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1/ Calcul théorique
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La combustion parfaite d'un carburant de type CxHyOz génère le l'eau et du CO2 selon la formule :
CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 = xCO2 + y/2 H2O + Chaleur

En particulier, les formules approchées des carburants donnent :
SP ordinaire non oxygéné sans éthanol ni ETBE : CH1,8 + 1,45 O2 = CO2 + 0,9 H2O
Gazole ordinaire non oxygéné : 2C16H34 + 49 O2 → 32 CO2 + 34 H2O

Comme la masse molaire du carbone est 12 (valeur simplifiée), celle de l'hydrogène est 1 (idem) et celle de l'Oxygène est 16 (idem), on voit donc
(12x+y+16z) grammes de carburant génèrent 44 grammes de CO2

Dans le cas du SP ordinaire non oxygéné (sans éthanol ni ETBE) :
12+1,8= 13,8 grammes de carburant génèrent 44 grammes de CO2
Un litre de SP pèse entre 710 et 770 grammes/litre selon [4], la valeur règlementaire en France étant 755g selon [7, page 25]
Sur la base moyenne de 740g/litre, la combustion d'un litre de SP génère 2360g de CO2.
Sur la base moyenne de 755g/litre, la combustion d'un litre de SP génère 2407g de CO2.

On peut évidemment faire le même calcul pour le gazole
(12*16) + 34 = 226 grammes de carburant génèrent 16(12+32) = 704 grammes de CO2
Un litre de gazole pèse environ entre 820 et 860 grammes [2], 832 grammes selon [3], la valeur règlementaire en France étant de 845g selon [7, page 25].
Sur la base moyenne de 850g/litre, la combustion d'un litre de gazole génère environ 2647g de CO2.

On retrouve ces valeurs pour le SP et le gazole in [6].

Dans la pratique, les valeurs sont légèrement différentes car les carburants sont oxygénés qu'il s'agisse du SP95 qui contient 5% d'éthanol ou du SP98 qui contient de l'ETBE, dérivé de l'éthanol ou enfin du SP95-E10 qui contient 10% d'éthanol. De la même façon le gazole incorpore une quantité significative de Biodiesel.

2/ Valeurs habituellement reconnues pour la combustion du SP et du gazole
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En 2017, l'administration Américaine considère 2360 g de CO2 par litre de SP et 2690 g de CO2 par litre de diesel [4] ; on notera qu'elle distingue aussi le CO2 fossile généré par les biocarburants E10 et B20 … considérant donc que le CO2 de la combustion des agrocarburants est nul.
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De manière simplifiée, la littérature mondiale considère donc souvent que la combustion d'un litre de carburant génère 2400g de CO2 pour le SP et 2700g pour le gazole.

La valeur réglementaire en Europe selon [9], tenant compte de l'incorporation de biocarburants est :
La combustion d'1 litre d'essence génère 2380 grammes de CO2
La combustion d'1 litre de gazole génère 2650 grammes de CO2
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Une voiture essence qui consomme en circulation réelle moyenne 7 litres de SP/100kms émet en fait 167g de CO2 par kilomètre lors de la combustion du carburant
Une voiture diesel qui consomme en circulation réelle moyenne 5 litres de gazole/100kms émet en fait 133g de CO2 par kilomètre.

Une combustion de 120g de CO2/km correspond donc à 4,53 litres de gazole/100 ou de 5,04 litres de SP aux 100 kilomètres

3/ quid du CO2 induit ?
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Avant de bruler un carburant, il faut extraire le pétrole brut, le raffiner, le transporter, le distribuer et tout cela induit du CO2 en amont de la combustion.

L'ADAC applique une correction forfaitaire WTT (Well to Tank donc du puits au réservoir) [8, page 5] de 13,1 gramme de CO2/MJ sachant qu'un litre de SP correspond à 32MJ soit en final 13,1*32= 419,2 g de CO2/litre.
Pour le gazole, c'est 14,6 g de CO2/MJ avec 36MJ/litre de gazole soit 36*14,6 g/CO2 = 525,6 g/CO2 par litre.
Ce qui donne par exemple pour un véhicule consommant 5 litres diesel/100 = 26,28g de CO2 tandis que 7 litres de SP/100 donnent 29,34 g de CO2
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En ajoutant au CO2 de combustion, on obtient le CO2 WTW (Well to Wheel : du puits à la roue) :
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Par ailleurs la combustion ne génère pas que du CO2 mais aussi en faible quantité du CH4 et du N2O. Malheureusement le CH4 (méthane) a un PRG de 28, autrement dit un gramme de méthane équivaut à 28 grammes de CO2 du point de vue du réchauffement global dû aux gaz à effet de serre. Pour le N2O, le PRG est proche de 300.

Par sa part, au sien d'une étude très détaillée l'ADEME [7] a donc pris en compte à la fois le CO2 amont et les autres gaz à effet de serre pour calculer l'ensemble du CO2 émis par l'utilisation d'1 litre du carburant WTW (Well to Wheel : du puits à la roue). Les carburants sont dénommés SP95 2009 ou Diesel 2009 pour prendre en compte l'incorporation de biocarburants selon les taux en vigueur en 2009.
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Note : ces valeurs de CO2 correspondent à la combustion par température moyenne, certaines motorisations émettant plus de CO2, CH4 ou N2O par temps plus froid ou plus chaud.

