Un guide complet pour comprendre les réglementations sur les émissions en 2020 et au-delà
27 mai 2020
L’effort collectif de l’industrie des poids lourds pour atténuer les effets négatifs de l’utilisation des moteurs sur l’environnement remonte à près de vingt ans. Les réglementations variant d’un pays à l’autre et d’une application à l’autre, il est parfois difficile de s’y retrouver.
Voici un guide complet des réglementations actuelles en matière d’émissions et de ce à quoi peuvent s’attendre les concepteurs de la prochaine vague de machines qui changeront le monde.
Depuis que les émissions de CO2 sont devenues un sujet brûlant au début des années 1990, les gouvernements fédéral et nationaux ont travaillé avec les fabricants de moteurs et d’équipements pour limiter la quantité de substances nocives qui pénètrent dans l’atmosphère. L’Europe a adopté ses premières exigences en matière d’émissions en 1992 ; les efforts des États-Unis remontent à la loi sur la qualité de l’air (Clean Air Act) de 1970.
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Normes d’émissions sur route aux États-Unis
- Phase 2 de la réglementation pour les poids lourds
- Réglementation de la phase 2 pour les moteurs installés dans les poids lourds
- Normes de la phase 2 pour les camions à usage professionnel
- Normes de la phase 2 pour les moteurs installés dans les camions professionnels
Normes d’émissions sur route de l’Union européenne
- Réglementation Euro VI pour les véhicules utilitaires lourds
- Réglementation Euro VI pour les véhicules légers
Réglementation hors route aux États-Unis
- Normes d’émissions Tier 4 pour les moteurs jusqu’à 560 kW
- Normes d’émissions Tier 4 pour les moteurs de plus de 560 kW
Limites d’émissions de la phase V de l’Union européenne
Une grande partie du paysage réglementaire actuel peut être regroupée en catégories « sur route » et « hors route », tant aux États-Unis que dans l’Union européenne.
Sur route aux États-Unis
Un mémorandum présidentiel publié en mai 2010 a conduit l’Environmental Protection Agency et la National Highway Traffic Safety Administration à adopter, en août 2011, des normes d’émissions de gaz à effet de serre et d’économie de carburant pour les camions moyens et lourds des années modèles 2014 à 18. Selon l’EPA, ces règles de « phase 1 » devraient réduire les émissions de CO2 de 270 millions de tonnes et permettre aux propriétaires d’économiser environ 50 milliards de dollars en carburant.
En 2016, l’EPA et la NHTSA ont officialisé la phase 2, qui concerne les véhicules jusqu’à l’année modèle 2027. Ces normes plus strictes sont conçues pour « réduire la pollution par le carbone afin d’atténuer les effets du changement climatique, tout en renforçant la sécurité énergétique et en stimulant l’innovation dans le secteur de la fabrication », explique l’EPA.
Plus précisément, ils devraient :
- Réduire les émissions de CO2 d’environ 1,1 milliard de tonnes métriques
- Les propriétaires économisent environ 170 milliards de dollars en frais de carburant
- Réduire la consommation de pétrole de deux milliards de barils au cours de la durée de vie des véhicules vendus dans le cadre du programme.
Le règlement complet comprend des centaines de pages, mais il est résumé dans les tableaux suivants, tirés de l’aperçu du règlement de dieselnet.com.
Phase 2 de la réglementation pour les poids lourds
| Catégorie | Émissions de CO2 selon l’EPA (g/tonne-mile) | Consommation de carburant NHTSA (gal/1 000 tonnes-milles) | ||||
| Toit bas | Toit intermédiaire | Toit haut | Toit bas | Toit intermédiaire | Toit haut | |
| Cabine de jour Classe 7 | 96.2 | 103.4 | 100 | 9.4499 | 10.15717 | 9.82318 |
| Cabine de jour Classe 8 | 73.4 | 78 | 75.7 | 7.21022 | 7.66208 | 7.43615 |
| Cabine couchette classe 8 | 64.1 | 69.6 | 64.3 | 6.29666 | 6.83694 | 6.31631 |
| Trafic lourd Classe 8 | 48.3 | 4.7446 | ||||
Réglementation de la phase 2 pour les moteurs installés dans les poids lourds
| Catégorie | Année | Émissions de CO2 (g/bhp-hr) | Consommation de carburant* (gallon/100 ch/h) |
