Pourquoi le plomb était-il ajouté à l'essence?

Pourquoi le plomb était-il ajouté à l'essence?

Aujourd'hui, j'ai découvert pourquoi le plomb était ajouté à l'essence.

Le «plomb tétraéthyle» a été utilisé dans les premiers modèles de voitures pour aider à réduire le cognement du moteur, augmenter l'indice d'octane et aider à l'usure des sièges de soupapes dans le moteur. En raison des préoccupations liées à la pollution de l’air et aux risques pour la santé, ce type de gaz a été progressivement éliminé à partir de la fin des années 1970 et a été totalement interdit dans tous les véhicules routiers aux États-Unis en 1995.

Pour une explication plus détaillée des raisons pour lesquelles le plomb était utilisé dans l’essence, il est nécessaire d’en comprendre un peu plus sur l’essence et sur les propriétés qui en font un bon matériau de combustion dans les moteurs de voiture. L'essence elle-même est un produit du pétrole brut constitué d'atomes de carbone reliés entre eux en chaînes de carbone. La longueur différente des chaînes crée différents carburants. Par exemple, le méthane a un atome de carbone, le propane en a trois et l’octane huit atomes de carbone enchaînés. Ces chaînes ont des caractéristiques qui se comportent différemment dans diverses circonstances; Des caractéristiques telles que le point d'ébullition et la température d'inflammation, par exemple, peuvent varier considérablement entre elles. Lorsque le carburant est comprimé dans le cylindre d’un moteur, il se réchauffe. Si le carburant atteint sa température d'inflammation pendant la compression, il s'enflamme automatiquement au mauvais moment. Cela provoque une perte de puissance et des dommages au moteur. Les carburants tels que l'heptane (qui a 7 atomes de carbone enchaînés) peuvent s'enflammer sous très peu de compression. Octane, cependant, a tendance à gérer extrêmement bien la compression.

Plus la compression dans les cylindres d’un moteur de voiture peut être importante, plus grande est la puissance qu’elle peut tirer de chaque course du piston. Il est donc nécessaire d’avoir des carburants capables de supporter une compression plus élevée sans s’enflammer automatiquement. Plus l'indice d'octane est élevé, plus le carburant peut supporter de compression. Un indice d'octane de 87 signifie que le carburant est constitué d'un mélange d'octane à 87% et d'heptane à 13%, ou de tout mélange de carburants ou d'additifs ayant les mêmes performances que 87/13.

En 1919, Dayton Metal Products Co. a fusionné avec General Motors. Ils ont formé une division de recherche qui s’efforçait de résoudre deux problèmes: le besoin de moteurs à haute compression et l’insuffisance de carburant nécessaire à leur fonctionnement. Le 9 décembre 1921, les chimistes dirigés par Charles F. Kettering et ses assistants Thomas Midgley et T.A. Boyd a ajouté du plomb tétraéthyle au carburant dans un moteur de laboratoire. Le coup toujours présent, causé par l’auto-inflammation du carburant comprimé au-delà de sa température d’allumage, a été complètement réduit au silence. La plupart des automobiles de l'époque étaient sujettes à ce choc moteur. L'équipe de recherche était donc ravie. Au fil du temps, d'autres fabricants ont constaté qu'en ajoutant du plomb au carburant, ils pouvaient améliorer de manière significative l'indice d'octane du gaz. Cela leur a permis de produire des carburants beaucoup moins chers tout en maintenant les indices d'octane requis par le moteur de la voiture.

Un autre avantage dont on a pris conscience au fil du temps était que le plomb tétraéthyle empêchait les sièges de soupape de s'user prématurément. Les soupapes d'échappement, dans les voitures anciennes, sujettes au cognement du moteur avaient tendance à recevoir des micro-soudures qui se déchiraient à l'ouverture. Cela a entraîné des sièges de soupape rugueux et une défaillance prématurée. Le plomb a permis au carburant de s'enflammer uniquement lorsque cela était approprié lors de la course de puissance, contribuant ainsi à éliminer l'usure des soupapes d'échappement.

Les problèmes posés par le plomb tétraéthyle étaient connus avant même que les grandes compagnies pétrolières ne l'utilisent. En 1922, alors que les projets de production d’essence au plomb commençaient à peine, Thomas Midgley a reçu une lettre de Charles Klaus, un scientifique allemand, déclarant que le plomb «était un poison rampant et malveillant» et avertissait qu’il avait tué un collègue scientifique. Cela n’a pas semblé déranger Midley, qui a lui-même été victime d’un empoisonnement au plomb pendant la phase de planification. Alors qu'il se remettait à Miami, Midgley a écrit à un ingénieur du secteur pétrolier qu'il était presque impossible d'empoisonner le public, car personne ne se couvrirait régulièrement d'essence contenant du plomb… ». Un directeur du laboratoire du Public Health Service (…) a également exprimé son opposition. Une partie du département américain de la Santé et des Services sociaux) qui a écrit à l'assistant général des chirurgiens pour expliquer que le plomb constituait une «grave menace pour la santé publique».

Malgré les avertissements, la production d’essence au plomb a commencé en 1923. Les travailleurs n’ont pas tardé à commencer à succomber à l’empoisonnement au plomb. À l'usine de fabrication de DuPont à Deepwater, dans le New Jersey, les travailleurs ont commencé à tomber comme des dominos. Un ouvrier est décédé à l'automne de 1923. Trois sont décédés à l'été 1924 et quatre autres à l'hiver 1925. Malgré cela, la controverse publique ne commença que lorsque cinq ouvriers moururent et que quarante-quatre furent hospitalisés en octobre 1924 à Usine d'huiles standard à Bayway, dans le New Jersey.