En final, le CO2 émis du puits à la roue (WTW) est fonction de la consommation et de la nature du carburant
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4/ CO2 d'un même véhicule carburant au SP, au gazole ou à l'E85
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L'Ademe considère que du puits à la roue :
- un litre de SP génère 2800 g de CO2
- un litre d'E85 génère 1470 g de CO2
- un litre de gazole génère 3170 g de CO2

Si on admet empiriquement qu'un véhicule E85 consomme 30% de plus que le même véhicule au SP alors à kilométrage équivalent, le CO2 généré par l'E85 = 1470*1,3 = 1911 à comparer avec les 2800 du SP soit une diminution du CO2 de 32% ... très significatif donc.

Autre comparatif
Soit un même véhicule qui au gazole consomme 5 litres/100km, au SP 6,5 litres/100 kms et à l'E85 8,5 litres
5 litres de gazole * 3170 = 15850g de CO2/100 kms
6,5 litres de SP * 2800 = 18300g, 2350g soit 15% de plus qu'au gazole
8,5 litres d'E85 * 1470 = 12495g, 3355g soit 21% de moins qu'au gazole

5/ CO2 du puits à la roue correspondant à la combustion de 120g de CO2
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On a vu précédemment que la combustion (ttw) de 120g de CO2/km correspond à la combustion de 4,53 litres de gazole/100 ou de 5,04 litres de SP aux 100 kilomètres, ce qui représente en fait du puits à la roue (wtw) entre 141 et 145g de CO2 selon la nature du carburant … valeur assez éloignée des 180g qu'on lit souvent dans la littérature écologiste.

6/ CO2 WTW selon les véhicules
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Le nouveau 3008, considéré généralement comme sobre est donné à l'homologation NEDC pour 104g de CO2/km en motorisation diesel BlueHDI120 et pour 117g en motorisation essence Puretech 130 soit un écart de 13g de CO2 par km entre les 2 motorisations.

Ce véhicule est donné selon le protocole de test de T&E, Bureau Veritas, France Nature Environnement et PSA [10] pour une consommation de
- 7,4 litres pour la version Essence Puretech 130 avec Start/Stop, boite de vitesse manuelle soit 207 grammes CO2 wtw versus
- 6 litres pour la version diesel BlueHDI 120 avec Start/Stop, boite manuelle soit 190 grammes CO2 wtw
donc un écart en circulation réelle de 1L4 et 17 grammes wtw de CO2/km

Pour les mêmes véhicules, sur un test moins exigeant, l'ADAC [11] trouve une consommation moyenne de
- 6,3 litres pour la version Essence Puretech 130, boite de vitesse manuelle soit 171 grammes de CO2 wtw
- 5,2 litres pour la version diesel BlueHDI 120, boite manuelle soit 164 grammes de CO2 wtw
donc un écart de 1,1 litre ou 7 grammes de CO2/km, chiffre inférieur au précédent dû sans doute à des tests moins exigeants.

Enfin l'Automobile Magazine dans un essai plus dynamique réalisé à Montlhery selon son protocole ISO 9001 utilisé depuis des années trouve une consommation moyenne de
- 8,7 litres pour la version Essence Puretech 130, boite de vitesse automatique soit 244 grammes de CO2 wtw
- 7,7 litres pour la version Essence Puretech 130, boite de vitesse manuelle soit 216 grammes de CO2 wtw
- 6,1 litres pour la version diesel BlueHDI 120, boite manuelle soit 193 grammes CO2 wtw
donc un écart de 1L6 et de 23 grammes de CO2/km

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Dans leur étude, T&E, Bureau Veritas, France Nature Environnement et PSA [10] indiquent qu'en moyenne
- le Start/Stop apporte un gain de 0,3l/100 en ville
- une boite automatique induit une consommation supplémentaire moyenne de 0,4L/100 et 0,7L/100 en ville
- un diesel 1L6 BlueHDI consomme en moyenne 1,5 Litres /100 de moins que les moteurs essence Puretech 1L2 de puissance équivalente

7/ Consommation des véhicules selon l'Automobile Magazine et l'ADAC
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Depuis Septembre 2016, l'ADAC a testé 143 véhicules selon son cycle de mesures avec indication de la consommation et de la valeur du CO2 WTW:
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De son côté, l'Automobile Magazine a testé depuis début 2016 124 véhicules sur un cycle sensiblement plus exigeant que celui de l'ADAC. A partir de la consommation moyenne, on détermine donc le CO2/km WTW selon la base ADEME (2800 g/CO2 litre pour le SP et 3170 pour le gazole)
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[1] http://www.regie-energie.qc.ca [...] -2doc8.pdf
[2] https://fr.wikipedia.org/wiki/​Gazole
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/​Diesel_fuel
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/​Gasoline
[5] https://www.eia.gov/tools/faqs [...] 7&t=11
[6] https://www.futura-sciences.co [...] asoil-947/
[7] http://www.bilans-ges.ademe.fr [...] 0v11.0.pdf
[8] https://www.adac.de/_mmm/pdf/2​8843_292234.pdf
[9] http://www.moteurnature.com/ac [...] on-CO2.php
[10] https://www.groupe-psa.com/fr/ [...] sage-reel/
[11] https://www.adac.de/infotestra [...] fault.aspx
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