L'éthanol comme carburant de substitution a la 100LL ?

[Mael]

Bonjour tout le monde,

Apres vous avoir casse les pieds avec mon projet d'Emeraude Diesel, je souhaite relancer le debat avec cette fois ci, une motorisation Ethanol.

Le gouvernement a recement annonce la mise en place d'un reseau de distribution de carburant E85 (85% ethanol, 15% essence) dont le tarif au litre a ete fixe a 0,80 euro le litre. Carrefour annonce la mise en place de 40 stations service en France cette annnee. A ce rythme la, on devrait bientot pouvoir trouver ce nouveau type de carburant pres de chez nous.

Avec un tarif aussi bas, il serait dommage de ne pas chercher a l'utiliser dans le cadre de la construction amateur.

Bien sur, ce nouveau carburant n'est pas directement compatible avec les moteurs que nous utilisons. L'utilisation du biohetanol E85 semble poser quelques problemes de corrosion sur le circuit carburant. Les joinds semblent aussi en faire les frais.

En surfant sur le net ainsi qu'en consultant la presse specialisee anglo-saxonne (flight internationnal), j'ai appris que l'utilisation d'ethanol a auteur de 10% dans l'essence semble ne poser aucun probleme. C'est deja un premier pas assez facile a mettre en oeuvre.
Un melange 10% ethanol + 90% sans plomb 95 + addditif au plomb peut il convenir a la gamme des O200, C90 etc ?

A l'intention de sceptiques: Sachez que depuis 1993 une patrouille americaine de 4 Vans RV3 motorises par de moteurs O320 tournant 100% a l'ethanol, effectue des demonstrations dans les meetings aeriens.
Les solutions techniques apportees par ces gens la doivent pouvoir s'appliquer sur nos avions. http://www.drivingethanol.org/motorspor ... lanes.aspx

Autre piste; Embraer, constructeur d'avions bien connu a certifie recement son avion d'epandage agricole "ipanema" avec un moteur O470 modifie tournant a l'hetanol.
http://www.defesanet.com.br/embraer/neiva1_e.htm

Bien entendu, l'ideal serait d'adapter la gamme de nos moteurs actuels
( O200, O235, C90, Rotax) et autres moteurs compatibles avec nos machines pour qu'ils puissent tourner avec ce nouveau carburant E85.
Les avantages sont multiples mais le cout et l'environement sont, a mes yeux, les deux plus importants.

D'autres initiatives existent pour les machines certifiees, il est donc permis d'etre optimiste. http://www.age85.org/

J'attend vos commentaires avec impatience.
Mael

[Philippe Dejean]

Bonjour mael,

Contrairement à ce que pourrait laisser croire le titre de ce message, je pense que l'éthanol (et non hétanol ) est un très bon carburant pour les moteurs aéronautiques.

Une fois résolus les problèmes de joints et de durits, l'éthanol brûle très bien (pratiquement pas de particules) et a un indice d'octane très suffisant.

Le principal problème est lié à sa capacité calorifique plus faible que celle de l'essence (à peu près 7800 cal/gramme au lieu de presque 12000 pour l'essence, si ma mémoire est bonne). Pour la même puissance, et même si la combustion est un peu améliorée, le moteur consomme une bonne moitié de litre/heure en plus à l'éthanol pur qu'à l'essence pure.

Pour un moteur à carburateur, ça veut dire un injecteur plus gros, adapté au mélange le plus riche en éthanol prévu (ce n'est pas très difficile à repercer), et une utilisation du correcteur altimétrique dès le sol si on utilise un mélange plus riche en essence...
(pour ce faire une sonde lambda et quelques LEDs sont les bienvenues !)
(L'alcool a aussi l'avantage de réduire un peu le givrage carburateur- C'est toujours bon à prendre !)

Pour un système d'injection mécanique, il faut que le débit maximal soit suffisant pour prendre en compte la baisse du pouvoir calorifique réduit. le fait que l'éthanol soit un très mauvais lubrifiant doit également être pris en compte (un peu d'huile du style "haut de cylindres" ?)

