Méthode de détermination de la réduction des émissions de CO2 imputable à l'utilisation de l'éclairage à DEL performant, selon la procédure d'essai harmonisée au niveau mondial pour les véhicules légers
1. INTRODUCTION
Pour déterminer la réduction des émissions de CO2 imputable à l'utilisation d'un éclairage à DEL performant consistant en une combinaison appropriée de lampes à DEL destinées à l'éclairage extérieur des véhicules à moteur à combustion interne de catégorie M1 et des véhicules électriques hybrides non rechargeables de l'extérieur de catégorie M1, il est nécessaire de définir les points suivants:
1) les conditions d'essai;
2) le matériel d'essai;
3) la procédure permettant de déterminer l'économie d'énergie électrique;
4) la procédure permettant de déterminer la réduction des émissions de CO2;
5) la procédure permettant de déterminer l'incertitude de la réduction des émissions de CO2.
2. SYMBOLES, PARAMÈTRES ET UNITÉS
Symboles latins
AFSSystème d'éclairage avant adaptatif
BBase
CO2Dioxyde de carbone
CCO2Réduction des émissions de CO2 [g CO2/km]
CNombre de classes du système d'éclairage avant adaptatif
CFFacteur de conversion tel que spécifié au tableau 5
EIÉco-innovant
VEHVéhicule électrique hybride
KCO2Facteur de correction du CO2 gCO2kmWhkm, tel que défini à l'appendice 2, sous-annexe 8, du règlement (UE) 2017/1151
KCO2Moyenne des T valeurs de KCO2t gCO2kmWhkm
mNombre de lampes à DEL performantes pour éclairage extérieur incluses dans le dispositif
SRSeuil de réduction minimale [g CO2/km)
nNombre de mesures de l'échantillon
NRENon rechargeable de l'extérieur
PConsommation électrique de la lampe du véhicule [W]
PBiConsommation électrique de la lampe i correspondante d'un véhicule de base [W]
PcnConsommation électrique de l'échantillon n correspondant pour chaque classe de véhicule [W]
PcConsommation électrique pour chaque classe de véhicule (moyenne des n mesures) [W]
PEIAFSConsommation électrique du système AFS du feu de croisement [W]
PEIiConsommation électrique moyenne de la lampe correspondante du véhicule éco-innovant [W]
ΔPiRéduction de la consommation électrique de chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant [W]
sCCO2Écart type de la réduction totale des émissions de CO2 [g CO2/km]
sKCO2Écart type de KCO2 gCO2kmWhkm
sKCO2Écart type de la moyenne des T valeurs de KCO2t gCO2kmWhkm
sPcÉcart type de la consommation électrique moyenne pour chaque classe de véhicule [W]
sPEIÉcart type de la consommation électrique de la lampe à DEL du véhicule éco-innovant [W]
sPEIÉcart type de la consommation électrique moyenne de la lampe à DEL du véhicule éco-innovant [W]
sPEIAFSIncertitude ou écart type de la consommation électrique moyenne du système AFS du feu de croisement [W]
TNombre de mesures effectuées par le constructeur pour l'extrapolation de KCO2
tDurée du temps de conduite du cycle d'essai harmonisé à l'échelle mondiale pour les véhicules légers (WLTC) [s], soit 1 800 s
UFTaux d'utilisation des feux du véhicule [-], tel que défini au tableau 6
vVitesse moyenne du cycle d'essai harmonisé au niveau mondial pour les véhicules légers (WLTC) [km/h]
VPeConsommation délivrant la puissance effective (consommation spécifique), telle que spécifiée dans le tableau 4
sharec% de la durée par classe de vitesse dans chaque classe de véhicule
Sensibilité de la réduction calculée des émissions de CO2 par rapport à la consommation électrique de la lampe à DEL
Sensibilité de la réduction calculée des émissions de CO2 par rapport au facteur de correction du CO2
ηARendement de l'alternateur [-]
ηDCDCRendement du convertisseur c.c.-c.c. [-]
Indices
L'indice (c) fait référence à la classe du système AFS de feu de croisement sur lequel sont réalisées les mesures de l'échantillon
L'indice (i) fait référence à chaque feu de véhicule.
