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La Golf GTI et le carburant sans plomb

vendredi 5 juillet 2002, par Patrice

1. Est-ce que je peux faire fonctionner ma Golf GTI au carburant Sans-Plomb 98 ?

Préconisations Volkswagen :

Oui pour l’ensemble des véhicules de la gamme "essence", fabriqués depuis juillet 1976.

Toutes les Golf GTI (à exception de la 16S Oettinger), peuvent donc fonctionner avec du " Super Sans-plomb 98 " (Superplus), car l’absence de plomb ne leur est pas dommageable, puisque les pièces les plus exposées (soupapes et sièges de soupapes) ont été conçues et réalisées dans des matériaux résistants et pouvant se passer de l’effet "protecteur" qu’apportait le plomb.

Quant à l’indice d’octane de 98 ; pas de problème, puisqu’il est le même que celui du "super plombé".

Cette conception a permis à VW d’exporter des voitures, de l’autre côté de l’Atlantique.

L’exception "16S Oettinger" :

La "16S Oettinger" est l’exception qui confirme la règle. En effet, elle est la seule Golf GTI qui ne tolère pas le carburant sans plomb. Il faut donc l’abreuver avec du "super au potassium", jusqu’à la disparition de ce dernier (en 2003) ; après cela il faudra additiver soit-même le carburant, à chaque plein. Il est a noter que Oettinger proposait une adaptation au carburant sans plomb pour ses moteurs, par remplacement des sièges de soupapes.

2. Est-ce que je peux faire fonctionner ma Golf GTI au carburant Sans-Plomb 95 ?

Préconisations Volkswagen :

Oui pour les véhicules de la gamme "essence", marchant à l’essence "ordinaire" (indice d’octane mini de 91) et fabriqués depuis juillet 1976.

Non pour les véhicules de la gamme "essence", marchant EXCLUSIVEMENT à l’essence "Super" (indice d’octane mini de 98) et fabriqués depuis juillet 1976.

Cela signifie donc que les Golf GTI, avec les moteurs :

EG (1600 cm3, série 1)
DX (1800cm3, série 1)
EV (1800cm3, série 2, jusqu’à Mars 1987)

Mais aussi les 16 soupapes :

EG 16S (1600cm3 "Oettinger", série 1)
KR (1800cm3 "Volkswagen", série 2), sauf PL

en configuration moteur d’origine, ne doivent pas fonctionner au "Super Sans-plomb 95" (Eurosuper), sous peine de destruction des pistons, à cause du phénomène de cliquetis.

Toutes les autres Golf GTI fabriquées après Mars 1987, peuvent fonctionner avec de l’Eurosuper, car elles disposes d’une stratégie "anti-cliquetis", à l’exception de celles avec les moteurs 16 soupapes non catalysés.

Cependant, il est possible de faire fonctionner à l’Eurosuper, et sans risque, une grande majorité des moteurs qui sont réglés, à l’origine, que pour de Superplus (SP98) ; à condition de diminuer l’avance à l’allumage de 6° (voir tableau ci-dessous).

Données Volkswagen / Bosch
Chiffres en gras = réglage d’origine (réglage usine)

NOTA : Pour les moteurs EG, DX et EV, la diminution de l’avance à l’allumage diminuera la puissance d’environ 8ch (6kW). L’utilisation du SP95, sur le moteur PG, génère des à-coups.

3. Quel était le rôle du plomb, dans le carburant ?

Le plomb tétraéthyl avait deux fonctions :

Façon simple d’augmenter l’indice d’octane du carburant.

Protéger certaines pièces mécaniques du moteur : les soupapes et les sièges de soupapes (anti-récession des sièges de soupapes : éviter leur matage, dû au martèlement des soupapes).

ATTENTION : pour les véhicules catalysés, le plomb détériore les pots catalytiques et les sondes lambda de manière irréversible : un plein suffit !

4. Qu’est-ce que le cliquetis ?

Le cliquetis est une combustion anormale. Il se caractérise déjà par son bruit très particulier, puisqu’il ressemble à de petits claquements métalliques répétitifs et réguliers.

