Le GNV, un carburant écologique
« Le diesel sera interdit dans le Grand Paris dans deux ans, à Grenoble et à Montpellier en 2025, à Lyon en 2026, à Strasbourg en 2028, etc. « Bénéficiant de la vignette Crit’Air 1 et contrairement au diesel, les véhicules au gaz naturel véhicule (GNV) peuvent évoluer dans ces villes », souligne Clément Chandon, directeur produit d'Iveco France.
Respect de l’environnement et écologie font partie des préoccupations mondiales actuelles. Le biocarburant, écologique mais aussi plus économique que l’essence ou le gasoil, permet donc une alternance écologique très intéressante.
Le GNV, qu’est-ce que c’est ?
Le Gaz Naturel Véhicule, ou GNV, est une alternative au pétrole. A l’origine, le GNV était réservé aux professionnels, mais le marché s’est ouvert aux particuliers. Le GNV peut se trouver sous deux formes :
- le Gaz Naturel Compressé (GNC), qui circule dans le réseau public et alimente les stations-service
- le Gaz Naturel Liquéfié (GNL), qui lui est liquéfié à 160°C et transporté par citerne
De quoi est composé le Gaz Naturel Véhicule ?
Le GNV est composé à 97% de méthane (CH₄). Ce gaz, faible en carbone, présente plusieurs avantages liés à l’environnement. En effet, le GNV utilisé comme carburant émet 15% de moins de gaz à effet de serre, en comparaison au gasoil par exemple.
Le bioGNV, également composé en grande partie de méthane, a l’avantage d’être considéré comme « renouvelable ». En effet, généralement obtenu par méthanisation, le bioGNV a un réel avantage : celui de pouvoir valoriser les déchets locaux. En effet, grâce à la méthanisation, les déchets agricoles ou déchets verts, issus des ordures ménagères, stations d’épurations (boues), productions agricoles, etc., peuvent être utilisés et transformés. À la suite de cette méthanisation, on obtient du bioGNV.
Véritable élément d’un cercle vertueux en termes d’écologie, le GNV peut alors être considéré comme énergie renouvelable.
Pourra-t-il remplacer les autres carburants ?
Aujourd’hui, on utilise le GNV dans tout type de véhicule, soit prévu à l’origine pour rouler au GNV, soit équipé d’un kit GNV : camion, utilitaire, bus, voitures, etc. Bonne alternative aux autres énergies (gasoil, essence, électrique, etc.), le GNV s’impose petit à petit.
Pour les particuliers, le GNV est assez économique, et sera rapidement adapté à une majorité des moteurs de véhicules. Même si pour le moment, les particuliers portent surtout leur attention sur l’électrique, il est possible que le GNV prenne de l’ampleur dans les prochaines années.
Pour les professionnels, notamment du transport et de la logistique, l’énergie électrique ne s’adapte pas à tous les véhicules. Le GNV est alors privilégié pour les véhicules lourds et utilitaires, dont les moteurs ne sont pas développés en électrique.
Le GNV semble alors pouvoir remplacer les autres carburants à moyen/long terme. Aujourd’hui, en France, ce sont près de 32 000 véhicules qui roulent au GNV.
Le saviez-vous ?
Les voitures actuellement disponibles sur le marché sont appelées véhicules à bicarburation gaz/essence, puisque fonctionnant avec les deux énergies. Avec un réservoir d’essence et un réservoir de GNV, l’autonomie de ce type de véhicule est plus importante que celle d’un véhicule classique. Dans les faits, l’autonomie du GNV (200 à 500 km selon les véhicules) s’ajoute à la capacité du réservoir d’essence.
Le véhicule roule en priorité au GNV et le passage à l'essence se fait automatiquement dès que le réservoir de GNV est vide.
Quels sont les avantages du GNV ?
Avantages économiques :
- Le GNV est moins cher que les autres carburants à l’achat
- Un moteur GNV a une durée de vie plus importante qu’un moteur essence ou diesel
Avantages environnementaux :
- 15% d’émissions de gaz à effet de serre en moins par rapport au gasoil
- Moins d’émissions de particules fines
Comme dit précédemment, le GNV a de nombreux impacts sur l’environnement. On a parlé de la diminution des émissions de gaz à effet de serre ou de particules fines, mais il faut également savoir que le GNV ne dégage ni fumée ni odeur désagréable. De plus, un moteur GNV est plus silencieux qu’un moteur essence ou diesel, ce qui diminue la pollution sonore, en ville notamment.
De plus, le bioGNV, par sa production, permet la valorisation et utilisation des déchets locaux, ce qui est un impact très positif pour l’environnement.
Que dit la loi ?
Le décret n°2022-423 du 25 mars 2022, relatif à l’aide exceptionnelle à l’acquisition de carburants, prévoit une baisse des prix des carburants, parmi lesquels le GNV, tant comprimé que liquéfié.