| Moteurs MHD | 2014 | 502 | 4.93** |
| 2017 | 487 | 4.78 | |
| 2021 | 473 | 4.6464 | |
| 2024 | 461 | 4.5285 | |
| 2027 | 457 | 4.4892 | |
| Moteurs HHD | 2014 | 475 | 4.67** |
| 2017 | 460 | 4.52 | |
| 2021 | 447 | 4.391 | |
| 2024 | 436 | 4.2829 | |
| 2027 | 432 | 4.2436 |
* Normes NHTSA équivalentes basées sur 10 180 g de CO2 par gallon de diesel
** Volontaire pour les années 2014 et 2015.
Normes de la phase 2 pour les camions à usage professionnel
| Catégorie | Émissions de CO2 selon l’EPA (g/tonne-mile) | Consommation de carburant NHTSA (gal/1 000 tonnes-milles) | ||||
| Urbain | Polyvalent | Régionale | Urbain | Polyvalent | Régionale | |
| Véhicules à moteur à combustion interne | ||||||
| Léger Lourd Classe 2b-5 | 367 | 330 | 291 | 36.0511 | 32.4165 | 28.5855 |
| Moyennement lourd Classe 6-7 | 258 | 235 | 218 | 25.3438 | 23.0845 | 21.4145 |
| Lourd Lourd Classe 8 | 269 | 230 | 189 | 26.4244 | 22.5933 | 18.5658 |
| Véhicules équipés de moteurs à allumage commandé | ||||||
| Léger Lourd Classe 2b-5 | 413 | 372 | 319 | 46.4724 | 41.8589 | 35.8951 |
| Moyennement lourd Classe 6-7 | 297 | 268 | 247 | 33.4196 | 30.1564 | 27.7934 |
Normes de la phase 2 pour les moteurs installés dans les camions professionnels
| Catégorie | Année | Émissions de CO2 | Consommation de carburant* |
| g/bhp-hr | gallon/100 bhp-hr | ||
| Moteurs LHD | 2014 | 600 | 5.89** |
| 2017 | 576 | 5.66 | |
| 2021 | 563 | 5.5305 | |
| 2024 | 555 | 5.4519 | |
| 2027 | 552 | 5.4224 | |
| Moteurs MHD | 2014 | 600 | 5.89** |
| 2017 | 576 | 5.66 | |
| 2021 | 545 | 5.3536 | |
| 2024 | 538 | 5.2849 | |
| 2027 | 535 | 5.2554 | |
| Moteurs HHD | 2014 | 567 | 5.57** |
| 2017 | 555 | 5.45 | |
| 2021 | 513 | 5.0393 | |
| 2024 | 506 | 4.9705 | |
| 2027 | 503 | 4.9411 | |
| Moteurs à essence HD | 2016 | 627 | 7.06 |
* Normes NHTSA équivalentes basées sur 10 180 g de CO2 par gallon de diesel
** Volontaire pour MY 2014 et MY 2015
Union européenne Sur route
L’Europe en est actuellement à la sixième étape de ses normes d’émissions pour les véhicules routiers. Le dernier cycle a été adopté en 2012 et est pleinement mis en œuvre depuis 2015.
Selon l’International Council on Clean Transportation, les pays du G-20 représentent 90 % des ventes mondiales de véhicules et la plupart d’entre eux ont adopté la feuille de route européenne pour la réduction des émissions.
Voici les derniers mandats de l’UE, communément appelés « Euro VI », avec l’aimable autorisation de l’ICCT :
Réglementation Euro VI pour les véhicules utilitaires lourds
| Polluant | Essais en régime permanent | Essais transitoires |
| LE CO | 1.5 | 4 |
| HC | 0.13 | 0.16** |
| Ch3* | 0.5 | |
| Nox | 0.4 | 0.46 |
| PM | 0.01 | 0.01 |
| PN (#/km) | 8.0 x 10 | 6.0 x 10 |
| Ammoniac (ppm) | 0.01 | 0.01 |
| Limite de soufre dans le carburant (ppm) | 10 | 10 |
| Cycle d’essai | CSST | WHTC |
* Pour Euro V pour le gaz naturel uniquement, pour Euro VI, GN et GPL
** HC totaux pour les moteurs diesel, HC non méthaniques pour les autres.
Réglementation Euro VI pour les véhicules légers
| Polluant | Essence | Diesel |
| LE CO | 1.0 | 0.5 |
| HC | 0.1* | |
| HC+NOX | 0.17 | |
| NOX | 0.06 | 0.08 |
| PM | 0.005** | 0.005 |
| PN (#/km) | 6.0×10*** | 6.0×10 |
*et 0,068 g/km pour les NMHC
** applicable uniquement aux moteurs à allumage commandé, 0,0045 g/km en utilisant la procédure de mesure PMP
*** applicable uniquement aux moteurs à allumage commandé, 6 x 1012 #/km au cours des trois premières années suivant l’entrée en vigueur de la norme Euro 6.