Pour un système d'injection électronique (dérivé directement de l'automobile), un type "flex", largement répandu au Brésil, qui s'adapte automatiquement au mélange alcool/essence dans n'importe proportion est à recopier.

Pour l'amateur, il me semble que le carburateur reste quand même la solution la plus simple et la plus fiable. Reste la diminution de l'autonomie liée à l'augmentation du débit carburant. Si il n'y a pas de pb de masse maxi, on peut mettre un réservoir plus grand ou un réservoir supplémentaire. Sinon, la solution est peut-être éthanol pour les vols locaux, et pour les voyage l'essence qui risque d'ailleurs d'être le seul carburant disponible loin de sa base.

Un effet d'utilisation d'éthanol, mélangé ou non à l'essence, est la modification de la fonction de la purge. L'essence n'étant pas miscible avec l'eau, la purge permet d'évacuer l'eau de condensation. Avec l'alcool l'eau se mélange au carburant et il n'y a plus que d'éventuelles impuretés solides à purger.

La présence d'un peu d'eau dans un carburant contenant de l'éthanol ne pose pas trop de problème (dans certains cas, ça peut même augmenter légèrement la puissance plein gaz). Beaucoup d'eau, par contre (disons alimenter un moteur avec de l'alcool pur mélangé à plus de 20% d'eau en volume) finit par poser de gros problèmes :
- la puissance calorifique du mélange tombe trop bas par rapport au débit de carburant prévu, le moteur réglé trop pauvre ne peut plus faire voler l'avion
- même si on arrive à maintenir la puissance au prix d'un débit carburant exagéré, c'est l'autonomie qui se casse la figure...
(en rajoutant de l'essence, on peut peut-être rattraper le problème... Pour les petits malins qui voudraient rajouter du méthanol, sachez que son pouvoir calorifique est encore inférieur à celui de l'essence, et que ça ne résoudrait pas le problème du gicleur trop petit !)

Donc, avec l'éthanol, il est impératif de réduire au maximum la prise d'humidité. Pour le stockage du carburant, bien sûr, mais aussi pour l'avion : Le garer avec les réservoirs pleins pour réduire la respiration des réservoirs, et si possible à l'abri dans un hangar. Car de toute façon, la purge ne servira à rien pour l'eau.

Avec un peu d'habitude, je pense qu'on peut arriver à s'adapter.
Par exemple : Au démarrage Alcool pur = plein riche, essence pure = un doigt de correcteur altimétrique, mélange = pifomètre entre les deux; Ensuite indications de la sonde lambda.

Bons vols !

[Mael]

Bonjour Philippe,

L'hortographe n'ayant jamais ete ma tasse de the, je laisse a Laurent le soin de corriger le titre de cette rubrique...

Les informations que tu nous a donne sont passionantes et amenent un certain nombre de questions.

- Qu'est ce qu'une sonde lambda ? ( en plus d'etre nul en orthographe, je suis assez etranger a la technique...)

Si on envisage l'utilisation de bioethanol E85 sur un moteur classique comme le C90/O200, doit on envisager une modification des soupapes et des sieges ? Il semble que dans le domaine automobile, cette modification soit nescessaire.

- Quels lubrifiants utiliser pour lubrifier ces moteurs s'ils sont utilises avec du bioethanol E85 ?

- Qu'en est il du plomb si present dans la 100LL ( trop present semble t'il pour les C90/O200...) ? Devra t'on ajouter un additif ?

