Carburant

Définition

Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.
Leur principal avantage est d'avoir une grande densité énergétique, c'est-à-dire qu'il peuvent fournir beaucoup d'énergie pour une masse ou un volume donné(C'est ce qui permet à un véhicule d'avoir une grande autonomie).

Le carburant est souvent un liquide et parfois un gaz. Il est stoqué dans le réservoir des véhicules. Un réservoir de voiture peut généralement contenir 50 litres.

Les carburants peuvent être classés de différentes manières. On peut par exemple distinguer les carburants fossiles des biocarburants.

Les carburants fossiles sont ceux qui proviennent de la transformation des matières organiques mortes mélangées à divers minéraux à de grandes profondeurs. Cette transformation nécessite plus d'un million d'années et se déroule à des températures et pressions très elévées. Les carburants fossiles sont en quantité limitée sur terre. La diminution future de la production de carburants est traité dans l'article sur le pic de production. Les carburants issus du pétrole sont aussi appélées hydrocarbures.
Les biocarburants eux, proviennent de plantes ou animaux (non fossilisés). Parmi les produits développés commercialement, citons le bioéthanol et le biodiesel.

Moteurs

Les moteurs des voitures ne peuvent pas accepter tout type de carburants.

Les moteurs à essence peuvent tourner à l'essence et parfois avec un mélange de bioéthanol et d'essence voire d'essence pure, parfois certaines modifications du véhicules sont nécessaires.
Dans les moteurs à essence, la formation du mélange avec l'air est assuré par le carburateur avant son admission dans les cylindres par les soupapes. Plus généralement, l'alimentation en carburant des moteurs (moteurs à explosion ou bien moteurs à réaction d'avion ou de fusée) est assurée à l'aide d'injecteurs. Voir aussi moteur à explosion

Les moteurs à compression peuvent tourner au gazole classique aussi appelé pétrodiesel ou avec un mélange de biodiesel et de diesel, voire de biodiesel pure. Ici encore, des adpatations du véhicules peuvent s'avérer nécessaires.

Liste de carburants

Carburant	PCI
Essence (automobile)	43,8 MJ/kg
Essence (aviation)	44,0 MJ/kg
GPL	46,1 MJ/kg
Fioul ou gazole	42,5 MJ/kg
Kérosène	43,3 MJ/kg
GNV	48,0 MJ/kg
Hydrogène	120,0 MJ/kg
Iso-octane	44,4 MJ/kg
Iso-heptane	44,6 MJ/kg

