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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abderrahmane MIRA – Bejaia Faculté des Sciences Exactes Département de Chimie Mémoire de fin de cycle En vue de l’obtention du diplôme de Master en Analyse Chimique Option : Analyse Chimique Thème : Caractérisation physico-chimiques des carburants des véhicules cas : essence super et gazole. Réalisé par : Melle LALAOUI Sonia Devant le jury composé de : MOUSSACEB Karim MCA, U.A.M.Bejaia Président HENACHE Zahir MAB, U.A.M.Bejaia Examinateur BOUKERROUI Abdelhamid MCA, U.A.M.Bejaia Promoteur Année Universitaire : 2014/2015 Résumé : L'étude dans cette mémoire, est de déterminer les propriétés physico-chimiques des deux carburants et analysés afin de déterminer leurs impacts sur le fonctionnement des deux moteurs à essence et diesel. Abstract: The study in this memory, is to determine the physicochemical properties of both fuels and analyzed to determine their impact on the functioning of two gasoline engines and diesel. Remerciements Dieu merci pour m’avoir donné la santé, la volonté et le courage sans lesquels ce travail n’aurait pas été réalisé. Je tiens à remercie mon promoteur Mr BOUKERROUI Abdelhamid pour avoir accepté de mon encadrer. Je tiens également à remercier les membres du jury qui ont pris la peine d’examiner ce travail à savoir Mr MOUSSACEB Karim et Mr HENACHE Zahir. Mes remerciements les plus vifs, vont tout particulièrement à mes parents et mon frangin qui ont joué un très grand rôle dans ma vie, ils m’ont donné un environnement idéal durant toute mon enfance et ils m’ont enseigné l’humilité et l’honnêteté avec les quelles j’ai essayé d’aborder mon travail scientifique. Leur soutien moral et matériel m’a été indispensable tout au long de ces années. Ce travail représente le témoignage de toute ma reconnaissance et mon estime à leurs égards. Je tiens aussi remercier mes amis qui m’ont soutenu et surtout supporté pendant mon travail : Nassim, Lynda, Nassima, Sofy et Mounir. Je ne pourrais pas oublier la personne qui m’a aidée à réaliser le travail de caractérisation au sein de District CBR, NAFTAL de Bejaia je cite : Mme CHEMLAL Karima. Je désire également à remercier chef de laboratoire Mme RABOUHI Aida ainsi qu’à toute l’équipe de laboratoire : Mr KANDI, Mme HEMDANI, Mr AIT HENIA et Mr GUEDJALI pour leur soutien et sympathie. Finalement, j’exprime ma profonde reconnaissance envers tous ceux et celles qui m’ont encouragé et soutenu de prés ou de loin durant la réalisation de ce travail. SOMMAIRE Liste des abréviations Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale………………………………………………………………………......1 La partie théorique……………………………………………………………………………..2 Chapitre I : Généralités sur le pétrole brut ………………..………….……………….……...2 I – 1-Définition le pétrole brut …………………………………………………………….....2 I -1-1-Les hydrocarbures …………………………………………………………………...2 I -1-2-Classification et caractéristiques générales des hydrocarbures…………………….2 I -1-2-1-Les hydrocarbures saturés …………………………………………………..3 I -1-2-2-Les hydrocarbures insaturés ………………………………………………...3 I -1-3- Les composés organiques hétéro-atomiques ……………………………………...3 I -1-3-1- Les composés soufrés ……………………………………………………....3 I -1-3-2- Les composés oxygénés …………………………………………………....3 I -1-3-3- Les composés azotés ………………………………………………………..4 I -1-4-Les composés organométalliques …………………………………………………...4 I-2-Le raffinage du pétrole brut ………………………………………………………………5 I-3-Les différentes opérations de raffinage du pétrole brut ………………………………...5 I-3-1-Le dessalage du pétrole brut ……………………………………………………….....5 I-3-2- La distillation atmosphérique………………………………………………………...6 I-3-3- La distillation sous vide …………………………………………………………......6 I-3-4- Amélioration de la qualité des coupes fabrication des bases ……………………....6 I-3-4- 1 - Obtention d’essences à haut indice d’octane ..…………………………….6 I-3-4-2- Conversion des coupes lourdes en coupes plus légères …………………….7 I-3-4-3-Elimination du soufre…………………………………………………………...7 I-3-5- Les produits pétroliers ………………………………………………………………..7 I-3-5- 1- Gaz de pétrole liquéfié (GPL) ………………………………………………....7 I-3-5- 2- Essence auto ………………………………………………………………..