A mes yeux, l'utilisation du Bioethanol E85 en construction amateur offre plusieurs avantages parmi lesquels on retrouve bien sur le faible cout du combustible mais aussi la reduction des emissions de CO2 et autres gaz a effet de serre. Les chiffres fournis par le secteur de l'automobile annonce que les emissions de CO2 sont 2.5 fois plus faibles, et les emissions de gaz a effet de serre reduites de 75%. Le rechauffement climatique etant une realite, chacun d'entre nous doit faire de efforts pour limiter ses emissions. Le bioethanol semble offrir une solution a cette prise de conscience.
En ce qui concerne le cout en exploitation, le chiffre de 0.80 centimes d'euros par litre annonce par le gouvernemet parait seduisant, mais il ne faut pas oublier que la consomation augmentera de 25 a 30 % ( source emanant du secteur automobile une fois de plus ). Remplacer la puissance fournie par 1 litre de 100LL a 1.60 euros couterait 1.04 euros et 1.3 litre de bioethanol E85. L'economie n'en est pas moins interessante puisqu'on s'aligne quasiment sur les tarifs du diesel sans revolution quant a la motorisation.

Enfin, une solution "a mi chemin" pourrait aussi etre envisagee via le
Bioethanol E10 ( 10 % ethanol + 90 % essence ). Pas de modification du moteur mais un tarif moins attractif (1.20 euros pour remplacer la puissance fournie par 1 litre de 100LL) et des emissions superieures au bioethanol E85.

Je vais essayer de contacter les pilotes du Vanguard Squadron pour tenter de profiter de leur experience en matiere de propulsion ethanol...

Le contenu de ce message n'est sans doute pas sans erreurs et vos reflexions sont les bienvenues.

Bons vols,
Mael.

[Philippe Dejean]

Bonjour Mael,

Qu'est ce qu'une sonde lambda ?

la sonde lambda est un capteur qui délivre un signal électrique en fonction de la quantité d'oxygène résiduel (pour faire simple) dans les fumées du moteur.
Elle s'est généralisée sur les moteurs à essence automobile pour régler l'injection et permettre le fonctionnement des pots catalytiques.
On peut en détourner une à notre usage pour régler le correcteur altimétrique, et dans le cas présent, d'adapter le mélange air/carburant en fonction de la nature des différents carburants. Un exemple de réalisation de ce type :

http://foxpapa.com/IMG/doc/Indicateur_de_richesse.doc

Pour tes autres questions, je ne sais pas... mais ça m'intéresse !

Bons vols

[cp1315]

Salut

Très interressant ce montage pour verifier sa richesse et eventuellement la regler en vol.

Merci

[Mael]

Bonjour,

Voici un raccourci vers une doc assez péssimiste mais qui a le mérite de récapituler les différents problèmes liés à l'utilisation de l'éthanol dans les moteurs de nos avions. Le rédacteur s'adresse, a mon sens, plus aux utilisateurs d'appareil certifiés qu'au constructeurs amateurs. Et c' est tant mieux. Rappelons qu'en matières d'appareils en CDN, aucune initiative n'est autorisé quand au choix du carburant.

http://www.casa.gov.au/fsa/2006/feb/46-47.pdf

En bref, les problèmes à régler avant de décoller écolo et moins chers sont les suivants:

- Incompatibilité possible entre les joints, les durites, les flotteurs et l'éthanol.
- Corrosion.
- Vaporisation.

A cela il faut rajouter les problèmes cités plus haut:

- Impossibilité de purger l'eau du réservoir.
- Lubrification moins bonne que la 100LL.
- Avance a l'allumage a déterminer.

En ce qui concerne la compatibilité des divers materiaux avec l'éthanol, il suffit de faire le test en les y plongeant quelques temps. On doit pouvoir constater visuellement une éventuelle dégradation. Reste ensuite à trouver des materiaux de substitution.
Pour le reste... faut il ajouter du plomb au bioethanol E85 pour améliorer la lubrification du moteur ? Le plomb et l'éthanol sont ils compatibles ?
La présence d'eau dans le réservoir doit pouvoir être éviter en limitant le contact entre le carburant et l'air... via un réservoir souple ?!?

Vos commentaires sont les bienvenus

Bons vols,
Maël.