Si, d’un prime abord, ces petits bruits semblent anodins, ne vous y fiez pas, car cette combustion est loin de l’être. D’ailleurs ce n’est pas une combustion, mais une explosion, dont la différence entre les deux , est la vitesse du front de flamme :

combustion (combustion déflagrante) : vitesse du front de flamme = quelques dizaines de mètres par secondes

explosion (combustion détonante) : vitesse du front de flamme = quelques kilomètres par secondes !

Le cliquetis trouve son origine dans une combustion dont la pression maximum, pendant le cycle, sera anormalement élevée. On peut obtenir des pressions élevées, avec une avance à l’allumage importante. C’est à partir de l’étincelle, fournie par la bougie, que va brûler une petite partie du mélange qui va, ensuite, générer un front de flamme et donc une combustion normale . La chaleur libérée par ce front de flamme, ainsi que la pression, vont se communiquer à la partie du mélange non encore brûlée (appelée gaz frais), qui va aussi monter en température et se dilater, et donc montée en pression.

On déclenche donc la combustion avant que le piston ait atteint le Point-Mort-Haut (avance à l’allumage), afin de centrer la durée de la celle-ci autour de ce dernier.
Autrement dit, on démarre la combustion alors que le piston n’a pas commencer sa descente : on obtient deux effets contraires : la pression des gaz augmente, pendant que le piston continue de comprimer. Lorsque le piston arrive au point-mort-haut, on obtient une pression donnée (la pression maxi s’atteint juste un peu après le Point-Mort-Haut) ; il reste encore une moitié de gaz frais à brûler.

Si on déclenche la combustion plus tôt (par l’augmentation de l’avance à l’allumage), le piston comprimera une quantité de gaz brûlés, et s’étant donc dilatés, plus importante : on obtient alors une pression au Point-Mort-Haut, dans le cylindre, plus élevée que dans le cas cité plus haut, et donc une température aussi plus élevée.
Cette température élevée est communiquée aux gaz frais restant à brûler ; le cliquetis y trouvera alors son origine sous forme d’une explosion spontanée (auto-inflammation). Autrement, lors d’un même cycle, on aura 2 combustions ; une déclenchée par la bougie, l’autre déclenchée spontanément.

Le mélange air/essence, frais et homogène, est donc porté à une pression et une température données, par la compression du piston, afin de pouvoir déclencher le processus de la combustion.
A chaque combustion, se déroule une course entre la durée de la combustion et le délai d’auto-inflammation.
Ce délai d’auto-inflammation est lié à la température : plus la température du mélange est élevée, plus ce délai sera court. (ordre d’idée : 6 secondes, sous 2 bars, à 600°C, alors qu’il faudra 6 min, sous 8 bars, à une température de 300°C environ, pour de l’iso-octane)
Ce délai d’auto-inflammation est fonction de l’indice d’octane du carburant : plus l’indice est élevé, plus le délai est long pour une même température, où autrement dit, pour un même délai d’auto-inflammation (même durée de combustion), un carburant avec un indice d’octane de 98 aura une température d’auto-inflammation (T°AI) plus élevée que pour un carburant à indice d’octane de 95.
Le Délai d’auto inflammation a une durée inférieure à 10 milli-secondes.

Lorsque le délai d’auto-inflammation s’est écoulé, la quantité de gaz frais va s’enflammer spontanément . Cette inflammation, sous forme d’explosion, crée une onde de choc violente, transmise à la tête du piston, aux parois du cylindre et de la culasse, et par conséquence, qui va générer une montée brusque de la pression.
Dans un système d’injection électronique, la détection du cliquetis se fait grâce à un capteur (vissé sur le bloc moteur) va détecter cette onde de choc.

Cette montée très brusque de la pression, dans le cylindre, provoquant des vibrations et des chocs sur l’équipage mobile (pistons + bielles + vilebrequin), ainsi qu’un arrachement de matière des pièces qui sont en matériaux tendres (aluminium), c’est à dire la culasse et surtout les pistons. Dans des cas extrêmes le piston peut être perforé !

C’est LE moyen le plus simple et le plus efficace, qui permet de supprimer ce phénomène. Lors de la mise au point d’un moteur, chaque constructeur réalise une campagne d’essai visant à connaître les valeurs :

d’avance à allumage optimum, permettant d’obtenir la puissance maxi délivrable par le moteur

d’avance limite par rapport à l’apparition du cliquetis... pour différents régimes et différentes charges.