L'indice (j) fait référence à la mesure de l'échantillon.
L'indice (t) fait référence à chaque nombre de mesures de T
3. CONDITIONS D'ESSAI
Les conditions d'essai doivent satisfaire aux exigences des règlements no4, 6, 7, 19, 23, 38, 48, 100, 112, 119 et 123 de la CEE-ONU. Pour la détermination de la consommation électrique, il convient de se référer au point 6.1.4 du règlement no 112 de la CEE-ONU ainsi qu'à l'annexe 10, points 3.2.1 et 3.2.2, dudit règlement.
Pour le système d'éclairage avant adaptatif (AFS) du feu de croisement relevant d'au moins deux des classes C, E, V ou W, telles que définies dans le règlement no 123 de la CEE-ONU, à moins qu'il n'ait été convenu avec le service technique que la classe C est l'intensité représentative/moyenne des DEL destinées au véhicule, la consommation électrique est mesurée pour l'intensité des DEL de chaque classe (Pc), telle que définie dans le règlement no 123 de la CEE-ONU. Si la classe C est l'intensité représentative/moyenne des DEL destinées au véhicule, la consommation électrique est mesurée de la même manière que pour toute autre lampe à DEL incluse dans le dispositif d'éclairage extérieur.
Matériel d'essai
L'équipement suivant doit être utilisé, comme indiqué sur la figure ci-après:
— une unité d'alimentation électrique (fournissant une tension variable),
— deux multimètres numériques, l'un pour la mesure du courant continu et l'autre pour la mesure de la tension en courant continu. La figure présente une configuration possible de l'installation d'essai dans laquelle le voltmètre en courant continu est intégré dans l'unité d'alimentation électrique.
Configuration d'essai
lampe à DEL
Dispositif de surveillance du courant
Alimentation à tension variable
Mesures et détermination de l'économie d'énergie électrique
Pour chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant, le courant électrique doit être mesuré comme indiqué sur la figure, à une tension de 13,2 V. Les mesures sur modules DEL commandés par un dispositif électronique de régulation de source lumineuse doivent être réalisées conformément aux indications du demandeur;
Le constructeur peut demander que d'autres mesures du courant soient réalisées, à d'autres valeurs de la tension. Dans ce cas, le constructeur doit fournir à l'autorité chargée de la réception par type des documents validés faisant état de la nécessité de procéder à ces autres mesures. Les mesures du courant à chacune de ces tensions supplémentaires doivent être effectuées consécutivement au moins cinq (5) fois. La tension installée exacte et le courant mesuré doivent être consignés à la quatrième décimale.
La consommation électrique doit être déterminée en multipliant la tension installée par le courant mesuré. La consommation électrique moyenne doit être calculée pour chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant (PEIi). Chaque valeur doit être exprimée à la quatrième décimale. En cas d'utilisation d'un moteur pas à pas ou d'une unité de commande électronique pour l'alimentation électrique des lampes à DEL, la consommation électrique de cette pièce doit être exclue de la mesure.
Mesures supplémentaires pour le système d'éclairage avant adaptatif (AFS) du feu de croisement
Tableau 1
Classes d'AFS du feu de croisement
| Classe | Voir le point 1.3 et la note de bas de page 2 du règlement no 123 de la CEE-ONU. | % d'intensité de la DEL | Mode d'activation
| C | Feu de croisement de base (campagne) | 100 % |
50 km/h < vitesse < 100 km/h
ou lorsqu'aucun mode d'une autre classe de feu de croisement n'est activé (V, W, E)
| V | Ville | 85 % | Vitesse < 50 km/h
| E | Autoroute | 110 % | Vitesse > 100 km/h
| W | Mauvais temps | 90 % | Essuie-glace actif > 2 min
Lorsqu'il est nécessaire de mesurer la consommation électrique pour l'intensité des DEL de chaque classe, après avoir procédé aux mesures de chaque Pc, la consommation électrique du système AFS de feu de croisement (PEIAFS) doit être calculée comme étant la moyenne pondérée de la consommation électrique de la DEL dans les classes de vitesse du cycle WLTC, à l'aide de la formule 1 ci-dessous.