Mais alors, il est si avantageux économiquement ET pour l’environnement, pourquoi ne roule-t-on pas tous au GNV ?
Tout d’abord, il faut savoir que le nombre de véhicules GNV existants est encore très faible, car les constructeurs sont hésitants quant au succès de cette motorisation. De plus, il existe des risques liés à sa production, son stockage et sa manipulation.
Quels sont les risques liés au GNV ?
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Risque de brûlure par le froid
Le GNL (Gaz Naturel Liquéfié), stocké sous de très basses températures (-160°C), comporte des risques de brûlures. Il est principalement utilisé dans les poids-lourds et les navires, donc dans un cadre professionnel.
Pour se protéger : Les personnes manipulant le GNL lors de procédures de ravitaillement doivent obligatoirement porter des gants lors du contact avec les équipements stockés à froid. Des lunettes ou une visière sont également recommandées.
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Risque d’incendie et d’explosion
Le GNV est un gaz combustible. En espace confiné, il peut s’enflammer si la concentration de GNV dans l’air est comprise entre 5 et 15% et qu’il est associé à de l’oxygène et une source de chaleur (Principe du Triangle du feu).
Pour se protéger : Les stations ou ateliers de maintenance sont en générales des espaces aérés, le GNV présentera peu de risques car il aura tendance à se disperser. Cependant, il est préférable d’équiper les opérateurs d’un détecteur de gaz portable et les locaux de détection de gaz fixe pour les protéger d'un risque d'explosion ou d'incendie.
=> Voir notre étude de cas à la fin de l'article
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Risque d’anoxie :
En milieu confiné, si la concentration du mélange gaz-air est supérieure à 25%, le GNV se substitue à l’oxygène de l’air ambiant. Il agit alors comme un gaz asphyxiant par privation d’oxygène.
Pour se protéger : Les opérateurs doivent porter des Équipements de Protection Individuelle, notamment de protection respiratoire.
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Risque de fuite :
Sur un circuit GNV, il existe un risque de fuite, causé par les variations de températures et de pression. En effet, des fuites peuvent apparaître à basse pression et disparaître à haute pression. Pour palier cela, la remise en pression du circuit se fait systématiquement par paliers.
Pour se protéger : Pour contrôler l’étanchéité du circuit, les détecteurs électroniques, détecteurs de fuite en l’occurrence, sont fortement recommandés. En effet, ils permettent d’effectuer un contrôle régulier sur le circuit.
Etude de cas : Bus au Gaz Naturel Véhicule (GNV)
Les bus GNV en France
Le GNV est le carburant alternatif le plus courant pour la propulsion des autobus. De nos jours, 17,30% des bus urbains roulent au GNV en France. Cela représente en moyenne 4500 bus sur un parc total de 26000 bus, contre 2613 Bus GNV en 2014. Une remarquable évolution sur ces 8 dernières années à hauteur 70%.
Source : ADEME et GRDF (2016)
Pourquoi les grandes métropoles ont choisi des Bus GNV ?
Un carburant respectueux de l’environnement
Les bus GNV sont une excellente option en comparaison aux équivalents diesel et répondent amplement aux contraintes de la norme Euro 6.
Cette norme, obligatoire pour les véhicules lourds depuis le 1er janvier 2014, impose les limites acceptables en termes d’émissions des véhicules pour certains polluants.
> Elle impose une réduction complémentaire des valeurs maximales de 80 % pour les oxydes d'azote, de 50 % pour les particules et de plus de 70 % pour les hydrocarbures.
Les Bus GNV émettent :
- 97% de moins d’émissions d’oxydes d’azote (NOx)
- 13% de moins d’émissions de dioxyde de carbone (CO₂) que les Bus Euro 6 Diesel.
- Concernant les rejets de particules (PM10 et PM2,5), elles sont si faibles qu’elles ne sont pas mesurables.
> Nous pouvons donc affirmer que les Bus GNV sont les moins polluants de leur catégorie.
Les Bus GNV sont 2 fois moins bruyants qu’un moteur diesel, ils représentent 175 tonnes d'émission de gaz à effet de serre en moins par an, 40 à 50 voitures de moins aux heures de pointe et 70 000 litres de carburants économisés annuellement. Alimenter un bus avec du biométhane comme carburant permet de pousser le bilan de ces véhicules encore plus loin. Légitimement, les bus GNV/BioGNV obtiennent la vignette Crit’Air 1 qui autorise l’accès à toutes les ZEP (Zones à Faibles Transmissions).
L’IDF Mobilité (réseau de transport d’île de France), a opéré un réel changement écologique grâce au GNV et au BioGNV et garde pour objectif, de devenir la première métropole d’Europe aux transports en commun 100% décarbonisés.
