Contents
L’essence est constituée d’un mélange complexe d’hydrocarbures. La plupart d’entre eux sont des alcanes ayant 4 à 10 atomes de carbone par molécule. De plus petites quantités de composés aromatiques sont présentes. Des alcènes et des alcynes peuvent également être présents dans l’essence.
L’essence est le plus souvent produite par la distillation fractionnée du pétrole, aussi appelé pétrole brut (il est également produit à partir du charbon et du schiste bitumineux). Le pétrole brut est séparé en fractions selon différents points d’ébullition. Ce processus de distillation fractionnée donne environ 250 ml d’essence de distillation directe pour chaque litre de pétrole brut. Le rendement de l’essence peut être doublé en convertissant les fractions à point d’ébullition supérieur ou inférieur en hydrocarbures dans la gamme de l’essence. Deux des principaux procédés utilisés pour effectuer cette conversion sont le craquage et l’isomérisation.
Comment fonctionne le craquage
Lors du craquage, les fractions de haut poids moléculaire et les catalyseurs sont chauffés jusqu’à ce que les liaisons carbone-carbone se rompent. Les produits de la réaction comprennent des alcènes et des alcanes de poids moléculaire plus faible que ceux présents dans la fraction d’origine. Les alcanes issus de la réaction de craquage sont ajoutés à l’essence de distillation directe pour augmenter le rendement en essence du pétrole brut. Voici un exemple de réaction de craquage :
alcane C13H28 (l) → alcane C8H18 (l) + alcène C2H4 (g) + alcène C3H6 (g)
Comment fonctionne l’isomérisation
Dans le processus d’isomérisation, les alcanes à chaîne droite sont convertis en isomères à chaîne ramifiée, qui brûlent plus efficacement. Par exemple, le pentane et un catalyseur peuvent réagir pour donner du 2-méthylbutane et du 2,2-diméthylpropane. En outre, une certaine isomérisation se produit pendant le processus de craquage, ce qui augmente la qualité de l’essence.
Indices d’octane et cognement des moteurs
Dans les moteurs à combustion interne, les mélanges essence-air comprimés ont tendance à s’enflammer prématurément plutôt que de brûler en douceur. Cela crée un cognement du moteur, un cliquetis ou un pinging caractéristique dans un ou plusieurs cylindres. L’indice d’octane de l’essence est une mesure de sa résistance au cognement. L’indice d’octane est déterminé en comparant les caractéristiques d’une essence à celles de l’isooctane (2,2,4-triméthylpentane) et de l’heptane. L’isooctane se voit attribuer un indice d’octane de 100. C’est un composé très ramifié qui brûle en douceur, avec un petit coup. En revanche, l’heptane se voit attribuer un indice d’octane de zéro. C’est un composé non ramifié qui frappe mal.
L’essence ordinaire a un indice d’octane d’environ 70. En d’autres termes, l’essence ordinaire a les mêmes propriétés de cognement qu’un mélange de 70 % d’isooctane et de 30 % d’heptane. Le craquage, l’isomérisation et d’autres procédés peuvent être utilisés pour augmenter l’indice d’octane de l’essence jusqu’à environ 90. Des agents antidétonants peuvent être ajoutés pour augmenter encore l’indice d’octane. Le plomb tétraéthyle, Pb(C2H5)4, est l’un de ces agents, qui est ajouté à l’essence à raison de 2,4 grammes par gallon d’essence au maximum. Le passage à l’essence sans plomb a nécessité l’ajout de composés plus coûteux, tels que des aromatiques et des alcanes très ramifiés, pour maintenir un indice d’octane élevé.
Les pompes à essence affichent généralement l’indice d’octane comme une moyenne de deux valeurs différentes. Souvent, vous pouvez voir l’indice d’octane indiqué comme (R+M)/2. Une des valeurs est l’indice d’octane recherche (RON), qui est déterminé avec un moteur d’essai tournant à un faible régime de 600 tr/min. L’autre valeur est l’indice d’octane du moteur (MON), qui est déterminé avec un moteur d’essai tournant à une vitesse plus élevée de 900 tr/min. Si, par exemple, une essence a un indice d’octane moteur de 98 et un indice d’octane moteur de 90, l’indice d’octane affiché serait la moyenne des deux valeurs, soit 94.
L’essence à indice d’octane élevé n’est pas plus performante que l’essence ordinaire pour empêcher la formation de dépôts dans le moteur, pour les éliminer ou pour nettoyer le moteur. Toutefois, les carburants modernes à indice d’octane élevé peuvent contenir des détergents supplémentaires pour aider à protéger les moteurs à haute compression. Les consommateurs doivent choisir l’indice d’octane le plus bas auquel le moteur de la voiture fonctionne sans cogner. Un léger cliquetis ou un cliquetis occasionnel n’endommagera pas le moteur et n’indique pas la nécessité d’un indice d’octane plus élevé. En revanche, un cliquetis important ou persistant peut endommager le moteur.
