Aujourd’hui, j’ai découvert pourquoi le plomb était ajouté à l’essence.
Le « plomb tétraéthyle » était 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 soupape dans le moteur. En raison des préoccupations liées à la pollution atmosphérique et aux risques pour la santé, ce type d’essence a été lentement éliminé à partir de la fin des années 1970 et totalement interdit dans tous les véhicules routiers aux États-Unis en 1995.
Pour expliquer plus en détail pourquoi le plomb était ajouté à l’essence, il est nécessaire de comprendre un peu plus l’essence et 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 qui est composé d’atomes de carbone réunis 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 a huit atomes de carbone enchaînés. Ces chaînes ont des caractéristiques qui se comportent différemment dans diverses circonstances ; des caractéristiques comme le point d’ébullition et la température d’allumage, par exemple, peuvent varier considérablement d’une chaîne à l’autre. Lorsque le carburant est comprimé dans le cylindre d’un moteur, il s’échauffe. Si le carburant atteint sa température d’allumage pendant la compression, il s’enflamme automatiquement au mauvais moment. Cela entraîne une perte de puissance et endommage le moteur. Les carburants tels que l’heptane (qui comporte 7 atomes de carbone enchaînés) peuvent s’enflammer avec très peu de compression. L’octane, cependant, a tendance à gérer la compression extrêmement bien.
Plus la compression dans les cylindres que le moteur d’une voiture peut produire est élevée, plus la puissance qu’il peut tirer de chaque course du piston est importante. Il est donc nécessaire d’avoir des carburants qui peuvent gérer une compression plus élevée sans auto-allumage. Plus l’indice d’octane est élevé, plus le carburant peut supporter une compression élevée. Un indice d’octane de 87 signifie que le carburant est un mélange de 87 % d’octane et de 13 % d’heptane, ou tout mélange de carburants ou d’additifs qui ont les mêmes performances que le 87/13.
En 1919, Dayton Metal Products Co. a fusionné avec General Motors. Ils ont formé une division de recherche qui a entrepris de résoudre deux problèmes : le besoin de moteurs à haute compression et l’approvisionnement insuffisant en carburant qui les ferait fonctionner. Le 9 décembre 1921, des chimistes dirigés par Charles F. Kettering et ses assistants Thomas Midgley et T.A. Boyd ajoutent du plomb tétraéthyle au carburant d’un moteur de laboratoire. Le cognement toujours présent, causé par l’auto-allumage du carburant comprimé au-delà de sa température d’allumage, a été complètement supprimé. À l’époque, la plupart des automobiles étaient sujettes à ce cognement, ce qui réjouit l’équipe de recherche. Au fil du temps, d’autres constructeurs ont découvert qu’en ajoutant du plomb au carburant, ils pouvaient améliorer considérablement l’indice d’octane de l’essence. Cela leur permettait de produire des qualités de carburant beaucoup moins chères tout en maintenant les indices d’octane nécessaires au moteur d’une voiture.
Un autre avantage connu au fil du temps était que le plomb tétraéthyle empêchait les sièges de soupape de s’user prématurément. Les soupapes d’échappement, dans les premiers modèles de voitures, qui étaient sujettes au cognement du moteur, avaient tendance à avoir des micro-filets qui s’écartaient à l’ouverture. Il en résultait des sièges de soupape rugueux et une défaillance prématurée. Le plomb aidait le carburant à s’enflammer uniquement au moment approprié de la course motrice, contribuant ainsi à éliminer l’usure des soupapes d’échappement.
Les problèmes liés au plomb tétraéthyle étaient connus avant même que les grandes compagnies pétrolières ne commencent à l’utiliser. En 1922, alors que les plans de production d’essence au plomb venaient juste d’être lancés, Thomas Midgley a reçu une lettre de Charles Klaus, un scientifique allemand, déclarant à propos du plomb, « c’est un poison rampant et malveillant » et prévenant qu’il avait tué un collègue scientifique. Cela ne semble pas perturber Midley, qui est lui-même victime d’un empoisonnement au plomb pendant la phase de planification. Alors qu’il se rétablissait à Miami, Midgley écrivit à un ingénieur de l’industrie pétrolière que l’empoisonnement du public était « presque impossible, car personne ne se couvrira les mains à plusieurs reprises d’essence contenant du plomb… ». Une autre opposition au plomb est venue d’un directeur de laboratoire du Service de santé publique (Une partie du Département américain de la santé et des services humains ) qui a écrit à l’assistant du chirurgien général déclarant que le plomb était une « menace sérieuse pour la santé publique ».
Malgré les avertissements, la production d’essence au plomb a commencé en 1923. Il n’a pas fallu longtemps pour que les travailleurs commencent à succomber au saturnisme. Dans l’usine de fabrication de DuPont à Deepwater, dans le New Jersey, les travailleurs ont commencé à tomber comme des dominos. Un ouvrier est mort à l’automne 1923. Trois sont morts durant l’été 1924 et quatre autres durant l’hiver 1925. Malgré cela, la controverse publique n’a commencé que lorsque cinq ouvriers sont morts et quarante-quatre ont été hospitalisés en octobre 1924 à l’usine Standard Oils de Bayway NJ.