Puis, après avoir identifier l’ensemble des points (cartographie), on les retranscrit sur un graphe : avance en fonction du régime moteur.

Afin de tenir compte des dispersions de taux de compression, le constructeur prendra une marge : le garde au cliquetis. Cette marge est de l’ordre de 5°.
Autrement dit, des Golf série 1 1800 qui sortaient d’usine pouvaient fonctionner avec une avance nominale à 11° (sans craindre le cliquetis), si leur taux de compression était en limite basse (faible) , alors que d’autres avec un taux de compression en limite haute (élevé), devaient effectivement se contenter de 6°.

Un moyen simple de vérifier si l’avance du moteur est correctement réglée par rapport au cliquetis :
è à bas régime (1500 tr.min-1 env.), passer le rapport de boîte le plus élevé (la 5è par exemple), puis appuyer -> fond sur l’accélérateur :

si le cliquetis se fait entendre ; l’avance est trop élevée

si vous n’entendez rien ; l’avance est suffisamment faible pour ne pas avoir de cliquetis.

5. Qu’est que l’indice d’octane ?

L’indice d’octane est représenté par le nombre qui suit le type du carburant : par exemple Super plombé 98, ou encore Sans-Plomb 95. Cet indice représente une des particularité principale du carburant : l’aptitude à ne pas "exploser" spontanément, mais après un délai (délai d’auto-inflammation), sous l’action de la température et de la pression (pendant la combustion, la pression maxi atteint 80 à 100 bars et la température de la combustion elle-même dépasse les 2000 degrés !).

Il existe deux types d’indice d’octane :

le MON : indice d’octane déterminé sur moteur (appelé indice d’octane "moteur")

le RON : indice d’octane déterminé en laboratoire (appelé indice d’octane "recherche")

Pour un même carburant, les indices MON et RON ont des valeurs différentes

RON 98 à MON 88

RON 95 à MON 85

RON 91 à MON 82

L’indice d’octane d’un carburant est mesuré avec un moteur type, que l’on va faire fonctionner avec un mélange de deux carburants de référence : l’iso-octane et l’heptane.
On va donc faire varier les proportions d’iso-octane et d’heptane, afin d’obtenir le même comportement par rapport au carburant à mesurer, face au cliquetis, avec le même point d’avance à l’allumage. C’est la proportion d’iso-octane qui donnera la valeur de l’indice d’octane.
Par exemple, le Superplus 98 à le même comportement face au cliquetis, qu’un mélange ayant 88% d’iso-octane et 12% d’heptane.

ATTENTION, LES INDICES D’OCTANE NE SONT PAS PAREIL PARTOUT, DANS LES AUTRES PAYS (voir tableau des indices par pays dans les généralités sur les carburants).

6. Généralités sur les carburants essence (en France).

Essence Ordinaire : essence plombée, avec indice d’octane de 91
(retirée du marché Français)

Supercarburant : essence plombée, avec indice d’octane de 98, puis devenue essence sans plomb, additivée au potassium depuis le 1er janvier 2000, avec indice d’octane de 97. (sera retirée du marché Français en 2003)

Eurosuper : essence sans plomb, avec indice d’octane de 95 (répond à la norme EN/228)

Superplus : essence sans plomb, avec indice d’octane de 98. Remarque : Ce carburant ne répond pas à une demande "officielle", mais à un accord conclu entre les différents pétroliers et constructeurs automobiles. C’est pour cela que le Superplus et l’Eurosuper sont identiques, à l’indice d’octane près.

Vous désirez faire un tour d’Europe avec votre Golf ; assurez-vous que votre Golf soit adaptée ou correctement réglée, pour pouvoir fonctionner avec les carburants locaux.

