gaz d'échappement. L'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit de gaz d'échappement et doit être étalonné conformément à l'appendice 2, point 1.11.2. 1.2.5. Méthode de mesure du débit d'air et du rapport air/carburant Cette méthode consiste à calculer la masse des gaz d'échappement à partir du débit d'air et du rapport air/carburant. Le débit massique instantané des gaz d'échappement se calcule comme suit: où: A / F st = 14,5 où:
NOTE: Le calcul repose sur un carburant Diesel ayant un rapport H/C de 1,8. Le débitmètre d'air doit être conforme aux spécifications de précision indiquées au tableau 3, l'analyseur de CO2 utilisé doit être conforme aux spécifications de la section 1.4.1 et l'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit des gaz d'échappement. En option, la mesure du rapport air/carburant relatif peut être effectuée à l'aide d'un appareillage de mesure du rapport air/carburant, tel qu'un capteur de type zircone, conformément aux spécifications indiquées à la section 1.4.4. 1.2.6. Débit total de gaz d'échappement dilués Si on utilise un système de dilution en circuit principal, le débit total des gaz d'échappement dilués (GTOTW) est mesuré avec une PDP, un CFV ou un SSV (annexe VI, point 1.2.1.2). La précision doit être conforme aux dispositions de l'annexe III, appendice 2, point 2.2. 1.3. Précision L'étalonnage de tous les instruments de mesure découle des normes nationales ou internationales et est conforme aux prescriptions du tableau 3. Tableau 3. Précision des instruments de mesure
1.4. Détermination des composants gazeux 1.4.1. Spécifications générales concernant les analyseurs Les analyseurs doivent pouvoir effectuer des mesures dans une plage correspondant à la précision exigée pour mesurer les concentrations de composants de gaz d'échappement (point 1.4.1.1). Il est recommandé d'utiliser les analyseurs de telle façon que la concentration mesurée se situe entre 15 et 100 % de la pleine échelle. Les concentrations inférieures à 15 % de la pleine échelle sont aussi acceptables si la valeur de la pleine échelle est de 155 ppm (ou ppm C) ou moins, ou si on utilise des systèmes de relevés (ordinateurs, répertoires de données) qui donnent une précision suffisante et une résolution inférieure à 15 % de la pleine échelle. Dans ce cas, des étalonnages supplémentaires doivent être faits pour garantir l'exactitude des courbes d'étalonnage (annexe III, appendice 2, point 1.5.5.2). La compatibilité électromagnétique (CEM) du matériel doit être d'un niveau propre à réduire au minimum les erreurs supplémentaires. 1.4.1.1. Erreur de mesure L'analyseur ne doit pas s'écarter du point d'étalonnage nominal de plus de ± 2 % du relevé ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant retenue. NOTE: Aux fins de la présente norme, la précision est définie comme étant l'écart entre le relevé de l'analyseur et les valeurs nominales d'étalonnage obtenues avec un gaz d'étalonnage (≡ valeur vraie). 1.4.1.2. Répétabilité La répétabilité, définie comme étant égale à 2,5 fois l'écart type de dix réponses consécutives à un gaz d'étalonnage ou de réglage de sensibilité donné, ne doit pas dépasser ± 1 % de la concentration à pleine échelle pour chaque plage utilisée au-dessus de 155 ppm (ou ppm C) ou ± 2 % de chaque plage utilisée au-dessous de 155 ppm (ou ppm C). 1.4.1.3. Bruit La réponse crête à crête de l'analyseur à des gaz de mise à zéro et d'étalonnage ou de réglage de sensibilité sur une période quelconque de 10 secondes ne doit pas dépasser 2 % de la pleine échelle sur toutes les plages utilisées. 1.4.1.4. Dérive du zéro La dérive du zéro sur une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la plage la plus basse utilisée. La réponse zéro est définie comme étant la réponse moyenne, y compris le bruit, à un gaz de mise à zéro dans un intervalle de temps de 30 secondes. 1.4.1.5. Dérive d'étalonnage La dérive d'étalonnage durant une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la gamme inférieure utilisée. L'étalonnage est défini comme la différence entre la réponse d'étalonnage et la réponse du zéro. La réponse d'étalonnage est définie comme la réponse moyenne, y compris les bruits, à un gaz de réglage de sensibilité durant un intervalle de temps de 30 secondes. 1.4.2. Séchage des gaz Le dispositif facultatif utilisé pour sécher les gaz doit avoir un effet minimal sur la concentration des gaz mesurés. Les agents de séchage chimiques ne sont pas acceptables en tant que méthode pour éliminer l'eau de l'échantillon. 1.4.3. Analyseurs Les points 1.4.3.1 à 1.4.3.5 du présent appendice indiquent les principes de mesure à utiliser. Une description détaillée des systèmes de mesure figure à l'annexe VI. Les gaz à mesurer doivent être analysés au moyen des appareils décrits ci-après. L'utilisation de circuits de linéarisation est autorisée avec les analyseurs non linéaires. 1.4.3.1. Analyse du monoxyde de carbone (CO) L'analyseur de monoxyde de carbone sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 1.4.3.2. Analyse du dioxyde de carbone (CO2) L'analyseur de gaz carbonique sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 1.4.3.3. Analyse des hydrocarbures (HC) L'analyseur des hydrocarbures sera du type détecteur à ionisation de flamme chauffé (HFID), le détecteur, les vannes, la tuyauterie, etc. étant chauffés de façon à maintenir une température du gaz de 463 K (190 oC) ±10 K. 1.4.3.4. Analyse des oxydes d'azote (NOX) L'analyseur des oxydes d'azote sera du type détecteur à chimiluminescence (CLD) ou détecteur à chimiluminescence chauffé (HCLD) avec un convertisseur NO2/NO si la mesure est effectuée en conditions sèches. Si la mesure est faite en conditions humides, on utilise un appareil HCLD avec convertisseur maintenu au-dessus de 328 K (55 oC), à condition que la vérification de l'effet d'atténuation de l'eau (annexe III, appendice 2, point 1.9.2.2) ait été satisfaisante. Pour les appareils CLD comme pour les appareils HCLD, le trajet des échantillons doit être maintenu à une température de paroi de 328 K à 473 K (55 oC à 200 oC) jusqu'au convertisseur pour la mesure en conditions sèches et jusqu'à l'analyseur pour la mesure en conditions humides. 1.4.4. Mesure du rapport air/carburant L'appareillage de mesure du rapport air/carburant utilisé pour déterminer le débit de gaz d'échappement comme décrit au point 1.2.5 doit être un capteur à large plage de mesure ou une sonde lambda de type zircone. Le capteur est monté directement sur le tuyau d'échappement, à un point où la température des gaz d'échappement est suffisamment élevée pour qu'il n'y ait pas de condensation de l'eau. La précision du capteur avec l'électronique incorporée doit être de:
Pour que les spécifications de précision ci-dessus puissent être respectées, le capteur doit être étalonné selon les instructions du constructeur de l'instrument. 1.4.5. Échantillonnage des émissions gazeuses Les sondes d'échantillonnage des émissions gazeuses doivent être montées à une distance de 0,5 m au moins ou à trois fois le diamètre du tuyau d'échappement, la plus grande distance étant retenue, en amont de la sortie du système de gaz d'échappement, dans la mesure du possible et suffisamment près du moteur pour garantir une température des gaz d'échappement de 343 K (70 oC) au moins à la sonde. Dans le cas d'un moteur multicylindre à collecteur d'échappement ramifié, l'entrée de la sonde doit être située suffisamment loin en aval pour garantir que l'échantillon est représentatif des émissions d'échappement moyennes de tous les cylindres. Pour les moteurs multicylindres équipés de groupes distincts de collecteurs, comme dans un moteur en V, il peut être toléré de prendre un échantillon de chaque groupe considéré individuellement et de calculer une émission d'échappement moyenne. On peut aussi recourir à d'autres méthodes dont la corrélation avec les méthodes précédentes a été prouvée. Le débit massique total de gaz d'échappement du moteur doit être utilisé pour calculer les émissions d'échappement. Si la composition des gaz d'échappement est influencée par un système quelconque de post-traitement, l'échantillon de gaz d'échappement doit être pris en amont de ce dispositif pour les essais de la phase I et en aval de ce dispositif pour les essais de la phase II. Si on utilise un système de dilution en circuit principal pour la détermination des particules, on peut aussi déterminer les émissions gazeuses dans les gaz d'échappement dilués. Les sondes d'échantillonnage doivent être à proximité de la sonde d'échantillonnage de particules dans le tunnel de dilution (annexe VI, point 1.5. Détermination des particules La détermination des particules nécessite un système de dilution. La dilution peut être obtenue par un système en circuit partiel ou un système en circuit principal. Le débit du système de dilution doit être suffisant pour éliminer complètement la condensation de l'eau dans les systèmes de dilution et d'échantillonnage et pour maintenir la température des gaz d'échappement dilués entre 315 K (42 oC) et 325 K (52oC), immédiatement en amont des porte-filtres. La déshumidification de l'air de dilution avant qu'il pénètre dans le système est autorisée si l'humidité de l'air est élevée. Le préchauffage de l'air de dilution au-delà de la température limite de 303 K (30 oC) est recommandé si la température ambiante est inférieure à 293 K (20 oC). La température de l'air dilué ne doit cependant pas dépasser 325 K (52 oC) avant que l'échappement pénètre dans le tunnel de dilution. NOTE: Pour la procédure en régimes stabilisés, la température du filtre peut être égale ou inférieure à la température maximale de 325 K (52 oC), au lieu de respecter la gamme de températures de 42 oC - 52 oC. Dans un système de dilution en circuit partiel, la sonde d'échantillonnage de particules doit être montée à proximité et en amont de la sonde des gaz selon la définition du point 4.4 et conformément à l'annexe VI, point 1.2.1.1, figures 4 à 12 (EP et SP). Le système de dilution en circuit partiel doit être conçu de façon à répartir le courant d'échappement en deux fractions, la plus petite étant diluée avec de l'air et utilisée ensuite pour mesurer les particules. Il est donc essentiel que le taux de dilution soit calculé très précisément. On peut appliquer différentes méthodes de répartition, le type de répartition utilisé imposant dans une grande mesure le matériel et les méthodes d'échantillonnage à employer (annexe VI, point 1.2.1.1). Pour déterminer la masse des particules, il faut disposer d'un système d'échantillonnage, de filtres pour le prélèvement des particules, d'une microbalance et d'une chambre de pesée à humidité contrôlée. Deux méthodes peuvent être appliquées pour procéder à l'échantillonnage des particules:
1.5.1. Filtres pour le prélèvement des particules 1.5.1.1. Spécification concernant les filtres Les essais de réception nécessitent des filtres en fibre de verre revêtus de fluorocarbone ou des filtres à membranes à base de fluorocarbone. Des matériaux différents peuvent être utilisés pour des applications spéciales. Tous les types de filtres doivent avoir une efficacité de prélèvement de 0,3 µm DOP (di-octylphthalate) d'au moins 99 % à une vitesse nominale du gaz comprise entre 35 et 80 cm/s. Des filtres de qualité identique doivent être utilisés pour exécuter des essais de corrélation entre laboratoires ou entre un constructeur et une autorité compétente en matière de réception. 1.5.1.2. Dimensions des filtres Les filtres à particules doivent avoir un diamètre minimal de 47 mm (diamètre de la tache: 37 mm). On peut aussi se servir de filtres d'un diamètre supérieur (point 1.5.1.5). 1.5.1.3. Filtres primaire et secondaire Pendant l'essai, les gaz d'échappement dilués sont prélevés au moyen de deux filtres placés l'un après l'autre (un filtre primaire et un filtre secondaire). Le filtre secondaire ne doit pas être situé à plus de 100 mm en aval du premier ni être en contact avec celui-ci. Les filtres peuvent être pesés séparément ou ensemble en étant placés tache contre tache. 1.5.1.4. Vitesse nominale dans le filtre Une vitesse nominale du gaz à travers le filtre de 35 à 100 cm/s doit être obtenue. La perte de pression entre le début et la fin de l'essai ne peut augmenter de plus de 25 kPa. 1.5.1.5. Charge du filtre Les charges minimales recommandées pour les dimensions de filtres les plus courantes sont indiquées au tableau ci-dessous. Pour des filtres plus grands, la charge minimale est de 0,065 mg/1 000 mm2 de la surface du filtre.