Le service de santé publique a organisé une conférence en 1925 pour aborder le problème de l’essence au plomb. Comme on pouvait s’y attendre, Kettering a témoigné en faveur de l’utilisation du plomb, déclarant que les compagnies pétrolières pouvaient produire des carburants à base d’alcool qui avaient les avantages que procurait le plomb, mais que les volumes nécessaires pour approvisionner une société de plus en plus avide de carburant ne pouvaient être atteints. Alice Hamilton, de l’université de Harvard, s’est opposée aux partisans de l’essence au plomb et a déclaré que ce type de carburant était dangereux pour les personnes et l’environnement. En fin de compte, le service de santé publique a autorisé l’essence au plomb à rester sur le marché.
En 1974, après que les dangers pour l’environnement ont commencé à devenir massivement apparents, l’EPA (Environmental Protection Agency) a annoncé une élimination progressive programmée de la teneur en plomb dans l’essence. Une façon pour les constructeurs de respecter ces normes d’émission et d’autres normes était d’utiliser des convertisseurs catalytiques. Les convertisseurs catalytiques utilisent une réaction chimique pour transformer les polluants, comme le monoxyde de carbone et d’autres hydrocarbures nocifs, en dioxyde de carbone, en azote et en eau. Le plomb tétraéthyle avait tendance à obstruer ces convertisseurs, les rendant inopérants. 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 sur les voitures et l’arrivée d’autres solutions pour augmenter l’indice d’octane ont sonné 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, que la tolérance du public à l’égard des dangers pour l’environnement et la santé ne le permettait pas et que le coût était devenu prohibitif pour continuer à le produire. Le 1er janvier 1996, le Clean Air Act a complètement interdit l’utilisation de l’essence au plomb pour tout véhicule routier. Si l’on découvre que vous possédez de l’essence au plomb dans votre voiture, vous êtes passible d’une amende de 10 000 $.
Cela n’a pas permis de se débarrasser complètement de l’essence au plomb. Vous êtes toujours autorisé à l’utiliser pour les véhicules tout-terrain, les avions, les voitures de course, les équipements agricoles et les moteurs marins, aux États-Unis.
Si vous avez aimé cet article, vous pourriez également apprécier notre nouveau podcast populaire, The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), ainsi que :
- Glowing in the Dark, The « Radium Girls »
- Why Iodine is Added to Salt
- Why Pencil « Lead » is Called « Lead »
- Why was Lead Added to Paint ?
- La vérité sur les morsures de serpent et l’aspiration du venin
Faits marquants :
- Depuis l’interdiction de l’essence au plomb pour la majorité des usages aux États-Unis, le niveau moyen de plomb dans le sang des Américains a diminué de plus de 75 %. Ceci est particulièrement significatif car les effets négatifs du plomb lorsqu’il est introduit dans le corps humain sont de grande portée, extrêmement graves et potentiellement permanents. La demi-vie du plomb dans l’organisme est également assez longue : des semaines dans le sang, des mois dans les tissus mous et des années dans les os. De plus, contrairement à de nombreux autres poisons, selon les Centers for Disease Control and Prevention, « aucun niveau de plomb sanguin sûr n’a été identifié ».
- En 1985, l’EPA a estimé que plus de 5 000 Américains mouraient chaque année de maladies cardiaques causées par l’empoisonnement au plomb.
- En 1988, un rapport a été remis au Congrès par l’Agency for Toxic Substances and Disease Registry sur l’empoisonnement au plomb des enfants en Amérique. Il concluait que chaque année, de 1970 à 1987, alors que l’EPA procédait à l’élimination progressive du plomb dans l’essence, 2 millions d’enfants par an voyaient leur taux de plomb dans le sang ramené en dessous des niveaux toxiques. Le rapport a estimé que, de 1927 à 1987, un total de 68 millions d’enfants ont eu une exposition toxique au plomb provenant de l’essence au plomb.
- Puisque le plomb est un métal lourd d’origine naturelle, contrairement aux agents cancérigènes comme les pesticides, les huiles usagées et les matériaux radioactifs, il ne se dégrade 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 vous n’avez pas un taux élevé de plomb dans le sang. Les signes et les symptômes ne se présentent généralement pas avant que l’accumulation de plomb ait atteint des quantités dangereuses. Ces signes et symptômes comprennent : L’hypertension artérielle, le déclin du fonctionnement mental, la douleur, l’engourdissement et le picotement des extrémités, la faiblesse musculaire, les maux de tête, les douleurs abdominales, les pertes de mémoire, les troubles de l’humeur, la réduction du nombre de spermatozoïdes, les spermatozoïdes anormaux et les fausses couches ou les naissances prématurées chez les femmes enceintes.
- Le traitement du saturnisme consiste en un traitement des symptômes et l’utilisation d’acide dimercaptosuccinique, qui est un composé organosulfuré, ou de 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 de l’essence au plomb serait éradiquée d’ici 2013. L’utilisation de l’essence au plomb est encore autorisée dans 6 nations. Ces nations sont l’Afghanistan, l’Algérie, l’Irak, la Corée du Nord, le Myanmar et le Yémen. L’ONU aide ces nations à éliminer progressivement son utilisation.