Voici un tableau récapitulatif des différents carburants " sans-plomb ", disponibles en Europe

Historique : Le carburant que l’on dit "sans plomb" est à l’origine du carburant "plombé"

Au début du siècle, et jusqu’aux années 30, l’essence utilisée ne contenait pas de plomb et disposait d’un faible indice d’octane (50 à 60). Le plomb tétraéthyl fait donc d’abord son apparition dans les années 20, aux Etats-Unis, puis dans les années 30 en Europe, dans le but d’augmenter le pouvoir anti-détonant de l’essence. Cette augmentation de l’indice d’octane permettra d’augmenter le taux de compression des moteurs, d’améliorer leur rendement et donc de diminuer leur consommation. Ainsi, l’indice d’octane augmentera progressivement, passant à 65, en 1946, pour atteindre 89/91 dans le milieu des années 60. A partir de ce moment, cette essence prendra le nom de " Ordinaire ", alors qu’apparaîtra le "Supercarburant" (avec une quantité de plomb supérieure), permettant d’augmenter l’indice octane à 97/98 et destiné aux véhicules à puissance spécifique importante, telles que les voitures à vocation sportive.

Réglementation : Retrait du plomb dans l’essence imposé par la directive Européenne 98/70/CE

Depuis le 1er janvier 2000, le Supercarburant "plombé" est retiré du marché des carburants français, afin de satisfaire à la directive européenne 98/70/CE, pour des raisons de santé public et d’environnement, le plomb étant nocif pour l’homme.
Il est remplacé par le Supercarburant au potassium, qui n’est autre que le Superplus additivé au potassium et donc sans plomb. Le rôle du potassium est précisément de se substituer au plomb, pour la fonction de protection des soupapes.
Ce carburant est surtout destiné aux véhicules de conception ancienne, dont les matériaux constituant les soupapes et les sièges de soupapes ne sont pas conçus pour fonctionner avec le carburant sans plomb.

Le Supercarburant au potassium a une durée de commercialisation limitée, puisqu’il ne sera plus distribué dans les stations services à partir de 2003. Après cette date, les propriétaires de véhicule ayant un moteur ne supportant pas le Supercarburant sans plomb (Superplus), devront ajouter un additif dans le réservoir, après chaque plein, à moins qu’ils reconditionnent leur moteur, pour qu’il puisse fonctionner au Superplus (SP98).

Il faut savoir, en fait, que tous les véhicules essences, fabriqués depuis juillet 90 (année modèle 91), et destinés au marché de l’Union Européenne, doivent pouvoir fonctionner à l’Eurosuper (SP95).

On connaît la nocivité du plomb, depuis longtemps. C’est pour cela que certain pays, comme le Japon ou les Etats-Unis, ont bannis le plomb du carburant depuis le début des années 70 ! En Europe, le Supercarburant plombé à disparu de l’Allemagne, de la Scandinavie depuis plus d’une dizaine d’année, comme en Suisse, où il a été retiré du commerce depuis 1986. La Belgique a fait de même en avril 1999, ainsi que le Portugal qui lui a emboîté le pas en juillet 1999.
En Allemagne, le carburant sans plomb a été très tôt privilégié (milieu des années 70) par les pouvoirs publics, par des incitations fiscales accordées aux constructeurs automobiles voulant vendrent sur le marché Allemand , et aux conducteurs Allemand pour rouler "sans-plomb". C’est pour cette raison que les Volkswagen construites depuis juillet 1976 peuvent rouler au sans-plomb.

Carburant été - Carburant hiver : parce que la température n’est pas la même toute l’année !

Le carburant délivré à la pompe est "adapté" à la saison, et surtout à la température de la saison ! En effet, un liquide s’évapore plus facilement lorsqu’il fait chaud, que lorsqu’il fait froid, cela semble évident.
C’est pour cette raison que le taux d’évaporation du carburant est adapté à la température moyenne des périodes chaudes et froides de l’année. Ceci afin de favoriser les démarrages lorsqu’il fait froid et de diminuer la quantité de vapeur d’essence rejetée dans l’atmosphère, lorsqu’il fait chaud. Cette variation du taux d’évaporation n’a pas d’impact significatif sur les performances des moteurs.

Calendrier des changements de carburants :
Carburant hiver : du 16 novembre au 15 mars
Carburant intersaison : du 16 mars au 30 avril
Carburant été : du 1er mai au 30 septembre
Carburant intersaison : du 1er octobre au 15 novembre

Les effets du plomb sont appelés saturnisme auxquels les enfants sont très sensibles car en pleine croissance. La toxicité du plomb peut provoquer des troubles neurotoxiques, agissant sur le système nerveux, ainsi que des troubles rénaux. On comprend alors pourquoi les pouvoirs publics ont poussé à supprimer le carburant plombé.