* Combustion incomplète : Idéalement, la combustion brûle parfaitement le carburant (généralement des hydrocarbures) avec de l'oxygène pour produire uniquement du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O). Cependant, cela se produit rarement parfaitement. Une combustion incomplète entraîne la production de :
* Monoxyde de carbone (CO) : Un gaz hautement toxique se forme lorsqu'il n'y a pas assez d'oxygène pour oxyder complètement le carburant.
* Hydrocarbures (HC) : Les molécules de carburant non brûlées ou partiellement brûlées s'échappent de la chambre de combustion. Ce sont des polluants nocifs qui contribuent à la formation du smog.
* Particules (PM) : Minuscules particules solides ou liquides (suie) produites par une combustion incomplète, particulièrement répandues dans les moteurs diesel. Ceux-ci contribuent aux problèmes respiratoires.
* Oxydes d'azote (NOx) : Ceux-ci se forment lorsque l’azote de l’air réagit avec l’oxygène aux températures élevées de combustion. Les gaz NOx contribuent aux pluies acides et au smog. Des températures de combustion plus élevées, que l'on retrouve souvent dans les moteurs à mélange pauvre visant à améliorer le rendement énergétique, augmentent les émissions de NOx.
* Impuretés du carburant : Le carburant lui-même peut contenir des impuretés comme le soufre. La combustion de combustibles contenant du soufre produit du dioxyde de soufre (SO2), un contributeur majeur aux pluies acides. Même si les carburants modernes ont une teneur en soufre beaucoup plus faible que par le passé, cela reste un facteur.
* Conception et fonctionnement du moteur : Bien que les processus chimiques soient fondamentaux, la conception et le fonctionnement des moteurs influencent considérablement les niveaux d’émissions. Par exemple :
* Moteurs diesel : Leurs températures de combustion plus basses produisent moins de NOx mais plus de PM par rapport aux moteurs à essence.
* Moteurs à essence : Ils ont tendance à produire plus de NOx et de HC que les moteurs diesel, mais moins de PM.
* Moteurs plus anciens : L’absence de technologies modernes de contrôle des émissions produit des émissions bien plus élevées que les moteurs plus récents.
En résumé, les émissions d’échappement sont un sous-produit inévitable du processus de combustion lui-même, provenant d’une combustion incomplète et d’impuretés. La composition spécifique et la quantité des émissions dépendent du type de moteur, du carburant utilisé, ainsi que de la conception et des paramètres opérationnels du moteur. Les technologies de contrôle des émissions sont cruciales pour atténuer ces polluants nocifs.
