les huiles végétales pures et les moteurs de tracteurs agricoles
DESCRIPTION
PRODUIRE DES AGRO CARBURANTS LOCALEMENT : ENJEUX, FREINS ET PERSPECTIVES Comment assurer demain l’alimentation des motorisations mobiles, véhicules de transport et machines ? A coté de l’électricité, de l’hydrogène, encore très coûteux, ou du GNL (Gaz Naturel Liquéfié), qui n’est pas sans risques, les agrocarburants représentent une réponse, partielle sans doute, mais bien déployable localement. L’expérience de Ménergol montre que les territoires peuvent, avec seulement 10% de la SAU, fournir le double des besoins des exploitations agricoles, dans des conditions très économiques et écologiques. L’atelier se concentre sur les difficultés rencontrées et sur les solutions à plus long terme : la culture du colza, l’utilisation de l’huile brute dans les moteurs, l’incidence des marchés de matières agricoles et énergétiques, les carburants de troisième et quatrième générations. Animé par Marc Théry, chargé de missions à la Communauté de Communes du Mené Intervenants : > L'huilerie Ménergol Patrick Colleu, éleveur, conducteur de l’huilerie Ménergol de Saint Gouëno > Le marché mondial des huiles végétales Jean-Luc Gurtler, France Agrimer > Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles Bertrand Colinet, de la société Colinet – l’équipement agricole > La conduite de la culture du colza en Bretagne Jean-Luc Giteau, Chambre d’agriculture des Côtes d’Armor > Les biocarburants de 2e et 3e générations à l'échelle des territoires ruraux Marc Théry, chargé de missions à la Communauté de Communes du Mené Cet atelier s'est déroulé le jeudi 16 juin 2011 dans le Mené, dans le cadre des 1ères rencontres nationales "énergie et territoires ruraux, vers des territoires à énergie positive". Plus d'informations: www.territoires-energie-positive.frTRANSCRIPT
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Agri monts du lyonnais
5 place de la liberté
69850 ST MARTIN EN HAUT
Agri pilat
Les granges
69420 LONGES
www.colinet.fr
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Agri monts du lyonnais
5 place de la liberté
69850 ST MARTIN EN HAUT
Agri pilat
Les granges
69420 LONGES
• Secteur géographique: monts du Lyonnais, le Pilat et Les monts du beaujolais(150 Km x 30 km)
• Clientèle à dominante polyculture élevage en moyenne montagne
• Ca : 6 millions d’€uros
• 35 Personnes
• 18 personnes dédiées au service après vente (35 % sur parc concurrent)
• 15 000 € de budget formation annuel
• 39 000 références gérées
• 40 tracteurs neufs
• 80 tracteurs occasions
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HistoriqueOctobre 2005 Présentation du voyage d’étude sur l’utilisation des
HVP en Allemagne (lyon)
Novembre 2005 Présentation des résultats du programme 100 tracteurs (Agritechnica)
Janvier 2006 Formation sur la technique des transformations moteur HVP
Mars 2006 Présentation du premier tracteur 100 % HVP(comice de Feurs)
Janvier 2008 Création du cahier des charges de l’unité de pressage
Septembre 2008 Début du montage de la remorque HVP
Novembre 2008 Mise en route remorque HVP
Septembre 2009 Inauguration officielle de la remorque
Janvier 2010 Entrée de la remorque HVP dans 2nd végoil
Février 2010 Diagnostic complet de 5 tracteurs HVP
Février 2010 Remise du Throphée coup de cœur du développement durable (Lyon)
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Pourquoi les HVP
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Le principe de la SCR est assez simple lui aussi. De l’ammoniac ou de l’urée mélangé àde l’air est ajouté aux fumées en quantité fonction de la quantité de NOx à réduire. Les fumées chargées de NH3 traversent ensuite un catalyseur à plusieurs lits dans une plage de températures comprises entre 250 et 380°C .
Condition d’utilisation
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Ensemble de charge
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La politique francaise de développement des biocarb urants
Deux familles de biocarburants sont développées actuellement en France :
le biodiesel ou Esters méthyliques d’huile végétale (EMVH) : issu du colza ou du tournesol, il est incorporé au gazole. À court terme (2010), les EMVH d’origine animale pourront représenter jusqu’à 10% de la production de biodiesel .
le bioéthanol : alcool éthylique d’origine agricole, issu de betteraves à sucre ou de graines de céréales, il est incorporé à l’essence à la pompe soit en l’état soit sous forme d’ETBE (Ethyl-tertio-butyl-ether).
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0 2 4 6
Ethanol
Diester colza
Diester tournesol
HVP colza
HVP tournesol
• Bilans énergétiques
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protéine carburant
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HUILES VEGETALES / GAZOLE
CH2 O CO R
CH O CO R'
CH2 O CO R''
TRIGLYCERIDES > 90 %
POUVOIR CALORIFIQUE : 35 – 39 (MJ/kg)
MASSE VOLUMIQUE : 0.91 – 0.94 (kg/dm3 à 20°C).
