Gaz De Pétrole Liquéfié


Gaz De Pétrole Liquéfié

Gaz de pétrole liquéfié

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Le gaz de pétrole liquéfié (abrégé en GPL, LPG en Belgique) est un mélange d'hydrocarbures légers stocké à l'état liquide et issu du raffinage du pétrole (40 % des ressources mondiales) et plus généralement du traitement du gaz naturel (60 % des ressources mondiales). Les hydrocarbures constituant le GPL sont des molécules constituées de 2 à 4 atomes de carbone (exemples : éthylène, propylène, butadiène, propane, butane).

Le GPL était autrefois considéré comme un résidu de l'extraction du pétrole et directement brûlé au sommet de torchères. Il est dorénavant récupéré par distillation, les fractions les plus nobles et le reste servent généralement de carburant, mais pour des appareils différents. Le GPL-c (GPL-carburant), utilisé comme carburant pour véhicules, est la fraction lourde du GPL, mélange à 50% de butane et de propane [1].

Sommaire

Comparaison par rapport à l'essence

Masse volumique de l'essence (approximation): 750 kg/m (CNTP) PCI: 43MJ/kg soit 32,25 MJ/l. Sur une base d'1€40 le litre, le MJ coûte donc 4,34 centimes d'€.

Masse volumique du propane: 510 kg/m (à 15 °C) PCI: 46,35 MJ/kg (12,87 kWh/kg) soit 23,64 MJ/l

Masse volumique du butane: 580 kg/m (à 15 °C) PCI: 45,72 MJ/kg (12,72kWh/kg) soit 26,52 MJ/l

Pour un mélange 60/40 propane/butane (en masse): Masse volumique: 535 kg/m (à 15 °C) PCI: 46,1 MJ/kg soit 24,66 MJ/l

Pour un mélange 50/50 propane/butane (en masse): Masse volumique: 543 kg/m (à 15 °C) PCI: 46,0 MJ/kg soit 24,99 MJ/l

Pour un mélange 40/60 propane/butane (en masse): Masse volumique: 550 kg/m (à 15 °C) PCI: 45,97 MJ/kg soit 25,28 MJ/l Sur une base de 0,7€ le litre, le MJ coûte donc 2,77 cent d'€ soit 37% de moins que l'essence.

Un litre de GPL a une valeur énergétique de 22,5% inférieure à celle contenue dans un litre d'essence et un litre d'essence a une valeur énergétique de 29% supérieure à celle contenue dans un litre de GPL.

Stockage

Ces gaz sont stockés sous leur propre pression de vapeur, c’est-à-dire que les conditions de stockage sont telles qu'il y a coexistence des états liquide et gazeux du gaz concerné. Ainsi la pression de stockage dépend uniquement :

  • de la nature du produit stocké (ses propriétés physiques en particulier)
  • de la température de stockage.

Il existe trois modes de stockage pour les GPL.

  • Les stockages sous pression où les gaz sont stockés à température ambiante.

Par exemple, le propane est stocké sous 7 bars à une température de 15 °C.

  • Les stockages réfrigérés sous pression, où les gaz sont stockés à une température voisine ou inférieure à °C. Ce mode est employé pour les produits présentant des températures critiques (avec risque d'inflammation élevé) basses.

Par exemple, le propylène est stocké sous 5 bars à °C.

  • Les stockages cryogéniques pour les gaz incondensables à température ambiante. On amène la température du stockage à une valeur voisine de la température d'ébullition du produit. Par exemple, l'éthylène est stocké à -103 °C sous une pression voisine de la pression atmosphérique.

Utilisation des GPL

Le GPL, accessoirement utilisé dans les briquets (butane), est surtout utilisé comme combustible - cuisine, production d'eau chaude ou chauffage -, et dans une moindre proportion comme carburant utilisé par les véhicules(5% de volumes commercialisés en France).

L'avantage majeur des GPL est celui d'être très facilement stockable et transportable. C'est l'industrie en France qui exploite le plus grand parc d'équipements sous pression, à savoir environ 57 millions de bouteilles et 1 million de citernes. Disponibles partout en France, les GPL jouent un rôle clé dans l'aménagement énergétique du territoire. Ils représentent ainsi une alternative intéressante à l'utilisation de l'électricité, notamment dans le domaine du chauffage.

Les GPL ont par ailleurs d'autres utilisations en tant que combustibles. Ils sont en effet largement utilisés dans les secteurs de l'aviculture, de l'horticulture ainsi que pour le séchage des céréales avant leur stockage en silos.

Considéré comme propre (voir Le bilan écologique du GPL), le GPL est un carburant qui préserve les performances du véhicule et réduit même l'usure du moteur (voir tribologie). C'est, en France à la fin du XXe siècle, le carburant qui a obtenu les plus grands avantages fiscaux (quasi-exonération de la taxe spécifique), ce qui en fait le moins cher à la pompe. Il est disponible dans plus de 1 station sur 7 en France et constitue donc le seul carburant propre immédiatement et facilement disponible pour les particuliers. Un moteur modifié pour fonctionner au GPL est également capable de tourner avec son carburant classique, il n'y a donc pas de risque de tomber en panne sèche loin d'une pompe. En France, les parkings publics sont autorisés aux véhicules GPL sans aucune réserve depuis 2006.