Hors route aux États-Unis
La conformité en matière d’émissions ne se limite pas aux rues et aux autoroutes des États-Unis. Depuis 2015, les États-Unis se trouvent au niveau 4 de leurs normes d’émissions de NOx et de particules.
Tous les équipements de construction, agricoles et industriels fabriqués aux États-Unis sont soumis à ces réglementations, qui visaient à réduire de 90 % les émissions de particules et de NOx.
Normes d’émissions Tier 4 pour les moteurs jusqu’à 560 kW
| Puissance du moteur | Année | LE CO | NMHC | NMHC+NOx | NOx | PM |
| kW < 8 (hp < 11) | 2008 | 8.0 (6.0) | – | 7.5 (5.6) | – | 0.4* (0.3) |
| 8 ≤ kW < 19 (11 ≤ hp < 25) | 2008 | 6.6 (4.9) | – | 7.5 (5.6) | – | 0.4 (0.3) |
| 19 ≤ kW < 37 (25 ≤ hp < 50) | 2008 | 5.5 (4.1) | – | 7.5 (5.6) | – | 0.3 (0.22) |
| 2013 | 5.5 (4.1) | – | 4.7 (3.5) | – | 0.03 (0.022) | |
| 37 ≤ kW < 56 (50 ≤ hp < 75) | 2008 | 5.0 (3.7) | – | 4.7 (3.5) | – | 0.3** (0.22) |
| 2013 | 5.0 (3.7) | – | 4.7 (3.5) | – | 0.03 (0.022) | |
| 56 ≤ kW < 130 (75 ≤ hp < 175) | 2012-2014*** | 5.0 (3.7) | 0.19 (0.14) | – | 0.40 (0.30) | 0.02 (0.015) |
| 130 ≤ kW ≤ 560 (175 ≤ hp ≤ 750) | 2011-2014**** | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | – | 0.40 (0.30) | 0.02 (0.015) |
Les moteurs à allumage manuel, refroidis par air et à injection directe peuvent être certifiés conformes aux normes Tier 2 jusqu’en 2009 et à une norme optionnelle de 0,6 g/kWh pour les particules à partir de 2010
** 0,4 g/kWh (Tier 2) si le fabricant se conforme à la norme de 0,03 g/kWh à partir de 2012 ** 0,4 g/kWh (Tier 2) si le fabricant se conforme à la norme de 0,03 g/kWh à partir de 2012.03 g/kWh à partir de 2012
*** PM/CO : conformité totale à partir de 2012 ; NOx/HC : option 1 (en cas d’utilisation de crédits Tier 2 mis en réserve)â50 % des moteurs doivent être conformes en 2012-2013 ; option 2 (en l’absence de crédits Tier 2) â25 % des moteurs doivent être conformes en 2012-2014, avec une conformité totale à partir de 2014.12.31
**** PM/CO : conformité totale à partir de 2011 ; NOx/HC : 50 % des moteurs doivent être conformes en 2011-2013.
Le site web de Diesel Net propose quelques options alternatives. L’EPA énumère également des réglementations spécifiques pour les moteurs de plus de 560 kW.
Normes d’émissions Tier 4 pour les moteurs de plus de 560 kW
| Catégorie | LE CO | NMHC | NOx | PM |
| Groupes électrogènes | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | 0.67 (0.50) | 0.03 (0.022) |
| Tous les moteurs sauf les groupes électrogènes | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | 3.5 (2.6) | 0.04 (0.03) |
Union européenne Hors route
L’UE en est actuellement à la phase V de sa réglementation sur les engins mobiles non routiers, dont la mise en œuvre complète est prévue pour 2021. Les dernières modifications portent sur la fixation de limites plus strictes pour les émissions de particules.