Le service de santé publique organisa une conférence en 1925 sur le problème de l'essence au plomb. Comme vous vous en doutez, Kettering a témoigné sur l'utilisation de plomb, affirmant que les sociétés pétrolières pouvaient produire des carburants à base d'alcool présentant les avantages procurés par le plomb, mais que les volumes nécessaires pour alimenter une société en forte consommation ne pouvaient pas être atteints. Alice Hamilton de l'Université Harvard a contré les partisans de l'essence au plomb et a déclaré que ce type de carburant présentait un danger pour l'homme et l'environnement. En fin de compte, le service de santé publique a permis à l'essence au plomb de rester sur le marché.

En 1974, après que les risques environnementaux ont commencé à devenir évidents, l’EPA (Environmental Protection Agency) a annoncé une élimination programmée de la teneur en plomb de l’essence. L’un des moyens utilisés par les fabricants pour respecter ces normes d’émission consistait à utiliser des convertisseurs catalytiques. Les convertisseurs catalytiques utilisent une réaction chimique pour transformer les polluants, tels que le monoxyde de carbone et d'autres hydrocarbures nocifs, en dioxyde de carbone, en azote et en eau. Le plomb tétraéthyle aurait tendance à obstruer ces convertisseurs, les rendant inutilisables. Ainsi, l’essence sans plomb est devenue le carburant de choix pour toute voiture équipée d’un convertisseur catalytique.

Les exigences de l’EPA, les mécanismes de contrôle des émissions des voitures et l’apparition d’autres solutions d’augmentation de l’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’indice d’octane (Octane) ont entraîné la fin de l’utilisation généralisée de l’essence au plomb. Les fabricants ont rapidement constaté que les voitures ne pouvaient plus supporter un tel carburant; la tolérance du public à l'égard des risques pour l'environnement et la santé ne le permettrait pas; et il est devenu trop coûteux de continuer à le produire. Le 1 er janvier 1996, la Clean Air Act a complètement interdit l’utilisation de l’essence au plomb dans les véhicules routiers. Si votre voiture contient de l'essence au plomb, vous pouvez être condamné à une amende de 10 000 $.

Cela n’a pas complètement éliminé l’essence au plomb. Vous êtes toujours autorisé à l'utiliser pour des véhicules hors route, des avions, des voitures de course, du matériel agricole et des moteurs marins, aux États-Unis.

Faits bonus:

  • Depuis l’interdiction de l’essence au plomb pour la majorité des utilisations aux États-Unis, le taux moyen de plomb dans le sang des Américains a diminué de plus de 75%. Cela est particulièrement important dans la mesure où les effets négatifs du plomb lorsqu'il est introduit dans le corps humain sont considérables, extrêmement graves et potentiellement permanents. La demi-vie du plomb dans l'organisme est également assez longue dans votre sang, de plusieurs mois dans vos tissus mous et de plusieurs années dans vos os. En outre, contrairement à de nombreux autres poisons, selon les centres de contrôle et de prévention des maladies, «aucun niveau de plomb dans le sang n’a été identifié».
  • En 1985, l'EPA estimait à plus de 5 000 le nombre de décès chaque année américains causés par une maladie cardiaque provoquée par un empoisonnement au plomb.
  • En 1988, l'Agence pour les substances toxiques et le registre des maladies ont présenté au Congrès un rapport sur l'intoxication par le plomb chez les enfants en Amérique. Il a conclu que, chaque année entre 1970 et 1987, alors que l’EPA éliminait progressivement le plomb dans l’essence, 2 millions d’enfants par an voient leur concentration de plomb dans le sang réduite au-dessous du seuil de toxicité. Le rapport estimait qu'entre 1927 et 1987, un total de 68 millions d'enfants avaient été exposés de manière toxique au plomb provenant d'essence au plomb.
  • Comme le plomb est un métal lourd d'origine naturelle, contrairement aux agents cancérigènes tels que les pesticides, les huiles usées et les matières radioactives, il ne se décomposera pas avec le temps. Il ne se vaporise pas et ne disparaît pas.
  • Ce n’est pas parce que vous semblez en bonne santé que votre sang ne contient pas beaucoup de plomb. Les signes et les symptômes ne se manifestent généralement pas avant que l’accumulation de plomb n’atteigne des quantités dangereuses. Ces signes et symptômes incluent: hypertension artérielle, déclin du fonctionnement mental, douleur, engourdissement et picotement des extrémités, faiblesse musculaire, mal de tête, douleur abdominale, perte de mémoire, troubles de l'humeur, diminution du nombre de spermatozoïdes, sperme anormal, fausse couche ou naissance prématurée chez les femmes enceintes.
  • Le traitement de l’empoisonnement au plomb consiste en un traitement des symptômes et en l’utilisation de l’acide dimercaptosuccinique, un composé organosulfuré, ou dimercaprol, également connu sous le nom d’anti-Lewisite britannique.
  • Le 27 octobre 2011, le Programme des Nations Unies pour l'environnement a annoncé que l'utilisation mondiale d'essence au plomb serait éliminée d'ici 2013. L'utilisation de l'essence au plomb est toujours autorisée dans 6 pays. Ces pays sont l’Afghanistan, l’Algérie, l’Iraq, la Corée du Nord, le Myanmar et le Yémen. Le Royaume-Uni aide ces pays à éliminer progressivement son utilisation.

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