HC21 44
POUVOIR CALORIFIQUE : 43 – 44 (MJ/kg)
MASSE VOLUMIQUE : 0.83 (kg/dm3 à 20°C).
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CONTRAINTES D’UTILISATION (1)
CONTRAINTES PHYSIQUES
VISCOSITE à 40 °C : gazole < 5 colza = 33
(mm2/s)
GAZOLE : - 35 °C
COLZA : - 11 °C
TOURNESOL : 0 °C
SENSIBILITE AU FROID
Début de solidification
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CONTRAINTES D’UTILISATION (2)
CONTRAINTES CHIMIQUES
1.EVAPORATION DE GOUTTELETTES à 630 °C
A 440 °C, seul le gazole s’évapore totalement.
injection
HO
H3C
O
H
HO
OR''POCH2
R'COOCH
RCOOCH2
OH
O
COH
O
CH2 O CO R
CH O
CH2 OH
CO R'• Glycérides partiels (1 – 10 %)
• Acides gras libres (0.5 – 5 %)
• Insaponifiables, pigments… (0.5 – 2 %)
tocophérols
Stérols
• Phospholipides (0.1 – 1 %)
2. COMPOSES MINORITAIRES :
Gommes, cires,…
3. PROPRIETES GENANTES : siccativitétournesol : oui (semi-siccatif) , colza : non
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CONSEQUENCES
1. DELAIS D’INFLAMMATION PLUS LONGS
4. DETERIORATIONS MECANIQUES
Pompes d’injection, segments, cylindres,…
3. DEPOTS ET ENCRASSEMENT
2. COMBUSTION INCOMPLETE (dégradation du lubrifiant, pollution)
0 : injection t.
gazole
Huile de colza
0
2
4
6
8
10
12
14
CO HC NOx
g/kW
h
gazole colza
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MAIS… SI LA TEMPERATURE EST SUFFISANTE (> 500°C)
1. DELAIS D’INFLAMMATION IDENTIQUES 3. PAS DE DEPOTS NI ENCRASSEMENT
2. COMBUSTION COMPLETE
0 : injection t.
gazoleHuile de colza
0
2
4
6
8
10
12
14
CO HC NOx
g/kW
h
gazole
colza
4. PAS DE DETERIORATIONS MECANIQUES
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DE QUELLE TEMPERATURE S’AGIT-IL ?
1. TEMPERATURE DE L’HUILE VEGETALE ? NON
Sauf meilleure viscosité -> meilleure injection
IL S’AGIT DE LA TEMPERATURE DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION
C’est la température moyenne du cycle. Elle détermine la température d’échappement.
2. TEMPERATURE DU MOTEUR ? NON
Aucun effet !
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EST-IL POSSIBLE D’OBTENIR LA TEMPERATURE REQUISE ?
DIESEL INJECTION INDIRECTE : OUI
Dès le ralenti Tmoy > 500 °C
PUISSANCE MOTEUR
020406080
100120140160
500 1000 1500 2000 2500tr/mn
kW
T > 500 °C ; PMAX
T < 500 °C ; P = 71 % PMAX
DIESEL INJECTION DIRECTE : OUI
Si Puissance utilisée > 70 % du MAX.
Sinon : NON ou MOTEUR MODIFIE
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Principe de la modification
-Elever la température du carburant
-Atteindre une température de fin de combustion assez élevée
-limiter les échanges carburants/lubrifiants
Une modification pour élargir la plage de fonctionnement du moteur
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Culasse:soupapes
guides de soupapes
Pistons
segments
Injecteurs
pompes d’injections
paramêtres régulation
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Circuit d’alimentationSysteme de préchauffage du
bloc moteur
Régulation de la Température du carburant
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MOTEUR POLYCARBURANTS Adaptation du moteur et de son alimentation pour que le tracteur puisse fonctionner soit au fuel ou à l’huile végétale pure.
DESCRIPTIF DE LA MODIFICATION • Passage au banc de puissance du tracteur, contrôle des résultats. • Démontage, vérification des tolérances. • Echange et modification des composants concernés (culasse,
soupapes, guides de soupapes, pistons, segments, injecteurs, pompes à injections, régulation électronique, circuit d’alimentation, mécanisme de réchauffage du carburant par températures basses).
• Remontage • Passage au banc de puissance du tracteur après modification, vérifica-
tion des résultats. • Centralisation des résultats d’analyses.
CONDITIONS DE GARANTIE DE LA MODIFICATION Modification garantie 1 an dans les conditions suivantes: • Analyse systématique à chaque production d’ huile. • respect des critères principaux du carburant. • Analyse de l’huile de lubrification à chaque vidange moteur. • Tenu d’un carnet d’entretien. • Tout défaut d’utilisation ou négligence d’entretien suspen-
dra la garantie.