[Mael]

Bonsoir tout le monde,

Pour ceux qui ne sont pas encore convaincus, voici un lien (en langue Anglaise...) qui reprend on ne peut mieux tous les avantages quant à l'utilisation de l'éthanol par nos bons vieux moteurs Continental et Lycoming.

http://www.baylor.edu/bias/index.php?id=4556

L'université américaine qui a publié cette page est pionnière en matière d'utilisation de l'éthanol et possède déja à son palmarès la certification FAA d'un Cessna 152 propulsé à l'hétanol... lequel a traversé l'atlantique depuis !

Reste maintenant a collectionner les diverses documentations traitant des essais réalisés aux Etats Unis, avant d'en appliquer les conclusions en france.

J'ai trouvé une pompe à bioéthanol E85 près de Rouen... et par chance, je dois passer travers ce week end. Je vais m'arrêter prendre 20 litres histoire de comparer la compatibilité des durites de mon C90 avec la 100LL et le Bioéthanol E85

Allez, bons vols.
Maël.

[Philippe Dejean]

Bonjour à tous...

A priori, le taux de compression du C90 était prévu pour la 80/87. Donc pour ce qui est de l'indice d'octane, le Bioéthanol E85 est largement suffisant.
reste à voir les sièges de soupapes et les durits et les joints du circuit d'essence...

J'ai trouvé une pompe à bioéthanol E85 près de Rouen... et par chance, je dois passer travers ce week end. Je vais m'arrêter prendre 20 litres histoire de comparer la compatibilité des durites de mon C90 avec la 100LL et le Bioéthanol E85

Alors, ça donne quoi?

Bons vols

[domidomi]

Bonjour,

je viens de découvrir votre forum, étant constructeur amateur je pense que l'éthanol pourrait remplacer avantageusement l'avgas ... J'ai récemment écrit à la patrouille Vanguard squadron au sujet des modifications à apporter à un moteur Lycoming ( ils ont des O320 160 hp pour leurs RV3). J'ai reçu rapidement la réponse suivante :
The two major changes that we had to make to the engines were a recalibration of the fuel servos and the elimination of most of the rubber components in the fuel system. The fuel servos had to be recalibrated to compensate for the difference in fuel density. We can burn both 100LL and ethanol we just have to lean the airplanes differently. We tried to replace the rubber components with nylon and plastics parts as ethanol tends to be corrosive to rubber. Aside from those changes we also changed the compression from 8.5:1 to 10.5:1 to make better use of the ethanol. With the higher octane rating of ethanol it handles the compression better and makes more power. Well, if you got anything else please feel free to write back.
Cela semble possible, pourquoi si peu de cas en France ? De plus en construction amateur nous avons une certaine liberté de mouvement quant au moteur..

bien cordialement

[Philippe Dejean]

Bonjour,

Pourquoi si peu de cas en France ?
De plus en construction amateur nous avons une certaine liberté de mouvement quant au moteur...

En voilà une bonne question !

1/ La France, jusqu'à la preuve du contraire, est un pays plus latin qu'anglo-saxon.
(Pour être plus clair, je vais forcer le trait, mais juste un peu)

Dans les pays anglo-saxons, le principe de fond est la notion de liberté individuelle interprétée dans le sens le plus large : tant que ça ne gêne pas les autres, un individu a le droit de tout faire, y compris se détruire dans la mesure où ça ne regarde que lui, ou pour les croyants, c'est une affaire entre lui et le divin, avec lequel l'individu communique directement.
Au niveau légal, cela se traduit par :
- La loi ne définit que ce qui est interdit à tous (et le volume des lois est relativement limité)
- Un contrat entre deux individus (ou personnes morales) a force de loi,
- Le reste est authorisé, sous la responsabilité de l'individu.

