La Première Guerre mondiale accélère considérablement les recherches sur les carburants additivés, notamment afin d’améliorer la combustion des moteurs à explosion utilisés dans l’automobile, l’aviation et les véhicules militaires.
De nombreuses expérimentations sont alors menées sur différents mélanges de carburants, associant notamment hydrocarbures, hydrogène ou dioxygène, dans le but d’augmenter les performances des moteurs et de limiter les problèmes de combustion.
À partir de 1918, plusieurs pays intensifient leurs recherches dans ce domaine, ouvrant la voie aux futurs additifs destinés à améliorer la qualité et la stabilité de l’essence.
1918 : les premiers additifs dans l’essence
Au début du XXe siècle, l’essence utilisée dans les moteurs automobiles reste un produit encore imparfait. Issue du raffinage du pétrole, elle présente des qualités variables et pose plusieurs problèmes techniques, notamment dans les moteurs les plus récents.
Parmi ces difficultés, l’une des plus importantes est le phénomène de cliquetis, une combustion irrégulière qui réduit les performances et peut endommager le moteur.
Qu’est-ce que le cliquetis moteur ?
Le cliquetis (ou “détonation”) est un phénomène de combustion anormale. Au lieu que l’explosion du mélange air-essence se fasse de manière contrôlée par la bougie au point prévu, une partie du mélange s’enflamme trop tôt ou à plusieurs endroits simultanément dans la chambre de combustion. Cela génère des ondes de pression très violentes, qui font vibrer le moteur et peuvent causer des dégâts.
Imaginez une étincelle dans une cocotte-minute encore fermée. C’est exactement ce qui se passe : la pression explose, littéralement, au mauvais moment. Le bruit est sec, métallique, souvent comparé à celui d’un grelot ou d’un outil frappant une culasse.
Les causes du cliquetis sont multiples : essence de mauvaise qualité, température excessive, taux de compression trop élevé, avance à l’allumage mal réglée… Dans tous les cas, les conséquences peuvent être sérieuses : pistons percés, soupapes déformées, voire casse moteur. Voilà pourquoi les ingénieurs ont cherché une solution automatisée.
Les premières solutions empiriques
Avant l’apparition des additifs industriels, les automobilistes et mécaniciens expérimentent diverses solutions pour améliorer la qualité du carburant :
- ajout d’alcool ou de solvants
- mélanges artisanaux
- adaptation des moteurs
👉 Ces pratiques témoignent d’un besoin croissant :
améliorer la stabilité et la performance du carburant
Dans certains cas, l’alcool est utilisé comme complément, bien que son usage reste instable et peu fiable.
Vers une essence améliorée
À partir des années 1910, les ingénieurs comprennent que les performances des moteurs dépendent directement de la qualité du carburant.
👉 L’objectif devient alors double :
- améliorer la combustion
- éviter les détonations prématurées
Ce besoin marque le début d’une nouvelle approche :
modifier chimiquement l’essence pour l’adapter aux moteurs
1918 : les prémices des additifs modernes
Autour de 1918, les recherches s’intensifient pour trouver des substances capables d’améliorer le comportement de l’essence.
Ces travaux aboutiront quelques années plus tard à une découverte majeure : l’utilisation d’additifs antidétonants.
👉 Dès 1919, les ingénieurs identifient le problème du cliquetis et commencent à expérimenter différentes solutions chimiques.
Les années 1920 : la révolution des additifs
Cette recherche débouche sur une avancée décisive :
👉 l’introduction du plomb tétraéthyle dans l’essence dès le début des années 1920
- amélioration de l’indice d’octane
- réduction du cliquetis
- moteurs plus puissants
Plomb tétraéthyle devient alors l’additif le plus utilisé.
Une innovation controversée
Si cet additif permet des progrès spectaculaires, il présente aussi un inconvénient majeur :
👉 sa toxicité élevée
L’essence plombée deviendra par la suite l’une des principales sources de pollution au XXe siècle.
Pourquoi a-t-on retiré le plomb de l'essence ?
Depuis quelques années, les véhicules motorisés fonctionnant aux différentes formules d’essence sans plomb représentent plus de la moitié du parc automobile en circulation en France. Parmi les questions soulevées par ce constat se pose celle de la dénomination de ces carburants. En effet, cette certification “sans plomb” ajoutée à l’ensemble des dénominations d’essence proposées sur le marché implique qu’il existe ou qu’il a existé des types d’essences contenant du plomb dans leur composition. […]
Une étape clé dans l’histoire du carburant
L’année 1918 marque donc une phase charnière :
- passage d’une essence brute → à une essence modifiée
- début de la chimie des carburants
- adaptation du carburant aux moteurs modernes
👉 Une évolution qui accompagnera toute l’histoire de l’automobile et de l’aviation.
Le brevet de Charles H. FRAZER
L’américain Charles H. Frazer déposa en 1918 le premier brevet pour l’amélioration de la combustion du moteur à explosion par l’ajout d’hydrogène9.
Il s’agit d’un dispositif ajouté au moteur à combustion interne pour en augmenter le rendement et achever la combustion des hydrocarbures volatils.
Les dépôts de carbone importants sont éliminés grâce à l’utilisation de l’oxygène supplémentaire généré. Il est ainsi possible d’obtenir une puissance accrue et des émissions plus propres. Ses brevets sont présentés ci-dessous. Le rendement énergétique (km/L) est amélioré.
Enrichissement du carburant par hydrogène
L’enrichissement du carburant par hydrogène désigne principalement l’ajout de dihydrogène aux hydrocarbures que brûlent un moteur à combustion interne. Les promoteurs du dispositif en escomptent principalement une diminution des émissions polluantes (CO2, NOx) des moteurs équipés.
De nombreuses expérimentations ont eu lieu dans plusieurs pays depuis 1918. Elles concluent que l’énergie de combustion de l’hydrogène est bien utilisée, mais que le problème du moyen d’emmagasiner l’hydrogène, gazeux, à injecter dans la chambre de combustion, n’est pas résolu.
Il faudrait, pour que la génération de l’hydrogène dans le véhicule même présente un intérêt, que l’injection d’une petite partie d’hydrogène augmente considérablement le rendement de la combustion des hydrocarbures formant le principal du carburant, de sorte que le surplus d’énergie dépasse celle consommée pour la production de l’hydrogène. Certaines compagnies ont revendiqué cette amélioration, sans parvenir au succès commercial. […]
À retenir
- Début du XXe siècle : essence encore instable et imparfaite
- Les moteurs rencontrent des problèmes de cliquetis
- Les premiers “additifs” sont expérimentaux (alcool, mélanges)
- 1918 : début des recherches chimiques sur les carburants
- Années 1920 : apparition des additifs industriels
- Le plomb tétraéthyle améliore les performances… mais est toxique
Pour aller plus loin :
Additif pour carburant : qu’est-ce que c’est ?
Sources : timetoast.com, waterpoweredcar.com, totalenergies.fr, ornikar.com, cultureauto.fr , et Wikipédia …