Energy content of Biofuel

fuel type	Specific Energy Density (MJ/kg)	Volumetric Energy Density (MJ/L)	CO₂ gas made from Fuel Used (kg/kg)
Solid Fuels
Animal Manure/Waste			insert average composition here
Bagasse (Cane Stalks)	9.6		~+40%(C₆H₁₀O₅)_n+15%(C₂₆H₄₂O₂₁)_n+15%(C₉H₁₀O₂)_n1.30
Chaff (Seed Casings)	14.6		insert average composition here
Dried plants (C₆H₁₀O₅)_n	10 – 16		IF 50%(C₆H₁₀O₅)_n+25%(C₂₆H₄₂O₂₁)_n+25%(C₁₀H₁₂O₃)_n1.84
Wood fuel (C₆H₁₀O₅)_n	16 – 21		IF 45%(C₆H₁₀O₅)_n+25%(C₂₆H₄₂O₂₁)_n+30%(C₁₀H₁₂O₃)_n1.88
Liquid Fuels
Pyrolysis oil	17.5	21.35	(Assuming: Carbon Content is 23% wt + O₂ mass) 0.84
Methanol (CH₃-OH)	19.9 – 22.7	15.9	1.37
Ethanol (CH₃-CH₂-OH)	23.4 – 26.8	23.4	1.91
Butanol(CH₃-(CH₂)₃-OH)	36.0	29.2	2.37
Fat	37.67	31.68	insert average composition here
Biodiesel	37.8	33.3 – 35.7	~2.85
Sunflower oil (C₁₈H₃₂O₂)	^* 39.49	33.18	(12%(C₁₆H₃₂O₂)+16%(C₁₈H₃₄O₂)+71%(LA)+1%(ALA))2.81
Castor oil (C₁₈H₃₄O₃)	^* 39.5	33.21	(1%PA+1%SA+89.5%ROA+3%OA+4.2%LA+0.3%ALA)2.67
Olive oil (C₁₈H₃₄O₂)	39.25 - 39.82	33 - 33.48	(15%(C₁₆H₃₂O₂)+75%(C₁₈H₃₄O₂)+9%(LA)+1%(ALA))2.80
Gaseous Fuels
Methane (CH₄)	55 – 55.7	(Liquified) 23.0 – 23.3	(Methane leak exerts 23 * greenhouse effect of CO₂) 2.74
Hydrogen (H₂)	120 – 142	(Liquified) 8.5 – 10.1	(Hydrogen leak slightly catalyzes ozone depletion) 0.0
Fossil Fuels (comparison)
Coal	29.3 – 33.5	39.85 - 74.43	(Not Counting:CO,NO_x,Sulfates & Particulates) ~3.59
Crude Oil	41.868	28 – 31.4	(Not Counting:CO,NO_x,Sulfates & Particulates) ~3.4
Gasoline	45 – 48.3	32 – 34.8	(Not Counting:CO,NO_x,Sulfates & Particulates) ~3.30
Diesel	48.1	40.3	(Not Counting:CO,NO_x,Sulfates & Particulates) ~3.4
Natural Gas	38 – 50	(Liquified) 25.5 – 28.7	(Ethane,Propane & Butane N/C:CO,NO_x & Sulfates) ~3.00
Ethane (CH₃-CH₃)	51.9	(Liquified) ~24.0	2.93
Uranium -235 (²³⁵U)	77,000,000	(Pure)1,470,700,000	for lower ore conc.(Mining,Refining,Moving) 0.0
Nuclear fusion (²H -³H)	300,000,000	(Liquified)53,414,377.6	(Sea-Bed Hydrogen-Isotope Mining-Method Dependent) 0.0
Fuel Cell Energy Storage (comparison)
Direct-Methanol	4.5466	^* 3.6	~1.37
Proton-Exchange (R&D)	up to 5.68	up to 4.5	(IFF Fuel is recycled) 0.0
Sodium Hydride (R&D)	up to 11.13	up to 10.24	(Bladder for Sodium Oxide Recycling) 0.0
Battery Energy Storage (comparison)
Lead-acid battery	0.108	~0.1	(~600 Deep-Cycle Tolerance) 0.0
Nickel-iron battery	^* 0.127	~0.13	(~2,000 Deep-Cycle Tolerance IF Zero Memory effect) 0.0
Nickel-cadmium battery	~0.2	~0.2	(~1,000 Deep-Cycle Tolerance IF Zero Memory effect) 0.0
Nickel metal hydride	0.22 - 0.324	0.36	(~800 Deep-Cycle Tolerance IF Zero Memory effect) 0.0
Super iron battery	0.33	^* (1.5 * NiMH) 0.54	^* (~300 Deep-Cycle Tolerance) 0.0
Zinc-air battery	0.4 - 0.72		(Recyclable by Smelting & Remixing, not Recharging) 0.0
Lithium ion battery	0.54 - 0.72	0.9 - 1.9	(~4year Lifespan) (300-500 Deep-Cycle Tolerance) 0.0
Lithium-Ion-Polymer	0.65 - 0.87	(1.2 * Li-Ion)1.08 - 2.28	(~4year Lifespan) (300-500 Deep-Cycle Tolerance) 0.0

Liste de biocarburants

Distributeurs industriels de carburant

Références

Jean-Claude Guibet, Carburants et moteurs, Technip, Paris, 1997.

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