Dans les pays latins en général, l'individu n'est pas aussi libre. Il citoyen dans le sens où il appartient à la cité.
L'individu a un certain nombre de devoir envers la cité, qui de son côté, a le devoir de protéger.
(En particulier l'individu n'a pas le droit de tout faire, notamment, il n'a pas le droit de se détruire : Tout autre citoyen a le devoir de s'y opposer - notion de non assistance à personne en danger)
Dans ce sens la vie de l'individu regarde la cité et tous ses citoyens qui, en tant que groupe forment le peuple "souverain". La notion de "Souverain" étant à l'origine, synonyme d'omnipotent, c'est à dire qu'il s'agit d'un caractère divin que le peuple détient à titre collectif, et qui lui permet notamment d'écrire la loi. La loi "latine" s'accomode d'ailleurs beaucoup plus mal que la loi anglo-saxonne d'un droit parallèle d'origine religieuse.
Dans le droit latin, la liberté de l'individu s'efface donc devant la volonté collective qui a un niveau de légitimité supérieure par définition. "Dura Lex Sed Lex" :
- La loi définit la vie des citoyens, ce qui est autorisé autant que ce qui est interdit. La loi est aggrégative. Chaque nouvelle loi précise pour un domaine, l'ensemble des lois précédentes, mais n'en abroge pratiquement jamais (et le volume des lois ne cesse de croître)
- Un contrat entre deux individus (ou personnes morales) n'est valable que dans la mesure où il ne contredit pas un texte de loi. Et comme celle-ci est aggrégatif, on peut souvent trouver un article qui... (Tout se plaide),


2/ Même si les textes régissants les avions legers de constructeurs amateurs et les ULM sont plutôt permissifs -pourvu que ça dure-
nous n'avons pas la culture des anglos-saxons du "tout ce qui n'est pas interdit est autorisé"
Alors devant un espace de liberté, nous avons souvent envie de nous mettre nous-même des limites, et la plus facile est de manquer d'initiative.
"Si on ne le fait pas, c'est sûrement qu'il y a un problème que je ne m'explique pas, mais qui doit être gros..."

Rabelais était beaucoup plus révolutionnaire que bien d'autres, si on pense que son message signifie :
- bois directement à la source de la connaissance, du savoir. Ne rabache pas ce qu'on dit communément (la dive bouteille - "dive" au sens de divin, pas d'éthanol, justement !)
- utilise ton cerveau, remets-toi en cause (cultive ton jardin...)

Bons vols

Philippe Dejean

[domidomi]

Merci Denjean pour ce post plutot encourageant.. Moi je serais partant d'acheter un Lycoming O320 en fin de potentiel, et de le faire transformer pour fonctionner à l'E85 ... Je vous ferai part de mes difficultés , mais si je ne tente rien, je n'aurai rien, n'est il pas?

cordialement

[cp1315]

Bonsoir

Et sur un moteur à carburateur, quelles modifications pour que cela puisse fonctionner à l'éthanol ?

Cela semble si simple, il n'y a pas de contre indication quand à son utilisation ?

Merci

[Philippe Dejean]

Bonjour,

Et sur un moteur à carburateur, quelles modifications pour que cela puisse fonctionner à l'éthanol ?

Cela semble si simple, il n'y a pas de contre indication quand à son utilisation ?

Merci

La modification principale, c'est de mettre un gicleur plus gros pour que le débit puisse être multiplié par le rapport de capacité calorifique (un peu plus de 1,5).

Ensuite changer tous les joints et autres caoutchoucs ou plastiques qui risquent d'être attaqués par l'éthanol.
(Ce problème se pose déjà avec le bon vieux "Eurosuper" alias "SP95" dont la composition comprend un part croissante d'alcools - ce qui justifie les mise en garde de Rotax pour le 912 et 914)

Quand le moteur tourne à l'essence il suffit d'appauvrir le mélange comme si on était en altitude, en réglant classiquement à l'EGT
(une sonde lambda en complément serait également bien utile.)