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+ une filtration à 1 µm
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Pour obtenir une combustion optimum de l’huile végétale il faut une température moyenne de cycle avoisinant les 450°à 500°.
Pour des raisons pratiques nous avons déterminé un c oefficient de déperdition de chaleur dans la ligne d’échappeme nt.
T Chambre de combustion = T sortie Échappement x 1. 69
Pour avoir une combustion optimum la température de sortie d’échappement doit être supérieur à 450/1.69 = 266°
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AGROTRON K100
Puissance maxi moteur : 101 cv
Couple maxi : 396 Mn
Réserve de couple 30 %
Perte transmission : 10 %
Valeurs ramenées prise de force
Puissance maxi > 90.9 cv
Couple maxi > 356.4 mN
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
-
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
Couple mot
T echapp
T carb
Puissance cv
Courbe couple puissance
Température sortie échappement
Puissance maxi 93.1 cv à
1918 tr mN
Couple maxi
366 mN à
1726 tr/mn
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Courbe température échappement
A couple constant = 50 % de charge
0
50
100
150
200
250
300
350
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
-
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Couple mot
T echapp
T carb
Puissance cv
![Page 33: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/33.jpg)
Courbes couple moteur , température échappement et carburantA puissance constante = 75 % puissance maxi
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
20,0
40,0
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80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
Couple mot
T echapp
T carb
Puissance cv
![Page 34: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/34.jpg)
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
100 200 300 400
-
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
T echapp
Puissance cv
T carb
Courbe température échappement et puissance moteurEn fonction du couple moteurAu régime moteur fixe = 1500 tr/mn
![Page 35: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/35.jpg)
Cuma de la verte prairie• Unité mobile de production d’HVP
• • Circonscription : 15 cantons (Rhône et Isère)
• 25 adhérents
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L’origine du projet• • Deux groupes d’agriculteurs différents :
• – Des polyculteurs / éleveurs des Coteaux, Monts du Lyonnais et du plateau de Condrieu dans le Rhône
• – Des céréaliers de la rive droite du Rhône (Pays Viennois) en Isère
• • Rencontre des deux groupes lors du comice de Feurs en 2007
• • Complémentarité des deux groupes
Cuma de la verte prairie
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Cuma de la verte prairie
![Page 38: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/38.jpg)
Les enjeux• • Anticiper sur l’épuisement des énergies fossiles en leur
substituant des énergies renouvelables moins polluantes
• • Développer :
• – l’autonomie en énergie et en alimentation animale
• – la traçabilité (circuits court de commercialisation)
• – la rentabilité des exploitations agricoles
• – Inscrire l’agriculture dans le territoire :
• – création d’une source d’énergie locale
• – mise en valeur d’espaces agricoles
• – limitation des intrants (produits phyto., engrais chimiques…)
Cuma de la verte prairie
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![Page 40: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: Les Huiles Végétales Pures et les moteurs de tracteurs agricoles](https://reader030.vdocuments.fr/reader030/viewer/2022020207/55869746d8b42ad43c8b45dd/html5/thumbnails/44.jpg)
Cuma de la verte prairie
La production…Mise en route le 27 novembre 20084 « points de chute » de l’unité mobile
Plus de 470 tonnes de graines triturées168 000 litres d’HVP produites315 tonnes de tourteaux produits
Utilisation…7 tracteurs modifiés pour fonctionner à 100 % d’HVP3 tracteurs équipés de kit de bicarburation en cours de modificationCombustible chaudière => 15 00 litresHuile alimentaire => 7 000 litresTracteurs ou chaudières en cours de modificationProjet avec la CC du Pays Viennois
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Et l’avenir Participation de la CUMA à l’étude ADEME / FNCUMA de
suivi des tracteurs HVP
Tenue des moteurs dans le temps (5 tracteurs HVP / 5 tracteur FOD)
Quantification des émissions polluantes
Participation au programme européen 2ndVegOil
Production d’une huile compatible avec la technologie des moteurs Tier4
Respecter les normes d’émission Tier4
Cuma de la verte prairie
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Courbes pleine charge
Puissance
Couple
Consommation spécifique
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1200 tr/mn
1200
tr/m
n
1600
tr/m
n
1600
tr/m
n
2000
tr/m
n
2000
tr/m
n
Charge
Consommation en fonction de la charge
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Consommation en fonction du régime
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CO2 (g / huile) 2,96147CO2 (g / gazole) 3,117
PCI huile colza (kJ/kg) 39709PCI gazole (kJ/kg) 45343
gazole / huile 1,142
densité huile colza (g/l) 916densité gazole (g/l) 840
gazole / huile 0,917
PCI huile colza (kJ/litre) 36373,444PCI gazole (kJ/litre) 38088,12
gazole / huile 1,047
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Agri monts du lyonnais
5 place de la liberté
69850 ST MARTIN EN HAUT
Agri pilat
Les granges
69420 LONGES
Merci pour votre attention !!