Les moteurs modernes, en particulier ceux qui injectent du carburant à haute pression, maximisent l'efficacité et réduisent les émissions de dioxyde de carbone, mais peut également libérer une pollution plus difficile à capter associée aux cancers et aux poumons, maladies cardiaques et d'Alzheimer. En réponse, Des chercheurs européens analysent les particules d'échappement jusqu'à un milliardième de mètre, ce qui peut aider au développement de voitures plus propres.

Les minuscules particules émises par les moteurs à combustion contiennent des substances toxiques qui polluent l'atmosphère. Ils sont l'une des principales sources de mauvaise qualité de l'air, qui cause globalement la mort prématurée de plus de 500 personnes, 000 citoyens de l'UE chaque année, soit plus de dix fois le nombre de victimes d'accidents de la route.

«La pollution particulaire ne s'améliore pas dans les villes européennes au rythme attendu par l'introduction massive de filtres à particules pour tous les types de moteurs diesel. Dans certains cas, ça peut en fait empirer, " a déclaré le professeur Zissis Samaras, un expert en émissions automobiles de l'Université Aristote de Thessalonique en Grèce.

La législation actuelle de l'UE réglemente les normes d'émission pour les particules provenant des moteurs diesel et essence d'une taille supérieure à 23 milliardièmes de mètre, ou 23 nanomètres. Cependant, certains moteurs économes en carburant, qui émettent moins de dioxyde de carbone, peuvent libérer des nanoparticules encore plus petites et celles-ci peuvent comporter leur propre éventail de risques pour la santé.

Le système respiratoire humain n'est pas conçu pour empêcher les particules de cette taille de pénétrer dans les poumons. Les particules ont également une plus grande surface que leurs homologues plus grandes, ce qui signifie que lorsqu'ils entrent en contact avec les poumons, le risque d'absorption de substances nocives est plus élevé.

Cela pourrait contribuer à des effets aigus et à long terme sur la santé, selon le professeur Samaras, qui est le coordinateur de DownToTen, un projet de recherche visant à mesurer les particules d'échappement automobile jusqu'à dix milliardièmes de mètre, ou 10 nanomètres. Cela pourrait éventuellement aider les constructeurs automobiles à concevoir des moteurs qui émettent moins de ces particules nocives.

Pour faire ça, le projet étudie à la fois les particules directement libérées par le moteur d'une voiture, et leur relation avec les particules plus anciennes déjà présentes dans l'air, qui ont subi ce qu'on appelle le vieillissement atmosphérique.

Fièvre des particules

Le vieillissement atmosphérique se produit lorsque des particules ont déjà pénétré dans l'environnement où elles peuvent réagir avec différents composés ou se fixer à diverses autres substances. Cela peut finir par changer leur nature.

Une partie du problème consiste à essayer de déterminer si les particules plus anciennes sont produites en conséquence directe des nouveaux gaz d'échappement ou d'ailleurs.

« Ces particules secondaires (vieillies atmosphériquement) peuvent également provenir de la mer, de l'agriculture, forêts ou processus naturels, " a déclaré le professeur Samaras. "La question est de savoir dans quelle mesure les émissions de particules primaires des véhicules provoquent ou accélèrent ces processus."

DownToTen a développé un appareil qui est fixé au tuyau d'échappement d'une voiture et mesure à la fois les particules nouvelles et anciennes. Comme la voiture libère des émissions, l'appareil enregistre des données sur les particules émises, puis les pousse dans une chambre où le vieillissement atmosphérique est effectué artificiellement. Les données sur les particules vieillies sont ensuite collectées pour analyse, ce qui peut fournir un aperçu plus détaillé des émissions automobiles.

Un autre projet de recherche appelé SUREAL-23 a également développé un instrument capable de mesurer des particules de moins de 23 nanomètres, mais en haute résolution. Un analyseur supplémentaire a été construit qui donne des informations non seulement sur la taille, mais aussi le nombre total de particules émises en temps réel.

Eleni Papaioannou du Chemical Process &Energy Resources Institute (CPERI) en Grèce coordonne le projet.

'Avec cet appareil, nous aurons une connaissance exacte non seulement du nombre, mais aussi sur la taille des particules lors du roulage du véhicule, ' elle a dit, ajoutant que l'une des raisons pour lesquelles la réglementation actuelle ne cible que les particules de plus de 23 nanomètres est que ni une méthodologie suffisamment robuste ni une instrumentation adéquate n'existaient jusqu'à présent.

SUREAL-23 a également réussi à développer, pour la première fois, une instrumentation de mesure thermorésistante, ce qui est vital car il simplifie et améliore considérablement le processus d'échantillonnage.

«Le système d'échantillonnage est souvent responsable d'erreurs lors des mesures car il introduit des pertes de particules et des artefacts (particules qui n'existent pas à l'échappement mais sont créées lors du processus d'échantillonnage). Pour la première fois, nous avons réussi à simplifier cela, se débarrasser de tous ces problèmes mais aussi rendre notre méthodologie plus appropriée pour les mesures sur route, " dit Papaioannou.

En utilisant cette recherche sur les nanoparticules avec des codes informatiques plus précis, les constructeurs automobiles pourront saisir différents facteurs, comme la taille du moteur, température et vitesse, pour déterminer quel serait le rejet potentiel de particules dans chaque cas et optimiser les paramètres pertinents du moteur et du traitement des gaz d'échappement. Connaître ces informations permettra aux constructeurs de concevoir des voitures conformes à la future législation de l'UE, qui devrait ramener la limite actuelle des émissions de particules à 10 nanomètres.