Un problème peut apparaitre en cas de mélange des deux carburants dans le réservoir. En effet, à certaines proportions de mélange, il semblerait que le comportement à l'humidité puisse poser quelques problèmes.
Si cette hypothèse se vérifiait, cela vaudrait le coup d'avoir deux réservoirs.

Mais le plus gros problème me semble la possibilité de s'approvisionner en éthanol-carburant.
Personnellement, je n'ai jamais trouvé de débitant de ce produit.
Il faut aussi noter que la loi française est très restrictive en ce qui concerne la distilation, la commercialisation, le transport, et la fiscalité de l'éthanol.

Il y aurait bien une autre solution, mais la stabilité des caractéristques du mélange éthanol-méthanol-eau communément appelé "alcool à brûler" me semble beaucoup trop incertaine pour m'en servir de carburant aéronautique... Et toute opération de distilation ou de rectification qui serait assez simple à bricoler est strictement interdite.

Il est légalement beaucoup plus simple de mettre de l'huile de colza dans un diesel stationnaire (non routier) - Serait-ce un second souffle pour les projets de ce type (Gazaile, Wilksch, Deltahawk, sans oublier notre Diesel Renault national) ? Personne n'a jamais essayé de "dieseliser" un VW ou un jabiru ?

Bons vols

Philippe dejean

[domidomi]

Bonjour,


en Provence l 'E85 est vendu dans certaines stations pour environ 0,80 € le litre. Les problèmes semblent solubles , mais il faut être vigilant en cas de reservoirs en résine époxy , qui pourraient être corrodés par l'éthanol . Je construis un avion en plastique avec moteur VW consommant du super auto , je crains que mes reservoirs en résine ne soient abimés par le carburant....

cordialement

[laverlochere]

une bonne nouvelle...de l' ethanol haute qualité sera prochainement proposé, c'est un brevet français, de global bioenergies ( voir sur internet ) qui elimine les inconveniients de celui contenu dans l' E85.
une premiere usine sera en fonctionnement courant 2014 à Reims, ensuite une deuxieme en Allemagne, car le financier est Audi.
en France, on a des idées, mais plus d' argent !
pour faire rapide = pouvoir calorifique identique au SP 98, taux de compression supérieur à 1OO, plus de problème avec les durites ! et cerise sur le gateau, il est écolo, sans intervenir sur la culture trditionnelle , c'est un plus, il est essentiellement issue de la biomasse.
j'ose espérer que des régions qui sont en quête d'emplois pourront suivre,( rapidement ) il serait surprenant que bio energies refuse des licences de fabrication
il ne semble pas que l' usine soit un " monstre " celle en construction va nous en dire plus, le fait d'utiliser des déchets ne peut qu'inciter est un plus...et qu'un certain ministre pourra donner le " coup de pouce " indispensable, ce ser aussi bien ( et mieux ) que de vouloir conserver des emplois sans avenir, il faut savoir évoluer.

[laverlochere]

je vous conseille la lecture de la derniere " new " de bioethanolcarburant " que vous retrouverez facilement sur Internet

Il confime une nouvelle fois que ce carburant trop souvent négligé est une excellente solution...reste le problème des reservoirs, pour les durites, c'est plus simples à solutionnter puisqu'il suffit de la changer...pour les anciens moteurs c'est un peu plus compliqué, un addiitif dédié est souvent conseillé.

bien entendu, avec l' ethanol 2 , ce sera tout bon, saur réservoir à vérifier.

Reste qu'il faut voir devant et le proche avenir, dans notre intérêt , aussi bien pour notre portefeuille que pour notre santé....à ne pas oublier ! c'est mieux que la sécu !

que chacun fasse un petit effort, ce serait très bien, même remarque pour les échappements...j'ai reçu une lettre de la DGAC qui confirme que sur ordre de la santé publique, elle va intervenir " prochainement " et comme nous avons une nouvelle ministre, elle pourra certainement mettre en oeuvre ce qu'elle n' a pas pu faire en 1992 ! la patience !...et la suite dans les idées.