Formule 1
PEIAFSCc1 WLTC_sharecPc
dans laquelle:
Pc est la consommation électrique (moyenne des n mesures) pour chaque classe;
WLTC_sharec est le pourcentage de la durée du cycle WLTC par classe de vitesse dans chaque classe (le cycle WLTC dure 1 800 s en tout):
Tableau 2
| Classe de vitesse | Durée | WLTC_sharec (%)
| < 50 km/h | 1 058 s | 0,588 (58,8 %)
| 50-100 km/h | 560 s | 0,311 (31,1 %)
| > 100 km/h | 182 s | 0,101 (10,1 %)
Lorsque le système AFS de feu de croisement ne comporte que 2 classes ne couvrant pas toutes les vitesses du cycle WLTC (par exemple C & V), la pondération de la consommation électrique de la classe C doit également inclure la durée du cycle WLTC non couverte par la 2e classe (par exemple, la durée «t» de la classe C = 0,588 + 0,101)
La réduction de la consommation électrique de chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant (ΔPi) est calculée à l'aide de la formule 2 ci-dessous:
Formule 2
ΔPiPBiPEIi
dans laquelle la consommation électrique des lampes correspondantes du véhicule de base est précisée dans le tableau 3.
Tableau 3
Consommation électrique des différents feux du véhicule de base
| Feux du véhicule |
Puissance électrique totale (PB)
[W]
| Feu de croisement | 137
| Feu de route | 150
| Feu de position avant | 12
| Feu de plaque d'immatriculation | 12
| Feu brouillard avant | 124
| Feux brouillard arrière | 26
| Feu indicateur de direction avant | 13
| Feu indicateur de direction arrière | 13
| Feu de marche arrière | 52
| Feu d'angle | 44
| Feu de virage statique | 44
4. CALCUL DE LA RÉDUCTION DES ÉMISSIONS DE CO2 ET MARGE D'INCERTITUDE STATISTIQUE
4. 1. Calcul de la réduction des émissions de CO2
La réduction totale des émissions de CO2 du dispositif d'éclairage doit être calculée en fonction du groupe motopropulseur spécifique du véhicule (c'est-à-dire, propulsion classique ou véhicule électrique hybride non rechargeable de l'extérieur).
4. 1.1. Les voitures particulières à moteur à combustion interne ainsi que les VEH-NRE de catégorie M1 pour lesquels l’utilisation de valeurs non corrigées de mesure de la consommation de carburant et des émissions de CO2 est autorisée conformément à l’annexe XXI, sous-annexe 8, appendice 2, paragraphe 1.1.4, du règlement (UE) 2017/1151
La réduction des émissions de CO2 est calculée à l'aide de la formule 3 ci-dessous:
Formule 3
CCO2mi1 ΔPiUFiVPeηACFv
dans laquelle:
vvitesse moyenne du véhicule dans l'essai WLTC [km/h], soit 46,60 km/h
ηArendement de l'alternateur, soit 0,67
VPe
consommation délivrant la puissance effective (consommation spécifique), telle que spécifiée dans le tableau 4
Tableau 4
Consommation spécifique
| Type de moteur | Consommation spécifique (VPe) [l/kWh]
| Essence/E85 | 0,264
| Essence/E85 turbo | 0,280
| Gazole | 0,220
| GPL | 0,342
| GPL turbo | 0,363
| | Consommation spécifique (VPe) [m3/kWh]
| GNC (G20) | 0,259
| GNC (G20) turbo | 0,275
CF
Facteur de conversion tel que défini au tableau 5.
