L’eau est-elle la solution pour rendre les moteurs Diesel plus propres ?

À première vue, l’idée ressemble à une catastrophe annoncée : ajouter un peu d’eau dans un moteur Diesel est une technique qui devrait mener tout droit à l’avarie. Et pourtant. Appliqué de manière calculée, ce principe s’avère étonnamment efficace pour rendre les moteurs Diesel traditionnels nettement plus propres.

Rien de nouveau

Cette conclusion découle d’une série de nouvelles études menées par des chercheurs du Nigeria. Cette équipe scientifique a rassemblé une série d’éléments qui permettent d’affirmer qu’un mélange précis d’eau et de Diesel permet de réduire drastiquement les émissions. Et il y a mieux encore : aucune intervention technique sur le moteur n’est nécessaire.

Pourtant, combiner d l’eau et du Diesel n’a rien de nouveau. Il existe en effet déjà des méthodes où de l’eau est injectée directement dans la chambre de combustion via les injecteurs spécifiques. Le problème réside dans le coût de cette technique qui permet de réduire la production d’oxydes d’azote (NOx). Les aiguilles de ces injecteurs sont très onéreuses et c’est la raison pour laquelle il y a déjà eu des recherches pour ajouter de l’eau directement dans l’admission. Mais cela soulève un autre problème : il faut alors de telles quantités d’eau que cela en devient néfaste pour la mécanique. 

Une combustion plus homogène

Mais ici, il est question d’une technique particulière et inédite : la WiDE, ou Water-in-Diesel Emulsion. Il ne s’agit pas de verser de l’eau dans le réservoir comme on verserait un seau dans une bassine – d’ailleurs, Diesel et eau s’entendent à peu près aussi mal que l’huile et le vinaigre. Les chercheurs utilisent des surfactants, des molécules capables d’unir les deux liquides en une émulsion stable, en neutralisant la tension superficielle du Diesel.

Le résultat produit donc un carburant homogène qui reste stable pendant soixante jours. C’est absolument essentiel, car dès si le mélange se sépare, l’eau entrerait directement dans le moteur, ce qui entraînerait des dégâts irréversibles.

Mais que se passe-t-il lorsque ce mélange fin se retrouve dans un moteur Diesel en fonctionnement ? Les gouttes d’eau s’évaporent très rapidement dans la chambre de combustion et elles créent de petites explosions de vapeur qui dispersent mieux le mélange air-carburant. De quoi brûler le Diesel de manière bien plus uniforme.

Moins de particules de suie

Cette combustion optimisée maintient en outre mieux sous contrôle le pic de température dans le cylindre et, partant, cet environnement permet de réduire fortement la formation d’oxydes d’azote. Plusieurs études évoquent des baisses allant jusqu’à environ soixante pour cent. Les chercheurs ont aussi noté que la production de particules fines diminue aussi sensiblement : jusqu’à moitié moins grâce toujours à cette combustion plus complète. Pour les émissions de CO₂ en revanche, aucune diminution notable n’a été constatée (contrairement à la Diesel HVO). Ce qui est logique, car cette production entre en lien direct avec la quantité de carburant brûlée.

Ce qui rend cette étude marquante, ce n’est pas tant la nouveauté du concept (dans les années 90, Elf avait déjà développé un carburant de ce type, l'Aquazole, qui présentait des performances environnementales prometteuses. Malheureusement, il s'est avéré non viable sur le plan économique) que la constance des résultats. Le groupe de recherche souligne en effet que la technologie ne rend pas seulement les moteurs plus propres : elle améliore aussi la performance thermique. Dans certains essais menés, les moteurs utilisant le mélange eau-Diesel convertissent davantage d’énergie en puissance utile. Une combustion plus froide ne rime donc pas nécessairement avec une perte de puissance ou un rendement inférieur. Au contraire.

Des inquiétudes aussi

Des défis subsistent toutefois. La stabilité de l’émulsion reste par exemple l’un des obstacles majeurs à la généralisation de cette technique : seule la bonne combinaison de surfactant et de proportion assure un mélange durable.

Une autre préoccupation concerne l’impact sur le moteur à long terme. La montée en pression, le temps d’allumage et le schéma de combustion général semblent a priori favorables, mais des changements subtils peuvent influencer la durabilité des matériaux et des composants sur le long terme. Et là, on n’a pas encore le recul suffisant. Des recherches complémentaires sont donc nécessaires.

Quid de la consommation ?

Mais qu’en est-il par ailleurs de la légendaire sobriété du moteur Diesel ? Reste-t-elle intacte ? Étant donné que l’eau ne produit pas d’énergie (car elle ne contient pas de carbone utilisable comme source d’énergie), il n’est pas illogique que davantage de carburant soit nécessaire pour obtenir les mêmes performances. Pourtant, certaines expériences affichent un rendement comparable, voire supérieur. Tout dépend du dosage : entre 20% et 30% d’eau, les bénéfices seraient les plus nets, mais même des proportions plus modestes semblent apporter un mieux.

L’intérêt de cette technologie réside donc dans sa simplicité : elle peut être appliquée directement aux moteurs existants, sans modifications coûteuses. Autre avantage : contrairement aux filtres et systèmes de post-traitement, elle ne dépend pas d’une température optimale pour fonctionner tandis qu’on ne risque pas non plus l’encrassement d’un organe. Vu son impact limité sur le CO₂, cette approche pourrait surtout être utile aux régions éloignées qui cherchent à réduire la pollution atmosphérique des villes les plus peuplées. Pour satisfaire les normes européennes, il faudra cependant plus qu’une émulsion d’eau et de Diesel...

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