….8 I-3-5- 3- Kérosène …………………………………………………………………........8 I-3-5- 4- Gazole ……………………………………………………………………...….8 I-3-5-5- fioul domestique ………………………………………………………………..8 I-3-5-6- fioul lourd …………………………………………….………………………..9 I-3-5-7- Lubrifiants ………………………………………………………………….….9 I-3-5-8- Bitume ……………………………………………………………………........9 Chapitre II : Les moteurs thermiques……………………………………………………..…..10 II-1-Les moteurs ………………………………………………………………………….......10 II-2- Les types de moteurs thermiques ……………………………………………………….10 II-3- Le fonctionnement des deux moteurs ……………………………………………….….10 II-3-1-Moteur à essence ………………………………………………………………….…10 II-3-2-Moteur diesel………………………………………………………………………....11 II-4-La combustion ………………………………………………………………………..…12 Partie expérimentale ………………………………………………………………………..13 III- Les analyses utilisées pour caractériser les essences et les gazoles…………………….13 III-1- Les caractéristiques physiques ………………………………………………………..13 III-1-1-La densité à 15 °C …………………………………………….……………….….13 III-1-2-La distillation ASTM …………………………………………………………..…14 III-1-3- Pression de vapeur Reid ………………………………………………………16 III-1-4-La viscosité cinématique à 20°C ………………………………………………...19 III-1-5-Point écoulement ……………………………………………………………........20 III-2-Les caractéristiques chimiques ………………………………………………………..22 III-2-1-La couleur ………………………………………………………………………..22 III-2-2-L’indice de cétane calculé …………………………………………………….....23 III-2-3- Le point éclair en vase clos ……………………………………………………..24 III-2-4-La teneur en eau ……………………………………………………………….…25 III-2-5- La corrosion à la lame de cuivre…………………………………………….......25 IV-Les résultats d’analyses des caractéristiques physico-chimiques pour les deux carburants …………………………………………………………………………………………….......28 IV-1-Les caractéristiques physiques de l’essence super ……………………………….…..28 IV-1-1-La densité à 15°C …………………………………………………………………28 IV-1-2-La courbe de distillation ……………………………………………………….....29 IV-1-3-La tension de vapeur Reid ………………………………………………………..35 IV-2-La caractéristique chimique de l’essence super ……………………………………….36 IV-2-1-La corrosion à la lame de cuivre …………………………………………………36 IV-3-Les caractéristiques physiques du gasoil ………………………………………………37 IV-3-1-La densité à 15°C ……………………………………………………………….....37 IV-3-2-La viscosité cinématique à 20 °C……………………………………………….…39 IV-3-3-Point écoulement ……………………………………………………………….….41 IV-3-4- La Distillation ASTM D 86 ……………………………………………………....43 IV-4- Les caractéristiques chimiques du gasoil ………………………………………….…..50 IV-4-1-Indice de cétane …………………………………………………………………...50 IV-4-2-Point éclair ………………………………………………………………………...52 IV-4-3-La couleur ………………………………………………………………………....54 IV-4-4-La teneur en eau ………………………………………………………………...…56 Conclusion générale ................................................................................................................58 Références bibliographiques Annexe Liste des Abréviations NAFTAL : Entreprise Nationale de commercialisation et de distribution des produits pétroliers. CBR : Branches Carburants. ISO : L’organisation internationale de normalisation. ASTM International: American Society for Testing and Materials International. NA : Norme Algérienne. d4 15 : La densité à 15 °C. PI : Point Initial. PF : Point Final. P : Perte. R : Résidu. TVR : La Tension de Vapeur Reid. Cst : Centistokes. PEc : Point d’Ecoulement. IC : Indice de Cétane. PE : Point Eclair. Téb : Température d’ébullition. C1 : Composite 1. C2 : Composite 2. C3 : Composite 3. E1 : Essai 1. E2 : Essai 2. E3 : Essai 3. Ni2+ : Nickel. VO+ : Vanadium. TND : Trace Non Dosable. Liste des figures Figure I-1 : Classification générale des hydrocarbures……………………………………….2 Figure I- 2 : La structure des porphyrines…………………………………………………….4 Figure I- 3 : Le processus de différentes étapes de raffinage du pétrole brut………………...5 Figure II-1 : Les quatre temps de fonctionnement du moteur à essence…………………….11 Figure II-2 : Les quatre temps d’un moteur à allumage par compression…………………..12 Figure III-1 : L’appareillage de la distillation ASTM D 86………………………………....15 Figure III-2: Le schéma de l’appareil et la courbe de distillation ASTM………………..