Tableau 5
Facteur de conversion des carburants
| Type de carburant | Facteur de conversion (CF) [g CO2/l]
| Essence/E85 | 2 330
| Gazole | 2 640
| GPL | 1 629
| | Facteur de conversion (CF) [g CO2/m3]
| GNC (G20) | 1 795
UFi
Taux d'utilisation des feux du véhicule [-], tel que défini dans le tableau 6
Tableau 6
Taux d'utilisation des différents feux du véhicule
| Feux du véhicule |
Taux d'utilisation (UF)
[-]
| Feu de croisement | 0,33
| Feu de route | 0,03
| Feu de position avant | 0,36
| Feu de plaque d'immatriculation | 0,36
| Feu brouillard avant | 0,01
| Feux brouillard arrière | 0,01
| Feu indicateur de direction avant | 0,15
| Feu indicateur de direction arrière | 0,15
| Feu de marche arrière | 0,01
| Feu d’angle | 0,019
| Feu de virage statique | 0,039
4. 1.2. Les VEH-NRE ne relevant pas du champ d’application du point 4.1.1
La réduction des émissions de CO2 est calculée à l'aide de la formule 4 ci-dessous:
Formule 4
CCO2mi1ΔPiUFivηDCDCKCO2
dans laquelle:
ηDCDCrendement du convertisseur c.c.-c.c.
KCO2facteur de correction du CO2 gCO2kmWhkm, tel que défini à l'annexe XXI, sous-annexe 8, appendice 2, point 2.2, du règlement (UE) 2017/1151.
Le rendement du convertisseur c.c.-c.c. (ηDCDC) doit être évalué compte tenu de l'architecture appropriée du véhicule, comme indiqué dans le tableau 7:
Tableau 7
Rendement du convertisseur CC-CC pour les différentes architectures des feux du véhicule
| # | Architecture | ηDCDC
| 1 | Lampes reliées en parallèle avec la batterie basse tension (lampes alimentées directement à partir de la batterie haute tension via le convertisseur c.c.-c.c.) | 0,xx
| 2 | Lampes reliées en série après la batterie basse tension, et batterie basse tension reliée en série à la batterie haute tension | 1
| 3 | Les batteries haute et basse tension ont exactement la même tension (12V, 48V, …) que les lampes. | 1
Pour l'architecture no 1, le rendement du convertisseur c.c.-c.c. (ηDCDC) est la valeur la plus élevée résultant des essais de rendement effectués dans la plage de courant électrique de fonctionnement. L'intervalle de mesure doit être inférieur ou égal à 10 % de la plage de courant électrique de fonctionnement.
Une autre possibilité consiste, à la demande du constructeur, à calculer la réduction totale des émissions de CO2 du dispositif d’éclairage conformément à la méthode indiquée au point 4.1.1, le coefficient ηΑ étant fixé à 1.
4. 2. Calcul de la marge d'incertitude statistique
La marge d'incertitude statistique du dispositif d'éclairage doit être calculée en fonction du groupe motopropulseur spécifique du véhicule (c'est-à-dire, propulsion classique ou véhicule électrique hybride non rechargeable de l'extérieur).
4. 2.1. Les voitures particulières à moteur à combustion interne ainsi que les VEH-NRE de catégorie M1 pour lesquels l’utilisation de valeurs non corrigées de mesure de la consommation de carburant et des émissions de CO2 est autorisée conformément à l’annexe XXI, sous-annexe 8, appendice 2, paragraphe 1.1.4, du règlement (UE) 2017/1151
Il y a lieu de quantifier la marge d'incertitude statistique des résultats de la méthode d'essai qui est due aux mesures. Pour chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant, l'écart type est calculé à l'aide de la formule 5:
Formule 5
sPEIisPEIinnj1PEIijPEIi2nn1
dans laquelle:
nnombre de mesures de l'échantillon, soit 5 au minimum.
Si l'écart type de la consommation électrique de chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant (sPEIi) entraîne une erreur dans la réduction des émissions de CO2 (sCCO2), cette erreur doit être calculée à l'aide de la formule 6:
Formule 6
4. 2.2. Les VEH-NRE ne relevant pas du champ d’application du point 4.2.1
Il y a lieu de quantifier la marge d'incertitude statistique des résultats de la méthode d'essai qui est due aux mesures. Pour chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant, l'écart type est calculé à l'aide de la formule 7:
Formule 7
sPEIisPEIinnj1PEIijPEIi2nn1
dans laquelle:
nnombre de mesures de l'échantillon, soit 5 au minimum.