Pour la méthode des filtres multiples, la charge minimale recommandée pour l'ensemble des filtres est égale au produit de la valeur correspondante par la racine carrée du nombre total de modes. 1.5.2. Spécifications de la chambre de pesée et de la balance analytique 1.5.2.1. État de la chambre de pesée La température de la chambre (ou du local) dans laquelle (lequel) les filtres à particules sont conditionnés et pesés doit être maintenue à 295 K (22 oC) ±3K pendant toute la durée du conditionnement et de la pesée. L'humidité doit être maintenue à un point de rosée de 282,5 K (9,5 oC) ± 3 K et l'humidité relative à 45 ± 8 %. 1.5.2.2. Pesée des filtres de référence L'atmosphère de la chambre (ou du local) doit être libre de tout contaminant ambiant (comme la poussière) susceptible de se déposer sur les filtres à particules au cours de leur stabilisation. Des différences dans les spécifications de la chambre de pesée indiquées au point 1.5.2.1 sont autorisées si leur durée ne dépasse pas 30 minutes. La salle de pesée doit répondre aux spécifications requises avant que le personnel n'y entre. Deux filtres ou paires de filtres de référence vierges au moins doivent être pesés dans les quatre heures qui suivent la pesée des (paires de) filtres de prélèvement, mais de préférence en même temps. Ils doivent être de la même dimension et faits du même matériau que les filtres de prélèvement. Dans le cas d'un écart dans le poids moyen des (paires de) filtres de référence entre les pesées de plus de 10 μg, il faut jeter tous les filtres qui ont servi au prélèvement et recommencer l'essai d'émissions. Si les critères de stabilité de la chambre de pesée indiqués au point 1.5.2.1 ne sont pas réunis mais que les pesées du filtre (de la paire de filtres) de référence répondent aux critères ci-dessus, le constructeur du moteur a la possibilité d'accepter les poids des filtres de prélèvement ou de déclarer les essais nuls, de modifier le système de contrôle de la salle de pesée et de refaire l'essai. 1.5.2.3. Balance analytique La balance analytique servant à déterminer le poids de tous les filtres doit avoir une précision (écart type) de 2 μg et un pouvoir de résolution de 1 μg (1 chiffre = 1 μg) (selon les indications du constructeur de la balance). 1.5.2.4. Élimination des effets de l'électricité statique Afin d'éliminer les effets de l'électricité statique, les filtres doivent être neutralisés avant la pesée, par exemple par un neutralisant au polonium ou un dispositif ayant le même effet. 1.5.3. Prescriptions additionnelles pour la mesure des particules Tous les éléments du système de dilution et du système de prélèvement qui sont en contact avec des gaz d'échappement bruts et dilués, du tuyau d'échappement jusqu'au porte-filtre, doivent être conçus de façon à réduire au minimum le dépôt ou la modification des particules. Tous doivent être faits de matériaux conducteurs de l'électricité, qui ne réagissent pas aux composantes des gaz d'échappement, et être mis à la terre pour empêcher les effets électrostatiques. 2. MÉTHODES DE MESURE ET D'ÉCHANTILLONNAGE (ESSAI NRTC) 2.1. Introduction Les constituants gazeux émis par le moteur soumis aux essais sont mesurés par les méthodes décrites à l'annexe VI. Celles-ci définissent les systèmes d'analyse recommandés pour les émissions gazeuses (point 1.1), et les méthodes conseillées pour la dilution et l'échantillonnage des particules (point 1.2). 2.2. Dynamomètre et équipement de la chambre d'essai L'équipement suivant est utilisé pour effectuer les essais de mesure des émissions des moteurs sur des dynamomètres pour moteurs. 2.2.1. Dynamomètre pour moteurs On utilise un banc dynamométrique pour moteurs dont les caractéristiques sont suffisantes pour permettre l'exécution du cycle d'essai décrit à l'appendice 4 de la présente annexe. Les appareils de mesure du couple et du régime doivent permettre de mesurer la puissance dans les limites indiquées. Des calculs supplémentaires peuvent être nécessaires. La précision de ces instruments doit être telle que les tolérances maximales des chiffres indiqués au tableau 3 ne soient pas dépassées. 2.2.2. Autres instruments Lorsqu'il y a lieu, des instruments de mesure doivent être utilisés pour la consommation de carburant, la consommation d'air, la température du liquide de refroidissement et du lubrifiant, la pression des gaz d'échappement et la dépression dans le collecteur d'admission, la température des gaz d'échappement, la température de l'admission d'air, la pression atmosphérique, l'humidité et la température du carburant. Ces instruments doivent satisfaire aux exigences prescrites au tableau 3: Tableau 3. Précision des instruments de mesure
2.2.3. Débit des gaz d'échappement bruts Pour calculer les émissions dans les gaz d'échappement bruts et pour contrôler un système de dilution en circuit partiel, il faut connaître le débit massique des gaz d'échappement. Ce débit peut être déterminé par l'une des méthodes décrites ci-après. Pour le calcul des émissions, le temps de réponse de chacune des méthodes décrites ci-dessous doit être égal ou inférieur au temps de réponse de l'analyseur, tel qu'il est défini à l'appendice 2, point 1.11.1. Pour le contrôle d'un système de dilution en circuit partiel, un temps de réponse plus court est nécessaire. Dans le cas d'un système de dilution en circuit partiel avec contrôle en ligne, le temps de réponse doit être inférieur ou égal à 0,3 s. Dans le cas d'un système de dilution en circuit partiel avec contrôle anticipatif sur la base d'un essai préenregistré, le temps de réponse du système de mesure du débit des gaz d'échappement doit être inférieur ou égal à 5 s, avec un temps de montée inférieur ou égal à 1 s. Le temps de réponse du système doit être spécifié par le constructeur de l'instrument. Les exigences an matière de temps de réponse combiné pour le débit des gaz d'échappement et le système de dilution en circuit partiel sont indiquées au point 2.4. Méthode de mesure directe La mesure directe du débit instantané des gaz d'échappement peut être effectuée au moyen d'appareils tels que:
Il convient de prendre des précautions pour éviter les erreurs de mesure qui entraîneraient des erreurs dans les valeurs d'émission. On veillera notamment à installer soigneusement l'instrument dans le système d'échappement du moteur, conformément aux recommandations du constructeur de l'instrument et aux règles de l'art. En particulier, la performance et les émissions du moteur ne doivent pas être altérées par l'installation de l'instrument. La précision des débitmètres doit être conforme aux prescriptions du tableau 3. Méthode de mesure du débit d'air et de carburant Il s'agit de mesurer le débit d'air et le débit de carburant à l'aide de débitmètres appropriés. Le débit instantané de gaz d'échappement se calcule comme suit: G EXHW = G AIRW + G FUEL (masse d'échappement humide) La précision des débitmètres doit être conforme aux prescriptions du tableau 3, mais doit être suffisante aussi pour satisfaire aux exigences en matière de précision pour le débit de gaz d'échappement. Méthode de mesure d'un gaz marqueur Il s'agit de mesurer la concentration d'un gaz marqueur dans l'échappement. Une quantité connue d'un gaz inerte (hélium pur, par exemple) est injectée en tant que gaz marqueur dans le débit de gaz d'échappement. Le gaz marqueur est mélangé et dilué par les gaz d'échappement, mais ne doit pas réagir dans le tuyau d'échappement. La concentration de ce gaz est ensuite mesurée dans l'échantillon de gaz d'échappement. Pour assurer le mélange complet du gaz marqueur, la sonde de prélèvement de gaz d'échappement doit se trouver à au moins 1 mètre ou 30 fois le diamètre du tuyau d'échappement, la valeur la plus grande étant retenue, en aval du point d'injection du gaz marqueur. La sonde de prélèvement peut se trouver plus près du point d'injection si on vérifie que le mélange est complet en comparant la concentration de gaz marqueur à la concentration de référence lorsque le gaz marqueur est injecté en amont du moteur. Le débit du gaz marqueur est réglé de telle manière que la concentration du gaz marqueur au régime de ralenti du moteur, après mélange, devient inférieure à la pleine échelle de l'analyseur de gaz marqueur. Le débit des gaz d'échappement se calcule comme suit: où:
La concentration de fond du gaz marqueur (conca ) peut être déterminée en établissant la moyenne de la concentration de fond mesurée immédiatement avant et après l'exécution de l'essai. La concentration de fond peut être négligée si elle est inférieure à 1 % de la concentration du gaz marqueur après mélange (concmix.) au débit maximal des gaz d'échappement. L'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit de gaz d'échappement et doit être étalonné conformément à l'appendice 2, point 1.11.2. Méthode de mesure du débit d'air et du rapport air/carburant Il s'agit de calculer la masse des gaz d'échappement à partir du débit d'air et du rapport air/carburant. Le débit massique instantané des gaz d'échappement se calcule comme suit: où: où:
NOTE: Le calcul repose sur un carburant Diesel ayant un rapport H/C de 1,8. Le débitmètre d'air doit être conforme aux spécifications de précision indiquées au tableau 3, l'analyseur de CO2 utilisé doit être conforme aux spécifications du point 2.3.1 et l'ensemble du système doit être conforme aux spécifications de précision pour le débit des gaz d'échappement. En option, la mesure du rapport d'excès d'air peut être effectuée à l'aide d'un appareillage de mesure du rapport air/carburant, tel qu'un capteur de type zircone, conformément aux spécifications indiquées au point 2.3.4. 2.2.4. Débit des gaz d'échappement dilués Pour calculer les émissions dans les gaz d'échappement dilués, il faut connaître le débit massique de ces gaz. Le débit total de gaz d'échappement dilués sur la durée du cycle (kg/essai) est calculé à partir des valeurs de mesure collectées durant le cycle et des données d'étalonnage correspondantes du débitmètre (V 0 pour la PDV, K V pour le CFV, C d pour le SSV) à l'aide de la méthode correspondante décrite à l'appendice 3, point 2.2.1. Si la masse totale de l'échantillon de particules et de gaz polluants dépasse 0,5 % du débit total du système CVS, le débit du système CVS est corrigé ou le débit de l'échantillon de particules est ramené au système CVS avant le débitmètre. 2.3. Détermination des composants gazeux 2.3.1. Spécifications générales concernant les analyseurs Les analyseurs doivent pouvoir effectuer des mesures dans une plage correspondant à la précision exigée pour mesurer les concentrations de composants de gaz d'échappement (point 1.4.1.1). Il est recommandé d'utiliser les analyseurs de telle façon que la concentration mesurée se situe entre 15 et 100 % de la pleine échelle. Les concentrations inférieures à 15 % de la pleine échelle sont aussi acceptables si la valeur de la pleine échelle est de 155 ppm (ou ppm C) ou moins ou si on utilise des systèmes de relevés (ordinateurs, répertoires de données) qui donnent une précision suffisante et une résolution inférieure à 15 % de la pleine échelle. Dans ce cas, des étalonnages supplémentaires doivent être faits pour garantir l'exactitude des courbes d'étalonnage (annexe III, appendice 2, point 1.5.5.2). La compatibilité électromagnétique (CEM) du matériel doit être d'un niveau propre à réduire au minimum les erreurs supplémentaires. 2.3.1.1. Erreur de mesure L'analyseur ne doit pas s'écarter du point d'étalonnage nominal de plus de ± 2 % du relevé ou de ± 0,3 % de la pleine échelle, la valeur la plus élevée étant retenue. NOTE: Aux fins de la présente norme, la précision est définie comme étant l'écart entre le relevé de l'analyseur et les valeurs nominales d'étalonnage obtenues avec un gaz d'étalonnage (= valeur vraie). 