Si vous avez lu Comment fonctionnent les moteurs de voiture, vous savez que presque toutes les voitures utilisent des moteurs à essence à quatre temps. L'un des coups est le coup de compression , où le moteur comprime un cylindre plein d'air et de gaz dans un volume beaucoup plus petit avant de l'allumer avec une bougie d'allumage. La quantité de compression est appelée taux de compression du moteur. Un moteur typique peut avoir un taux de compression de 8 pour 1.
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L'indice d'octane d'essence vous indique combien le carburant peut être comprimé avant qu'il ne s'enflamme spontanément. Lorsque le gaz s'enflamme par compression plutôt qu'à cause de l'étincelle de la bougie, il provoque des cognements dans le moteur. Le cognement peut endommager un moteur, donc ce n'est pas quelque chose que vous voulez qu'il se produise. Le gaz à faible indice d'octane (comme l'essence "ordinaire" à indice d'octane 87) peut supporter le moins de compression avant de s'enflammer.
Le taux de compression de votre moteur détermine l'indice d'octane du gaz que vous devez utiliser dans la voiture. Une façon d'augmenter la puissance d'un moteur d'une cylindrée donnée est d'augmenter son taux de compression. Ainsi, un "moteur haute performance" a un taux de compression plus élevé et nécessite un carburant à indice d'octane plus élevé. L'avantage d'un taux de compression élevé est qu'il donne à votre moteur une puissance nominale plus élevée pour un poids de moteur donné - c'est ce qui rend le moteur "hautement performant". L'inconvénient est que l'essence de votre moteur coûte plus cher.
Le nom "octane" vient du fait suivant :lorsque vous prenez du pétrole brut et que vous le "craquez" dans une raffinerie, vous obtenez des chaînes d'hydrocarbures de longueurs différentes. Ces différentes longueurs de chaîne peuvent ensuite être séparées les unes des autres et mélangées pour former différents carburants. Par exemple, vous avez peut-être entendu parler du méthane, du propane et du butane. Tous les trois sont des hydrocarbures. Le méthane n'a qu'un seul atome de carbone. Le propane a trois atomes de carbone enchaînés. Le butane a quatre atomes de carbone enchaînés. Le pentane en a cinq, l'hexane en a six, l'heptane en a sept et l'octane en a huit carbones enchaînés.
Il s'avère que l'heptane supporte très mal la compression. Compressez-le juste un peu et il s'enflamme spontanément. Octane gère très bien la compression - vous pouvez la compresser beaucoup et rien ne se passe. L'essence à indice d'octane 87 est une essence qui contient 87 % d'octane et 13 % d'heptane (ou une autre combinaison de carburants qui a les mêmes performances que la combinaison 87/13 d'octane/heptane). Il s'enflamme spontanément à un niveau de compression donné et ne peut être utilisé que dans les moteurs qui ne dépassent pas ce taux de compression.
Pendant la Première Guerre mondiale, on a découvert qu'il était possible d'ajouter un produit chimique appelé plomb tétraéthyle (TEL) à l'essence et améliore considérablement son indice d'octane au-dessus de la combinaison octane/heptane. Des qualités d'essence moins chères pourraient être rendues utilisables en ajoutant du TEL. Cela a conduit à l'utilisation généralisée de l'essence "éthyle" ou "plomb". Malheureusement, les effets secondaires de l'ajout de plomb à l'essence sont :
Lorsque le plomb a été interdit, l'essence est devenue plus chère parce que les raffineries ne pouvaient plus augmenter l'indice d'octane des qualités moins chères. Les avions sont toujours autorisés à utiliser de l'essence au plomb (connue sous le nom d'AvGas), et des indices d'octane de 100 ou plus sont couramment utilisés dans les moteurs d'avion à pistons à très hautes performances. Dans le cas d'AvGas, 100 est la cote de performance de l'essence, et non le pourcentage d'octane réel dans le gaz. L'ajout de TEL augmente le niveau de compression de l'essence - il n'ajoute pas plus d'octane.
Actuellement, les ingénieurs essaient de développer des moteurs d'avion qui peuvent utiliser de l'essence sans plomb. Les moteurs à réaction brûlent du kérosène, soit dit en passant.