Le facteur de correction des émissions de CO2 KCO2 est déterminé à partir d'une série de T mesures réalisées par le constructeur, conformément à l'annexe XXI, sous-annexe 8, appendice 2, point 2.2, du règlement (UE) 2017/1151. Pour chaque mesure, il convient de consigner le bilan électrique durant l'essai ainsi que les émissions de CO2 mesurées.
Afin d'évaluer l'erreur statistique de KCO2, toutes les T combinaisons sans répétitions de T-1 mesures doivent être utilisées pour extrapoler T différentes valeurs de KCO2 (c'est-à-dire KCO2t). L'extrapolation doit être effectuée conformément à la méthode définie à l'annexe XXI, sous-annexe 8, appendice 2, point 2.2, du règlement (UE) 2017/1151.
L'écart type de KCO2 sKCO2 doit être calculé à l'aide de la formule 8:
Formule 8
sKCO2sKCO2TTt1KCO2tKCO22TT1
dans laquelle:
Tnombre de mesures effectuées par le constructeur pour l'extrapolation de KCO2, comme indiqué à l'annexe XXI, sous-annexe 8, appendice 2, point 2.2, du règlement (UE) 2017/1151.
KCO2moyenne des T valeurs de KCO2t
Si l'écart type de la consommation électrique de chaque lampe à DEL de l'éclairage extérieur performant (sPEIi) et l'écart type de kCO2 skCO2 entraînent une erreur dans la réduction des émissions de CO2 (sCCO2), cette erreur doit être calculée à l'aide de la formule 9:
Formule 9
Si la méthode visée au point 4.1.2, dernier alinéa, est appliquée, la marge d’incertitude statistique du dispositif d’éclairage est calculée conformément au point 4.2.1, le coefficient ηΑ étant fixé à 1.
4. 3. Marge d'incertitude statistique pour le système AFS du feu de croisement
En présence du système AFS du feu de croisement, la formule 9 doit être adaptée pour tenir compte des mesures supplémentaires requises.
La valeur de l'incertitude (sPEIAFS) qui doit être utilisée pour le système AFS du feu de croisement doit être calculée à l'aide des formules 10 et 11:
Formule 10
sPcsPcnNn1PcnPc2nn1
Formule 11
sPEIAFSCc1WLTC_sharecsPc2
dans lesquelles:
nnombre de mesures de l'échantillon, soit 5 au minimum.
Pcmoyenne des n valeurs de Pc
5. ARRONDI
La valeur calculée de la réduction des émissions de CO2 (CCO2) et la marge d'incertitude statistique de cette réduction (sCCO2) doivent être arrondies à deux décimales au maximum.
Chacune des valeurs servant au calcul de la réduction des émissions de CO2 peut être utilisée telle quelle (non arrondie) ou être arrondie au nombre minimal de décimales nécessaire pour que l'impact combiné de toutes les valeurs arrondies sur la réduction soit inférieur à 0,25 g de CO2/km.
6. SIGNIFICATION STATISTIQUE
Il convient de démontrer pour chaque type, variante et version d'un véhicule équipé de l'éclairage à DEL performant que l'incertitude relative à la réduction des émissions de CO2 calculée à l'aide de la formule 6 ou de la formule 9 n'est pas supérieure à la différence entre la réduction totale des émissions de CO2 et le seuil de réduction minimale spécifié à l'article 9, paragraphe 1, du règlement d'exécution (UE) no 725/2011 (voir formule 12).
Formule 12
MTCCO2sCCO2
où
SRSeuil de réduction minimale [g CO2/km);
CCO2Réduction totale des émissions de CO2 [g CO2/km]
sCCO2Écart type de la réduction totale des émissions de CO2 [g CO2/km]
Lorsque la réduction totale des émissions de CO2 de l'éclairage à DEL performant, déterminée conformément à la méthode d'essai décrite dans la présente annexe est inférieure au seuil spécifié à l'article 9, paragraphe 1, point b) du règlement d'exécution (UE) no 725/2011, l'article 11, paragraphe 2, deuxième alinéa, dudit règlement s'applique.