D'où vient l'odeur du fioul ?

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D'où vient l'odeur du fioul ?

Pourquoi le fuel sent-il fort ?
Comment empêcher cette odeur?

Le fuel est un mélange de centaines de produits, pour la plupart des hydrocarbures. Certains sont très volatils, comme ceux que l'on retrouve dans les détachants liquides, d'autres très peu volatils, comme le goudron qui sert dans les revêtements routiers.
Au nombre des hydrocarbures, certains possèdent une odeur très forte. Les chimistes ont même décider de baptiser leur famille "composés aromatiques". La naphtaline en fait partie...
Dans le pétrole brut, il y a aussi des produits qui ressemblent à des hydrocarbures mais qui peuvent en plus contenir quelques atomes de soufre ou d'azote et qui sentent particulièrement fort. Avec les aromatiques volatils (car certains produits appartiennent, par analogie de structure, à la famille des aromatiques mais sont très peu volatils et donc peu susceptibles de sentir), ces molécules sont à l'origine de l'odeur du pétrole.

Il faut noter que les composés aromatiques (l'expression étant prise dans son acception chimique) sont particulièrement toxiques. Ainsi, les personnes qui ramassent les déchets du Prestige font attention de ne pas rentrer en contact avec le goudron qui contient des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques, peu volatils).

Il n'y a pas vraiment de moyen de supprimer cette odeur. Certains composés existent dans le pétrole brut mais pas dans l'essence. Lors du raffinage, c'est-à-dire le fractionnement du pétrole, ils se retrouvent dans des gaz ou bien dans les fuels lourds qui servent par exemple de combustible dans les centrales électriques.

Dernière remarque : pour qu'un composé conduise à une odeur, il faut :
1°)qu'il sente
2°)qu'il soit volatil, pour se retrouver dans l'air qui atteint nos fosses nasales
C'est la COMBINAISON de ces deux facteurs qui donnent l'odeur. Ainsi, la naphtaline est assez peu volatile mais donne un odeur forte... L'eau est beaucoup plus volatile mais ne donne pas d'odeur...

La question est un peu imprécise car le mot fuel recouvre souvent : le gazole pour les moteurs diesel, le fioul domestique pour le chauffage et assez souvent les fiouls lourds pour les chaudières du chauffage urbain, des navires, des centrales électriques, des locomotives, des fours industriels etc...
Toutes ces substances proviennent d'un produit naturel qui est le pétrole, dont il existe une grande variété en fonction de la composition en hydrocarbures. Ils sont séparés par distillation après la récupération des gaz de pétrole (propane et butane), puis de l'essence. Le gazole et le fioul domestique sont dans la "coupe" 225-370 °C à pression atmosphérique, entre le kérosène (pour les avions) et le fioul lourd.

Le gazole et le fioul domestique sont un mélange d'environ 200 composés contenant de 9 à 25 atomes de carbone. A titre indicatif, les hydrocarbures linéaires et ramifiés représentent 25 à 30%, les cycliques 20 à 25 %, les éthyléniques 5 à 10%, les benzéniques 25 à 30%, les naphtaléniques 5 à 15%.
La teneur en soufre du gazole a été ramenée le 1er janvier 2000 de 500 à 350 parties par million en France. Pour le fioul domestique elle doit être inférieure à 0,2%. Les fiouls lourds sont classés en 4 catégories suivant des teneurs en soufre variant de 0,5 à 4%.
Les composés soufrés sont des thiols (R-SH avec le SH "libre"), des sulfures
et des disulfures (R-S-R et R-S-S-R ).

Les odeurs sont dues aux composés soufrés ,aux composés de type naphtalénique et à quelques composés azotés.
Pour les soufrés, certaines molécules sont à rapprocher de celles qui donnent les odeurs nauséabondes de l'ail avarié, du liquide projeté par le skons pour protéger sa fuite, de l'urine après l'ingestion d'asperges , de l'oeuf pourri etc...
Pour les composés de type naphtalénique, on peut faire le rapprochement avec la "naphtaline" antimite un peu passé de mode...Pour les composés azotés, on peut penser aux poissons avariés. Cette liste de comparaisons a pour but de montrer que les odeurs sont dues à des composés présents initialement dans les coupes de pétrole. En conséquence la seule solution qui permettrait d'éliminer les odeurs serait l'élimination des produits eux-mêmes lors de la distillation ou des craquages (dont je n'ai pas parlé pour simplifier). Le coût de telles opérations est relativement élevé car une très faible quantité de thiols suffit à créer une forte odeur. Un compromis est bien sûr possible. Il suffit pour s'en convaincre de se rappeler l'évolution de l'odeur du gazole.
Il faut préciser que les produits malodorants, tels quels, ne présentent pas de risque toxique. Par contre leur oxydation lors de leurs diverses combustions sont à l'origine des problèmes suivants : toxicité respiratoire des oxydes d'azote, amplifiée par les éthyléniques qui contribuent à la formation d'ozone ; propriétés acides des dérivés d'oxydation des composés soufrés (acides sulfoniques ...). Il faut ajouter les propriétés cancérogènes de composés de type naphthalènique ayant un plus grand nombre de cycles (à rapprocher de ceux connus pour la fumée de cigarette) qui peuvent être formés à haute température et pression élevée dans les moteurs.

Jean-Claude Chottard,
professeur émérite de chimie,
Université Paris Descartes
jean-claude.chottard@parisdescartes.fr/ jcchottard@wanadoo.fr