…15 Figure III-3 : L’appareillage de mesure de la pression de vapeur Reid …………….……...17 Figure III- 4 : Le schéma de l’appareillage de la TVR……………………………………...18 Figure III-5 : L’appareillage de mesure de la viscosité cinématique…………………….....19 Figure III- 6 : Le viscosimètre Ubbelohde……………………………………………….....19 Figure III-7 : Le graphe de l’appareil de point de trouble et d’écoulement ASTM D 97 & ASTM D 2500………………………………………………………………………………..21 Figure III-8 : L’appareil de mesure du point d’écoulement………………………………..21 Figure III- 9 : L’appareil de Colorimètre Lovibond ……………………………………….23 Figure III-10 : Echelle de couleur démonstrative…………………………………………..23 Figure III-11 : Appareil de PENSKY MARTENS pour la mesure du point éclair………...24 Figure III-12 : L’appareil de mesure de la corrosion à la lame de cuivre……………….....26 Figure III- 13 : Bombe pour la mesure de la corrosion………………………………...…..26 Figure III- 14 : La série des lames de référence de la corrosion……………………………27 Liste des tableaux Tableau I- 1 : Les différents composés soufrés et leurs structures………………………….3 Tableau I-2 : Les différents composés oxygénés et leurs structures………………………..3 Tableau I- 3 : Les différents composés azotés et leurs structures…………………………..4 Tableau IV-1 : Les d4 15 obtenues par les différents essais d'échantillonnages de l’essence super………………………………………………………………………………………..…28 Tableau IV- 2 : Les températures d’ébullition du PI et de la fraction distillée à 10 % de différents essais d’échantillonnages de l’essence super…………………………………...29 Tableau IV-3 : Les températures d’ébullition pour les points 50% et 95% de différents essais d’échantillonnages de l’essence super………………………………………………………30 Tableau IV-4: Les températures d’ébullition du PF et les volumes de P+R de différents essais d’échantillonnages de l’essence super………………………………………...……...31 Tableau IV-5: Les TVR obtenues par les différents essais d'échantillonnages de l’essence super…………………………………………………………………………………………..35 Tableau IV-6: Les résultats des corrosions à la lame de cuivre obtenues par les différents essais d'échantillonnages de l’essence super………………………………………………..36 Tableau IV- 7: Les d4 15 obtenues par les différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………………………………….37 Tableau IV-8 : Les viscosités cinématiques à 20 °C obtenues par les différents essais d’échantillonnages du gasoil…………………………………………………………………39 Tableau IV-9 : Les résultats des points écoulements obtenus par les différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………….41 Tableau IV- 10 : Les Téb du PI et de la fraction distillée à 65 % de différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………….43 Tableau IV-11: Les Téb de la fraction distillée à 90 % et du PF de différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………….44 Tableau IV-12 : Les volumes des R et des P de différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………………………………….45 Tableau IV-13 : Les IC calculés pour les différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………………………………….50 Tableau IV-14 : Les points éclairs obtenus par les différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………………………………………………………………………….52 Tableau IV-15: Les valeurs des couleurs obtenues par les différents essais d’échantillonnages du gasoil………………………...…………………………………………………………….54 Tableau IV- 16: Les teneurs en eaux obtenues par les différents essais d’échantillonnages du gasoil……………………………………………………………………………………….…56 Introduction 1 Introduction générale L’utilisation de pétrole brut est large et variée. Il est constitué d’hydrocarbures ; toutes fois le pétrole brut ne peut être utilisé directement comme combustible. L’essentiel de ce pétrole est raffiné, transformé en plusieurs coupes pétrolières telles que les gasoils et les coupes naphtas d’où dérivent les essences uploads/Geographie/ hyyy.pdf