2.3.1.2. Répétabilité La répétabilité, définie comme étant égale à 2,5 fois l'écart type de dix réponses consécutives à un gaz d'étalonnage ou de réglage de sensibilité donné, ne doit pas dépasser ± 1 % de la concentration pleine échelle pour chaque plage utilisée au-dessus de 155 ppm (ou ppm C) ou ± 2 % de chaque plage utilisée au-dessous de 155 ppm (ou ppm C). 2.3.1.3. Bruit La réponse crête à crête de l'analyseur à des gaz de mise à zéro et d'étalonnage ou de réglage de sensibilité sur une période quelconque de 10 secondes ne doit pas dépasser 2 % de la pleine échelle sur toutes les plages utilisées. 2.3.1.4. Dérive du zéro La dérive du zéro sur une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la plage la plus basse utilisée. La réponse zéro est définie comme étant la réponse moyenne, y compris le bruit, à un gaz de mise à zéro dans un intervalle de temps de 30 secondes. 2.3.1.5. Dérive d'étalonnage La dérive d'étalonnage durant une période d'une heure doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle dans la gamme inférieure utilisée. L'étalonnage est défini comme la différence entre la réponse d'étalonnage et la réponse du zéro. La réponse d'étalonnage est définie comme la réponse moyenne, y compris les bruits, à un gaz de réglage de sensibilité durant un intervalle de temps de 30 secondes. 2.3.1.6. Temps de montée Pour l'analyse des gaz d'échappement bruts, le temps de montée de l'analyseur installé dans le système de mesure ne doit pas dépasser 2,5 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 également définis comme temps de réponse de l'analyseur, comme dans le cas du convertisseur ou du piège à eau dans un analyseur de NOx. La détermination du temps de réponse de l'ensemble du système est décrite à l'appendice 2, point 1.11.1. 2.3.2. Séchage des gaz Les mêmes spécifications que celles prescrites pour le cycle d'essai NRSC (point 1.4.2) s'appliquent, comme décrit ci-dessous. Le dispositif facultatif utilisé pour sécher les gaz doit avoir un effet minimal sur la concentration des gaz mesurés. Les agents de séchage chimiques ne sont pas acceptables en tant que méthode pour éliminer l'eau de l'échantillon. 2.3.3. Analyseurs Les mêmes spécifications que celles prescrites pour le cycle d'essai NRSC (point 1.4.3) s'appliquent, comme décrit ci-dessous. Les gaz à mesurer doivent être analysés au moyen des appareils décrits ci-après. L'utilisation de circuits de linéarisation est autorisée avec les analyseurs non linéaires. 2.3.3.1. Analyse du monoxyde de carbone (CO) L'analyseur de monoxyde de carbone sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 2.3.3.2. Analyse du dioxyde de carbone (CO2) L'analyseur de gaz carbonique sera du type non dispersif à absorption dans l'infrarouge (NDIR). 2.3.3.3. Analyse des hydrocarbures (HC) L'analyseur des hydrocarbures sera du type à détecteur à ionisation de flamme chauffé (HFID), le détecteur, les vannes, la tuyauterie, etc. étant chauffés de façon à maintenir une température du gaz de 463 K (190 oC) ± 10 K. 2.3.3.4. Analyse des oxydes d'azote (NOx) L'analyseur des oxydes d'azote sera du type détecteur à chimiluminescence (CLD) ou détecteur à chimiluminescence chauffé (HCLD) avec un convertisseur NO2/NO si la mesure est effectuée en conditions sèches. Si la mesure est faite en conditions humides, on utilise un appareil HCLD avec convertisseur maintenu au-dessus de 328 K (55 oC), à condition que la vérification de l'effet d'atténuation de l'eau (annexe III, appendice 2, point 1.9.2.2) ait été satisfaisante. Pour les appareils CLD comme pour les appareils HCLD, le trajet des échantillons doit être maintenu à une température de paroi de 328 K à 473 K (55 oC à 200 oC) jusqu'au convertisseur pour la mesure en conditions sèches et jusqu'à l'analyseur pour la mesure en conditions humides. 2.3.4. Mesure du rapport air/carburant L'appareillage de mesure du rapport air/carburant utilisé pour déterminer le débit de gaz d'échappement comme décrit au point 2.2.3 doit être un capteur à large plage de mesure ou une sonde lambda de type zircone. Le capteur est monté directement sur le tuyau d'échappement, à un point où la température des gaz d'échappement est suffisamment élevée pour qu'il n'y ait pas de condensation de l'eau. La précision du capteur avec l'électronique incorporée doit être de:
Pour que les spécifications de précision ci-dessus puissent être respectées, le capteur doit être étalonné selon les instructions du constructeur de l'instrument. 2.3.5. Échantillonnage des émissions gazeuses 2.3.5.1. Débit des gaz d'échappement bruts Pour le calcul des émissions dans les gaz d'échappement bruts, les mêmes spécifications que celles prescrites pour le cycle d'essai NRSC (point 1.4.4) s'appliquent, comme décrit ci-dessous. Les sondes d'échantillonnage des émissions gazeuses doivent être montées à une distance de 0,5 m au moins ou à trois fois le diamètre du tuyau d'échappement, la plus grande distance étant retenue, en amont de la sortie du système de gaz d'échappement, dans la mesure du possible et suffisamment près du moteur pour garantir une température des gaz d'échappement de 343 K (70 oC) au moins à la sonde. Dans le cas d'un moteur multicylindre à collecteur d'échappement ramifié, l'entrée de la sonde doit être située suffisamment loin en aval pour garantir que l'échantillon est représentatif des émissions d'échappement moyennes de tous les cylindres. Pour les moteurs multicylindres équipés de groupes distincts de collecteurs comme dans un moteur en V, il peut être toléré de prendre un échantillon de chaque groupe considéré individuellement et de calculer une émission d'échappement moyenne. On peut aussi recourir à d'autres méthodes dont la corrélation avec les méthodes précédentes a été prouvée. Le débit