Le GPL-c à l'étranger

  • La Pologne est le pays d'Europe où circulent le plus de voitures GPL. Au niveau mondial, elle n'est dépassée que par la Corée du Sud dont le parc atteint 2 300 000 véhicules GPL en 2008 (soit 14% du parc).
  • Le GPL représente près de 60% du parc « essence » aux Pays-Bas, plus de 30% en Italie.
  • Facilité d'approvisionnement :
    • En Pologne, en Italie, aux Pays-Bas, en Belgique, en République tchèque et en Lituanie, il est très facile de trouver du GPL.
    • L'Allemagne s'est considérablement équipée en stations GPL: il y en a 3049 courant octobre 2007 (nombre en croissance) contre à peu près 1800 en France où 15% des stations-service disposent d'une distribution de GPL (chiffre en progression constante, 7% en 2000).
    • C'est tout à fait l'inverse en Espagne ou le marché tente un 1er démarrage.
    • Par contre, en Finlande, le GPL est indisponible pour les véhicules particuliers.

Et en France ?

En France, 140.000 véhicules particuliers (VP)(2008) et 20000 véhicules utilitaires légers sont équipés pour rouler au GPL. Cette situation serait due à un manque d'offre de la part des constructeurs automobiles et à une différence insuffisante entre le prix du GPL et celui du gazole. Par rapport à un véhicule essence, le surcoût lié à l'installation du GPL est considéré comme amorti en moins de 60.000 km environ si le véhicule ne bénéficie pas du bonus écologique (2000€ depuis la loi de finances 2008), dans le cas contraire, l'amortissement peut être immédiat.

Exemple de calcul: un véhicule essence(1,6l) dont le prix de vente est de 15000€ + l'équipement GPL 2500€. Si la consommation en essence est de 7 l/100 (1,6 €/l ttc) et GPL de 8,5 l/100 km (0,78 €/l ttc), l'économie aux 100 km sera de 4,7 € environ. Le coût de l'installation GPL s'amortit donc en 2500*100/4,7= 53 000 km. Plus le véhicule consomme, meilleure sera l'économie.

Le gain est immédiat si le prix du véhicule GPL est égal à celui du prix du véhicule diesel(l'économie apparait dès le 1 er km). Dans le cas du véhicule essence éligible au bonus écologique de 2000€, l'économie par rapport au choix d'un véhicule diesel est de plusieurs centaines d'Euro avant le 1er km.

Le bilan écologique du GPL

Le GPL est perçu comme un carburant propre. Pourtant son bilan écologique reste mitigé. Son utilisation ne produit pas de particules, contrairement au gasoil qui, même équipé d'un filtre à particules laisse échapper 10% de particules plus fines, qui sont cancérigènes, et considérées par les spécialistes comme encore plus nocives que les particules filtrées [2] et très peu d'oxyde d'azote, de benzène, ou de formaldéhyde[3], mais les émissions de CO restent proches de celle d'un diesel moderne. Quant aux émissions de CO2, le bilan du puits à la roue (production au pot d'échappement) donne un léger avantage au GPL avec une différence suivant les études (Concawe, Ademe en France) de l'ordre de -5% voire aucun avantage par rapport aux moteurs diesels si on s'en tient aux données chiffrées fournies par les constructeurs[3].

En 1996, Renault annonçait : "La Clio GPL est presque aussi propre... qu'une voiture électrique" après avoir présenté ce véhicule aux tests ULEV Californiens. Selon Renault, les résultats obtenus à cette époque étaient près de 10 fois inférieurs à la norme Euro 5 prévue pour 2011 : ces tests, effectués à différentes vitesses, mais aussi lors du démarrage du véhicule, lorsque le pot catalytique n'est pas pleinement efficace, sont les plus bas jamais atteints avec une voiture de ce type : une moyenne de 0,13 g/km d'oxyde de carbone, 0,010 g/km d'oxyde d'azote et 0,024 g/km d'hydrocarbures imbrûlés[4].

Le GPL avait initialement un impact très positif car il était un corollaire de l'extraction pétrolière ou gazière et était brûlé sur les sites d'extraction ce qui augmentait inutilement les rejets de CO2. En termes de filière, son utilisation permettait alors de propulser plus de véhicules pour une même quantité de CO2 rejeté dans l'atmosphère. Il est désormais aussi valorisé comme combustible de chauffage, son emploi dans les transports réduit donc ses avantages en terme CO2. Il demeure une alternative intéressante en matière de diversification énergétique. En effet son origine mixte (pétrole et gaz) permet d'introduire sur ce marché un carburant gazeux, disponible, facile à mettre en œuvre, bénéficiant d'ores et déjà d'infrastructures de distribution mais il n'est qu'un carburant de transition qui peut permettre de reculer l'échéance du pic pétrolier en attendant d'autres solutions.

Il existe une grande disparité au sein des véhicules équipés pour le GPL. Les véhicules en première monte (équipés en usine) présentent de bons résultats. Les véhicules équipés en seconde monte aussi mais ils sont tributaires de l'expérience de l'installateur GPL. Mais ces dernières années, un effort considérable a été fait pour développer des injections gazeuses performantes.

Bien qu'à ce jour il n'existe pas de liste regroupant "tous" les installateurs GPL en France, mais seulement des listes ou certains installateurs ont souhaité adhérer à une charte, il est très difficile de connaitre le nombre exact de professionnels du GPL. Certaines entreprises ayant pignon sur rue et une grande expérience du GPL depuis des décennies, il est plus raisonnable de s'orienter vers celles-ci pour une intervention.

Les performances et le bilan environnemental du GPL (comme du GNV) pourraient considérablement progresser avec un moteur spécifiquement conçu pour fonctionner avec ce carburant. Le GPL présente d'autres propriétés appréciables, son utilisation réduit l'usure du moteur, génère moins de bruit et de vibrations et offre une grande souplesse dans la conduite ainsi que des vidanges espacées (double le kilométrage) ce qui n'est pas négligeable puisque l'huile est aussi un produit pétrolier.

Notes et références

  1. Comité français du butane et propane
  2. Reportage France 2 du 23/10/2007
  3. a  et b MoteurNature
  4. Renault R&D

Annexes

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