Un carburant économiquement intéressant
Le GNV s’est vu tripler son prix en moins d’une année, à cause d’une très forte demande mondiale à la suite du Covid et les difficultés d'approvisionnement suite à la situation géopolitique actuelle. Mais il reste pour l’instant, inférieur au gasoil et plus abordable à l’achat, qu’un bus électrique.
Aussi, le GNV est soumis à la Taxe Intérieure de Consommation du Gaz Naturel (TICGN) : Le taux applicable au gaz naturel à l’utilisation de carburant est indiqué à l’article 266 quinquies du code des douanes.
Son taux reste constant en 2022 et qui permet d’encourager le développement des poids lourds GNV.
Pour le moment, le montant de la taxe intérieure de consommation sur le GNV est 6 fois inférieur au gazole professionnel et 8 fois inférieur au taux du gazole (soumis à la TICPE) : voir le tableau ci-contre*.
* Les chiffres présentés datent du début de l'année 2022, ils permettent de montrer la tendance le développement du GNV. Nous ne pouvons malheureusement affirmer que c'est encore le cas aujourd'hui à cause de la situation géopolitique actuelle et l'augmentation du prix du gaz.
Qui dit Bus GNV, dit stations équipées et réglementées
Les Stations ou Centres Opérationnels des Bus (COB) sont des dépôts chargés du remisage et de la maintenance des véhicules routiers, qui se doivent d’équiper chacune de leur place de stationnement d’une prise de recharge au GNV ou biométhane ainsi que d’avoir le soutien d’une filière de production de Gaz Naturel.
Mais ce n’est pas tout, l’arrivée de bus GNV implique des aménagements associés à la règlementation ATEX pour l’alimentation et la maintenance des bus et également à la réglementation ICPE pour la protection de l’environnement.
Entre la composition du GNV à 97% de méthane et les règlementations, il existe donc des risques gaz : des dangers liés à la formation d’atmosphères explosives ou asphyxiantes. Ainsi des contrôles doivent donc être établis dans les stations, avant leur mise en service. Et ainsi s’assurer de la conformité et du placement des dispositifs de sécurité suivant les particularités des gaz, comme les détecteurs de gaz fixes, les détecteurs de gaz mobiles ou encore les ventilateurs extracteurs.
Un audit, réalisé par un Bureau d’Étude habilité, permettra l’actualisation des documents obligatoires pour garantir la mise en sécurité du personnel : DRCPE (Document Relatif à la Prévention Contre les Explosions) et DU (Document Unique). Il permettra de mesurer les effets au point de vue réglementaire conformément au droit du travail et des préventions ATEX.
Zoom sur les règlementations
- La règlementation ATEX impose de maîtriser les risques relatifs à la formation d’ATmosphères EXplosives (ATEX). Le risque est assez faible car les conditions d’explosion sont rarement réunies simultanément ; mais il ne doit pas être sous-estimé. La règlementation impose aux stations GNV ainsi que les ateliers de maintenance de former les salariés aux risques et de mettre en place des dispositifs de sécurité afin de contrôler les dangers liés à la formation d’atmosphères explosives ou asphyxiantes. Et ainsi s’assurer de la conformité et du placement des dispositifs de sécurité suivant les particularités des gaz, comme les détecteurs de gaz fixes, les détecteurs de gaz mobiles ou encore les ventilateurs extracteurs.
- La règlementation ICPE (Installation Classé Protection de l’Environnement) impose que la station soit soumise à certaines distances de sécurité entre les équipements et la station et également avec un bâtiment recevant du public. L’autre critère est la nuisance sonore, la station doit être suffisamment éloignée afin de limiter les bruits par rapport aux zones d’habitation.
Détection de gaz dans les stations GNV
Règlementairement, elle doit mesurer 100% de la plage d’explosivité du gaz et se déclencher à 0,5% de gaz naturel dans l’atmosphère selon l’article Art. R. 232-1-7 de la Circulaire du 09/05/85 relative au commentaire technique des décrets 84-1093 et 84-1094 du 7/12/1984 pour l'aération et l'assainissement des lieux de travail. Il est également notifié que le dispositif de sécurité doit être installé et soumis à une maintenance régulière par des agents techniques agréés et que hors des zones ATEX et des zones contrôlées par un dispositif fixe ou mobile, les intervenants sur les véhicules doivent également être équipés de détecteurs de gaz portable.
La détection de gaz est très réglementée et comment choisir la bonne détection ?
Entre les différentes technologies, la détection catalytique qui mesure la concentration de gaz à l’aide d’un filament à Oxydation catalytique, la détection ponctuelle infrarouge qui mesure grâce à la longueur d’onde du gaz et la détection MPS qui mesure via une cellule de nouvelle technologie Molecular Property Spectrometer. Entre les différents scénarios car chaque station est différentes ? Comment savoir quels capteurs, quels asservissements (signalisation sonore et/ou visuels) ? Faut-il des générateurs de secours ? Un système de supervision ? Des barrière de détection ?
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