massique total de gaz d'échappement du moteur doit être utilisé pour calculer les émissions d'échappement. Si la composition des gaz d'échappement est influencée par un système quelconque de post-traitement, l'échantillon d'échappement doit être pris en amont de ce dispositif pour les essais de la phase I et en aval de ce dispositif pour les essais de la phase II. 2.3.5.2. Débit des gaz d'échappement dilués Si un système de dilution en circuit principal est utilisé, les spécifications suivantes s'appliquent. Le tuyau d'échappement placé entre le moteur et le système de dilution en circuit principal est conforme aux exigences de l'annexe VI. La ou les sondes de prélèvement des émissions gazeuses sont installées dans le tunnel de dilution, en un emplacement caractérisé par un bon mélange de l'air de dilution et des gaz d'échappement, et à proximité immédiate de la sonde de prélèvement de particules. Le prélèvement peut en général être effectué de deux façons:
Les échantillons de concentration de fond sont prélevés en amont du tunnel de dilution dans un sac de prélèvement et la concentration de fond est soustraite de la concentration des émissions conformément à l'appendice 3, point 2.2.3. 2.4. Détermination des particules La détermination des particules nécessite un système de dilution. La dilution peut être obtenue par un système en circuit partiel ou un système en circuit principal. Le débit du système de dilution doit être suffisant pour éliminer complètement la condensation de l'eau dans les systèmes de dilution et d'échantillonnage et pour maintenir la température des gaz d'échappement dilués entre 315 K (42 oC) et 325 K (52 oC), immédiatement en amont des porte-filtres. La déshumidification de l'air de dilution avant qu'il pénètre dans le système est autorisée si l'humidité de l'air est élevée. Le préchauffage de l'air de dilution au-delà de la température limite de 303 K (30 oC) est recommandé si la température ambiante est inférieure à 293 K (20 oC). La température de l'air dilué ne doit cependant pas dépasser 325 K (52 oC) avant que l'échappement pénètre dans le tunnel de dilution. La sonde de prélèvement de particules est installée à proximité immédiate de la sonde de prélèvement des émissions gazeuses et l'installation est conforme aux dispositions du point 2.3.5. Pour déterminer la masse des particules, il faut disposer d'un système d'échantillonnage, de filtres pour le prélèvement des particules, d'une microbalance et d'une chambre de pesée à température et humidité contrôlées. Spécifications pour le système de dilution en circuit partiel Le système de dilution en circuit partiel doit être conçu de façon à répartir le courant d'échappement en deux fractions, la plus petite étant diluée avec de l'air et utilisée ensuite pour mesurer les particules. Il est donc essentiel que le taux de dilution soit calculé très précisément. On peut appliquer différentes méthodes de répartition, le type de répartition utilisé imposant dans une grande mesure le matériel et les méthodes d'échantillonnage à employer (annexe VI, point 1.2.1.1). Pour le contrôle d'un système de dilution en circuit partiel, le temps de réponse du système doit être court. Le temps de transformation du système est déterminé selon la procédure décrite à l'appendice 2, point 1.11.1. Si le temps de transformation combiné de la mesure du débit des gaz d'échappement (voir point précédent) et du système de dilution en circuit partiel est inférieur à 0,3 seconde, un contrôle en ligne peut être utilisé. Si ce temps de transformation est supérieur à 0,3 seconde, il faut utiliser le contrôle anticipatif sur la base d'un essai préenregistré. Dans ce cas, le temps de montée doit être inférieur ou égal à 1 seconde et le temps de retard de la combinaison inférieur ou égal à 10 secondes. La réponse de l'ensemble du système doit être telle que l'échantillon de particules (GSE) est représentatif et proportionnel au débit massique des gaz d'échappement. Pour déterminer la proportionnalité, une analyse de régression GSE/GEXHW est effectuée à une fréquence d'acquisition des données d'au moins 5 Hz et en respectant les critères suivants:
En option, on peut effectuer un essai préliminaire et utiliser le signal de débit massique des gaz d'échappement de cet essai préliminaire pour contrôler le débit de l'échantillon dans le système de prélèvement de particules ("contrôle anticipatif"). Cette procédure est requise lorsque le temps de transformation du système de prélèvement des particules (t50,P) ou le temps de transformation du signal de débit massique des gaz d'échappement (t50,F) est supérieur à 0,3 s. On obtient un contrôle correct du système de dilution en circuit partiel si la trace temporelle de GEXHW,pre de l'essai préliminaire, qui contrôle GSE, est décalée d'un "temps d'anticipation" égal à t50,P + t50,F. Pour établir la corrélation entre GSE et GEXHW, on utilise les données recueillies pendant l'essai réel, le temps pour GEXHW étant ajusté de t50,F par rapport à GSE (t50,P n'intervient pas). En d'autres termes, le décalage temporel entre GEXHW et GSE est la différence entre les temps de transformation déterminés à l'appendice 2, point 2.6. Pour les systèmes de dilution en circuit partiel, une attention particulière doit être accordée à la précision du débit de l'échantillon GSE si celui-ci n'est pas mesuré directement mais déterminé en mesurant le débit différentiel: GSE = GTOTW - GDILW Dans ce cas, une précision de ± 2 % pour GTOTW et GDILW ne suffit pas pour garantir une précision acceptable de GSE. Si le débit de gaz est déterminé en mesurant le débit différentiel, l'erreur maximale de la différence doit être telle que la précision de GSE soit de ± 5 % lorsque le taux de dilution est inférieur à 15. Il peut être calculé en prenant la moyenne quadratique des erreurs de chaque instrument. Une précision acceptable de GSE peut être obtenue par l'une des méthodes suivantes:
2.4.1. Filtres pour le prélèvement de particules 2.4.1.1. Spécification concernant les filtres Les essais de réception nécessitent des filtres en fibre de verre revêtus de fluorocarbone ou des filtres à membranes à base de fluorocarbone. Des matériaux différents peuvent être utilisés pour des applications spéciales. Tous les types de filtres doivent avoir une efficacité de prélèvement de 0,3 μm DOP (di-octylphthalate) d'au moins 99 % à une vitesse nominale du gaz comprise entre 35 et 80 cm/s. Des filtres de qualité identique doivent être utilisés pour exécuter des essais de corrélation entre laboratoires ou entre un constructeur et une autorité compétente en matière de réception. 2.4.1.2. Dimensions des filtres Les filtres à particules doivent avoir un diamètre minimal de 47 mm (diamètre de la tache: 37 mm). On peut aussi se servir de filtres d'un diamètre supérieur (point 2.4.1.5). 2.4.1.3. Filtres primaire et secondaire Pendant l'essai, les gaz d'échappement dilués sont prélevés au moyen de deux filtres placés l'un après l'autre (un filtre primaire et un filtre secondaire). Le filtre secondaire ne doit pas être situé à plus de 100 mm en aval du premier ni être en contact avec celui-ci. Les filtres peuvent être pesés séparément ou ensemble en étant placés tache contre tache. 2.4.1.4. Vitesse nominale dans le filtre Une vitesse nominale du gaz à travers le filtre de 35 à 80 cm/s doit être obtenue. La perte de pression entre le début et la fin de l'essai ne peut augmenter de plus de 25 kPa. 2.4.1.5. Charge du filtre Les charges minimales recommandées pour les dimensions de filtres les plus courantes sont indiquées au tableau ci-dessous. Pour des filtres plus grands, la charge minimale est de 0,065 mg/1 000 mm2 de surface du filtre.
2.4.2. Spécifications de la chambre de pesée et de la balance analytique 2.4.2.1. État de la chambre de pesée La température de la chambre (ou du local) dans laquelle (lequel) les filtres à particules sont conditionnés et pesés doit être maintenue à 295 K (22 oC) ± 3K pendant toute la durée du conditionnement et de la pesée. L'humidité doit être maintenue à un point de rosée de 282,5 K (9,5 oC) ± 3 K et l'humidité relative à 45 ± 8 %. 2.4.2.2. Pesée des filtres de référence L'atmosphère de la chambre (ou du local) doit être libre de tout contaminant ambiant (comme la poussière) susceptible de se déposer sur les filtres à particules au cours de leur stabilisation. Des différences dans les spécifications de la chambre de pesée indiquées au point 2.4.2.1 sont autorisées si leur durée ne dépasse pas 30 minutes. La salle de pesée doit répondre aux spécifications requises avant que le personnel n'y entre. Deux filtres ou paires de filtres de référence vierges au moins doivent être pesés dans les quatre heures qui suivent la pesée des (paires de) filtres de prélèvement, mais de préférence en même temps. Ils doivent être de la même dimension et faits du même matériau que les filtres de prélèvement. Dans le cas d'un écart dans le poids moyen des (paires de) filtres de référence entre les pesées de plus de 10 μg, il faut jeter tous les filtres qui ont servi au prélèvement et recommencer l'essai d'émissions. Si les critères de stabilité de la chambre de pesée indiqués au point 2.4.2.1 ne sont pas réunis mais que les pesées du filtre (de la paire de filtres) de référence répondent aux critères ci-dessus, le constructeur du moteur a la possibilité d'accepter les poids des filtres de prélèvement ou de déclarer les essais nuls, de modifier le système de contrôle de la salle de pesée et de refaire l'essai. 2.4.2.3. Balance analytique La balance analytique servant à déterminer le poids de tous les filtres doit avoir une précision (écart type) de 2 μg et un pouvoir de résolution de 1 μg (1 chiffre = 1 μg) (selon les indications du constructeur de la balance). 2.4.2.4. Élimination des effets de l'électricité statique Afin d'éliminer les effets de l'électricité statique, les filtres doivent être neutralisés avant la pesée, par exemple par un neutralisant au polonium ou un dispositif ayant le même effet. 2.4.3. Prescriptions additionnelles pour la mesure des particules Tous les éléments du système de dilution et du système de prélèvement qui sont en contact avec des gaz d'échappement bruts et dilués, du tuyau d'échappement jusqu'au porte-filtre, doivent être conçus de façon à réduire au minimum le dépôt ou la modification des particules. Tous doivent être faits de matériaux conducteurs de l'électricité, qui ne réagissent pas aux composantes des gaz d'échappement, et être mis à la terre pour empêcher les effets électrostatiques." |
| 6) | L'appendice 2 est modifié comme suit:
|
| 7) | La section suivante est insérée: "3. ÉTALONNAGE DU SYSTÈME CVS 3.1. Généralités Le système CVS est étalonné à l'aide d'un débitmètre de précision et d'un dispositif permettant de modifier les conditions de fonctionnement. Le débit qui traverse le système est mesuré pour différents réglages du débit et les paramètres de commande et contrôle du système sont mesurés et mis en relation avec le débit. Divers types de débitmètres peuvent être utilisés, par exemple un venturi étalonné, un débitmètre laminaire étalonné ou un débitmètre à turbine étalonné. 3.2. Étalonnage de la pompe volumétrique (PDP) Tous les paramètres de la pompe sont mesurés en même temps que les paramètres d'un venturi d'étalonnage connecté en série avec la pompe. Le débit calculé (en m3/min à l'orifice d'aspiration de la pompe, pression et température absolues) est tracé par rapport à un facteur de corrélation qui représente la valeur d'une combinaison spécifique de paramètres de la pompe. L'équation linéaire entre le débit de la pompe et la fonction de corrélation est ensuite calculée. Si le système CVS possède plusieurs gammes de vitesse, l'étalonnage doit être exécuté pour chaque gamme utilisée. La stabilité en température doit être maintenue durant l'étalonnage. Les pertes dans les connexions et les conduites entre le venturi d'étalonnage et la pompe CVS doivent rester inférieures à 0,3 % du point de débit le plus bas (point où la restriction est la plus élevée et la vitesse de la PDP la plus basse). 3.2.1. Analyse des données Le débit d'air (Qs) présent à chaque position de vanne (6 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 débit d'air est ensuite converti en débit de la pompe (V0), exprimé en m3/tr à la température et à la pression absolues à l'entrée de la pompe: où:
Afin de tenir compte de l'interaction des variations de pression à la pompe et du taux de glissement de la pompe, la fonction de corrélation X0 entre le débit de la pompe, la pression différentielle de l'orifice d'aspiration à l'orifice de refoulement et la pression absolue à l'orifice de refoulement de la pompe est déterminée comme suit: où:
Un ajustement linéaire pour les moindres carrés est réalisé afin de fournir l'équation d'étalonnage: V 0 = D 0 - m x (X 0) D0 et m sont respectivement les constantes d'intersection et de pente qui décrivent les droites de régression. Pour un système CVS à plusieurs gammes de vitesse, les courbes d'étalonnage générées pour les différentes gammes de débit de la pompe doivent être plus ou moins parallèles et les valeurs d'intersection (D0) doivent augmenter au fur et à mesure que la gamme de débit de la pompe baisse. Les valeurs dérivées de l'équation se situent à ± 0,5 % de la valeur mesurée de V0. Les valeurs de m varient d'une pompe à l'autre. Un débit entrant de particules dans le temps réduit le glissement de la pompe, ce que les valeurs les plus basses de m reflètent. Par conséquent, l'étalonnage doit être effectué au démarrage de la pompe, après un gros entretien et lorsque la vérification du système complet (voir point 3.5) indique une modification du taux de glissement. 3.3. Étalonnage du tube venturi à écoulement critique (CFV) L'étalonnage du CFV repose sur l'équation d'écoulement d'un venturi critique. L'écoulement du gaz dépend de la pression et de la température d'aspiration: où:
3.3.1. Analyse des données Le débit d'air (Qs) à chaque réglage de l'étrangleur (8 réglages minimum) est déterminé, conformément à la méthode prescrite par le constructeur, en m3/min normalisés à partir des données du débitmètre. Le coefficient d'étalonnage est calculé comme suit à partir des données d'étalonnage collectées pour chaque réglage: où:
Pour déterminer la plage de l'écoulement critique, Kv est tracé comme une fonction de la pression à l'entrée du venturi. Pour l'écoulement critique (réduit), Kv possède une valeur relativement constante. Au fur et à mesure que la pression baisse (la dépression augmente), le venturi s'agrandit et Kv diminue, ce qui montre que le CFV fonctionne en dehors de la plage admissible. Le Kv moyen et l'écart type doivent être calculés pour huit points minimum situés dans la région de l'écoulement critique. L'écart type ne doit pas dépasser ± 0,3 % du Kv moyen. 3.4. 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: où:
3.4.1. Analyse des données Le débit d'air (QSSV) à chaque réglage de l'écoulement (16 réglages minimum) est calculé en m3/min normalisés à partir des données du débitmètre, selon la méthode prescrite par le constructeur. Le coefficient de décharge est calculé comme suit à partir des données d'étalonnage collectées pour chaque réglage: où:
Pour déterminer la plage de l'écoulement subsonique, Cd 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:
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 précision 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. 3.5. Vérification du système complet La précision totale du système CVS et du système d'analyse est déterminée en introduisant une masse connue d'un gaz polluant dans le système utilisé normalement. Le polluant est analysé et la masse est dérivée conformément à l'annexe III, appendice 2, point 4.3, sauf dans le cas du propane où un facteur de 0,000472 est utilisé à la place de 0,000479 pour les HC. L'une ou l'autre des deux techniques suivantes est appliquée. 3.5.1. Mesure à l'aide d'un orifice à écoulement critique Une quantité connue de gaz pur (propane) est introduite dans le système CVS par un orifice à écoulement critique étalonné. Si la pression d'entrée est suffisamment élevée, le débit ajusté au moyen de l'orifice à écoulement critique est indépendant de la pression de sortie de l'orifice (écoulement critique). Le système CVS fonctionne pendant 5 à 10 minutes environ comme lors d'un essai normal de mesure des émissions de gaz d'échappement. Un échantillon de gaz est analysé à l'aide de l'équipement habituel (sac de prélèvement ou méthode d'intégration) et la masse de gaz est calculée. La masse ainsi déterminée doit se situer à ± 3 % de la masse connue de gaz injecté. 3.5.2. Mesure à l'aide d'une technique gravimétrique Le poids d'une petite bouteille remplie de propane est déterminé avec une précision de ± 0,01 gramme. Pendant 5 à 10 minutes environ, le système CVS fonctionne comme lors d'un essai normal de mesure des émissions de gaz d'échappement lorsque le monoxyde de carbone ou le propane est injecté dans le système. La quantité de gaz pur libérée est déterminée par pesée différentielle. Un échantillon de gaz est analysé à l'aide de l'équipement habituel (sac de prélèvement ou méthode d'intégration) et la masse de gaz est calculée. La masse ainsi déterminée doit se situer à ± 3 % de la masse connue de gaz injecté." |
| 8) | L'appendice 3 est modifié comme suit:
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| 9) | Les appendices suivants sont ajoutés: "Appendice 4 PROGRAMMATION DU DYNAMOMÈTRE POUR L'ESSAI NRTC
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