Un nombre grandissant de personnes (sans parler d’Hydro-Québec) souhaitent l’adoption universelle des véhicules électriques. Si cela semble un objectif louable, du moins à première vue, la réalité est que le moteur à explosion sera avec nous pour de nombreuses années à venir. Si certains auront possiblement tendance à se tourner vers les conspirations en cherchant une explication, la réalité est que les combustibles fossiles continuent à dominer lorsqu’on tient compte de la densité énergétique (soit la quantité d’énergie apportée par unité de poids ou volume, un facteur d’autant plus important sur un véhicule compact comme une moto). En d’autres mots, alors que les moteurs électriques sont rendus très performants et efficaces, ils sont sérieusement désavantagés par la capacité d’entreposage des batteries responsables de les alimenter, entre autres. En effet, l’essence est plus de 50 fois plus dense (ou, dit autrement, plus légère par unité d’énergie par un facteur de 50) que les meilleures batteries modernes, un écart important qui risque de ne pas être surmonté dans un avenir rapproché.
Les origines
L’essence est un sujet mystérieux qui est la plupart du temps assujetti à un nombre étourdissant de faussetés et de légendes urbaines. À la base, l’essence appartient à la catégorie chimique des hydrocarbures (dénotés CxHx), c’est-à-dire un composé constitué de molécules construites à partir d’atomes de carbone (C) et d’hydrogène (H). Comme nous savons, l’essence est issue du pétrole brut, celui-ci étant raffiné par un processus de distillation afin d’y extraire les divers composants. Plus précisément, on réchauffe progressivement le mélange, permettant aux composants de plus en plus lourds de passer à la phase vapeur (sans grande surprise, plus les molécules sont lourdes, soit en fonction du nombre d’atomes, plus la température d’ébullition est élevée, et vice versa) où ils sont ensuite recueillis par condensation. Il est à noter que l’essence produite par le processus de raffinage n’est pas un produit homogène, mais plutôt un mélange de divers hydrocarbures situés à l’intérieur d’une plage précise de points d’ébullition. Bien que la proportion finale du brut qui devient de l’essence varie selon certains facteurs, dont l’origine du pétrole, on extrait en moyenne environ 72 litres d’essence par baril d’huile (159 litres).
D’atomes et d’énergie
Nous savons tous que l’essence libère son énergie lorsqu’elle est brûlée, mais quel est le processus par lequel cette énergie est libérée précisément? Sans vouloir élaborer une thèse, sachez que la réaction se résume par l’équation suivante :
CxHx + O2 → CO2 + H2O
Dans l’expression précédente (soit l’équation de la combustion d’un hydrocarbure), O2 représente l’oxygène, alors que CO2 indique le dioxyde de carbone et H2O symbolise la vapeur d’eau. De façon concrète, l’étincelle fournie par la bougie allume le mélange air-essence (CxHx + O2), initiant la réaction chimique qui se produit dans la chambre de combustion. Celle-ci dégage de l’énergie (sous forme de chaleur et gaz en expansion CO2 + H2O), forçant le piston à descendre et entraînant le vilebrequin. En fin de compte, c’est justement la quantité importante d’énergie produite par ce processus qui donne à l’essence sa densité énergétique supérieure et qui assure que les combustibles fossiles seront avec nous pour des années à venir.
Les additifs
L’essence que nous utilisons dans nos véhicules n’est pas composée uniquement du produit final du raffinage. Si cette recette suffisait lorsque les moteurs à explosion étaient à leur humble début, les exigences des moteurs modernes font en sorte que les pétrolières doivent faire appel à une véritable multitude d’additifs, dont des détersifs, antidétonants, antigivrants, désactivateurs de métaux et agents antirouille. Dans un climat tempéré comme le nôtre, on varie aussi le mélange selon les saisons, de sorte à optimiser les caractéristiques en fonction des conditions climatiques dominantes.