Limites d’émissions de la phase V de l’Union européenne
| Catégorie | Type d’allumage | Puissance nette (kW) | Date | CO (g/kWh) | HC | NOx | PM | PN (1/kWh) |
| NRE-v/c-1 | CI | P < 8 | 2019 | 8 | 7,50a,c | 0.40* | – | |
| NRE-v/c-2 | CI | 8 ≤ P < 19 | 2019 | 6.6 | 7,50a,c | 0.4 | – | |
| NRE-v/c-3 | CI | 19 ≤ P < 37 | 2019 | 5 | 4.70a,c | 0.015 | 1×1012 | |
| NRE-v/c-4 | CI | 37 ≤ P < 56 | 2019 | 5 | 4.70a,c | 0.015 | 1×1012 | |
| NRE-v/c-5 | Tous | 56 ≤ P < 130 | 2020 | 5 | 0.19c | 0.4 | 0.015 | 1×1012 |
| NRE-v/c-6 | Tous | 130 ≤ P ≤ 560 | 2019 | 3.5 | 0.19c | 0.4 | 0.015 | 1×1012 |
| NRE-v/c-7 | Tous | P > 560 | 2019 | 3.5 | 0.19** | 3.5 | 0.045 | – |
| NRG-v/c-1 | Tous | P > 560 | 2019 | 3.5 | 0.19*** | 0.67 | 0.035 | – |
Aux États-Unis, l’État de Californie a reçu l’autorisation spéciale de l’EPA d’adopter ses propres normes d’émission, en partie à cause de la grave pollution qui sévit dans la région de Los Angeles depuis des décennies. Le Colorado, le Connecticut, le Delaware, le Maine, le Maryland, le Massachusetts, le New Jersey, le Nouveau Mexique, New York, l’Oregon, la Pennsylvanie, le Rhode Island, le Vermont, Washington et le district de Columbia ont tous adopté les normes californiennes, qui sont plus strictes que celles de l’EPA.
La logique de l’ensemble
Cela fait beaucoup de données et d’acronymes, mais l’UE et l’EPA fournissent des outils que les ingénieurs peuvent utiliser pour garantir la conformité de leurs applications spécifiques, notamment le modèle américain d’émissions de gaz à effet de serre (GEM) et l’outil de calcul de la consommation d’énergie des véhicules (VECTO) de l’UE.
Les deux permettent aux ingénieurs de fournir des données sur le moteur et de produire des prévisions sur les niveaux d’émission.
Alors, quelle est la suite des événements ?
L’évolution de la réglementation tend à suivre un modèle. Depuis plus de vingt ans, l’Europe à forte densité de population est à la pointe des normes d’émission. La Californie a généralement quelques années de retard, suivie de près par l’ensemble des États-Unis.
D’autres pays riches en industrie manufacturière, comme la Chine et le Japon, ont leurs propres normes qui évoluent. À mesure que l’économie se mondialise, les principaux fabricants ont fait pression en faveur d’une plus grande harmonisation, comme en témoignent l’accord de Paris des Nations unies et l’accord conclu entre l’EPA et le California Air Resources Board pour mettre en œuvre des réglementations similaires à celles de la Californie d’ici à 2027.
La pandémie mondiale de COVID-19 et les mesures de confinement prises pour l’atténuer ont fait chuter les émissions de CO2 de 17 % entre janvier et avril 2020. Certains scientifiques prévoient une baisse de 4,4 à 8 % d’ici la fin de l’année, ce qui marquerait la plus forte diminution annuelle depuis la Seconde Guerre mondiale.
Mais toute baisse devrait être temporaire, car l’industrie des transports et l’économie mondiale se redressent.
Ce qui n’est pas clair, c’est la volonté des entreprises de poursuivre une expansion mondiale agressive à la suite d’une crise sanitaire mondiale causée par la propagation d’un virus à travers les pays et les continents.
Comme c’est le cas pour la plupart des produits COVID, les prédictions sont à ce stade aussi bonnes que les suppositions.
Ces derniers mois, l’EPA a déclaré qu’elle chercherait à réduire davantage la pollution par le biais de son » Initiative pour des camions plus propres « . Le président Donald Trump a quant à lui réduit certaines émissions au niveau de l’industrie automobile. Il est donc difficile de savoir comment l’équilibre entre le soutien aux fabricants et la protection du monde dans lequel ils fabriquent sera trouvé à l’avenir.
L’un des moyens d’y parvenir est l’Électrification, mais sa mise en œuvre à grande échelle ne se fera probablement pas avant une bonne dizaine d’années.
Ce qui est plus urgent aujourd’hui, c’est un autre type d’émission : la pollution sonore. La directive européenne sur le bruit extérieur limite le nombre de décibels émis par les moteurs hors route, en particulier les engins de chantier et les tracteurs agricoles utilisés à proximité d’un environnement urbain.
L’Amérique du Nord devrait adopter des mesures similaires dans les années à venir.