Comment Volkswagen a-t-il pu tromper le test de pollution en laboratoire?

Le récent scandale de fraude sur les tests de pollution de Volkswagen a choqué de nombreuses personnes avec son étendue et sa dissimulation pendant tant d'années.

L'année dernière, le Conseil international pour le transport propre (ICCT) à Washington DC a engagé des scientifiques du Centre pour les moteurs et les émissions de carburants alternatifs de la West Virginia University à Morgantown pour tester les émissions de trois véhicules diesel légers dans des conditions plus réalistes que possible. dans le laboratoire. Pour ce faire, les scientifiques ont équipé les voitures d’un système de mesure des émissions portable afin de collecter un flux continu de données sur divers types de routes aux États-Unis.

Les tests ont montré que les niveaux de NOx émis par une Volkswagen Jetta étaient 15 à 35 fois plus élevés que ceux prescrits par la norme américaine (31 milligrammes par kilomètre), en fonction des conditions de route et de conduite.

Comment ce programme de triche a-t-il été exécuté et pourquoi les tests de laboratoire n'ont-ils pas permis de détecter la présence de ce programme de triche?

Après que le rapport ICCT de 2014 eut révélé que ces véhicules diesel de tourisme légers émettaient trop de NOx et que les régulateurs américains ont confronté les résultats à VW, VW a effectué des tests et proposé un rappel logiciel volontaire pour recalibrer les divers dispositifs de contrôle des émissions des véhicules affectés. Extrait de la lettre de conformité en cours d'utilisation du California Air Resources Board (CARB) à Volkwagen AG, 2015-09-18 , à la suite de ce rappel:

Pour permettre une évaluation plus contrôlée des émissions élevées de NOx observées sur la route, le CARB a mis au point un cycle dynamométrique spécial consistant à piloter de manière répétée la portion de phase 2 du FTP. Ce cycle spécial a révélé que l'étalonnage de rappel de VW augmentait le dosage du fluide d'échappement diesel (DEF) au démarrage initial; cependant, le dosage n'était pas suffisant pour empêcher les niveaux d'émissions de NOx d'augmenter tout au long du cycle. Il en est résulté des émissions de NOx incontrôlées même si le SCR avait atteint des températures de fonctionnement suffisantes.

Ce qui est important ici, c'est que le CARB a modifié le cycle de test pour ces tests supplémentaires. Les cycles de test standard de l'EPA sont disponibles au public et consistent en des schémas définis d'accélération et de freinage, chacun étant destiné à simuler un véritable voyage * caractérisé par un certain type de conduite (autoroute urbaine, montées et descentes rurales, etc.). Voici une visualisation de la procédure de test fédéral 75 (FTP-75):

Les constructeurs connaissent généralement les paramètres des cycles d’essais auxquels leurs véhicules seront soumis sur un marché donné. Ils conçoivent ensuite leurs véhicules pour réussir le test. L'organisme de réglementation est responsable de s'assurer que les tests fournissent une image raisonnablement précise de la performance du véhicule tout au long de sa vie. Cette transparence devrait profiter à toutes les personnes impliquées:

• en donnant aux fabricants une voie claire vers la conformité et en les aidant à planifier la R & D et à maîtriser les coûts;
• rassurer les législateurs et le public sur le fait que le régulateur applique efficacement les lois protégeant la santé publique et l'environnement;
• permettre à l'organisme de réglementation d'effectuer des essais contrôlés sur un nombre limité de véhicules et de les extrapoler au parc en service, plutôt que de tester tous les véhicules (non rentable).

Cependant, la divulgation des détails des cycles d’essais peut également permettre aux fabricants de contourner les essais d’une manière qui leur confère un avantage commercial sans pour autant fournir la réduction d’émission prescrite. C'est ce qu'on appelle parfois "le cycle cycle" et ce n'est pas nouveau dans l'industrie automobile. ** Ce qui est peut-être nouveau, c'est comment VW a réussi à battre le cycle. Suite de la lettre de conformité, soulignons le mien:

Le 7 juillet 2015, le CARB a communiqué les résultats de ses tests à VW. Le CARB a également communiqué ses résultats à l'EPA. Plusieurs réunions techniques avec VW ont suivi, au cours desquelles VW a révélé que les véhicules Gen1, Gen2 et le véhicule SCR amélioré de l'année modèle 2015 (appelé Gen3) disposaient d'un deuxième étalonnage destiné à n'être exécuté que pendant les essais de certification. Lors d'une réunion tenue le 3 septembre 2015, VW a admis au personnel du CARB et de l'EPA que ces véhicules avaient été conçus et fabriqués avec un dispositif de neutralisation afin de contourner, neutraliser ou rendre inopérants des éléments du système de contrôle des émissions du véhicule.

Cela va bien au-delà d’un manque de diligence raisonnable. Vous pouvez imaginer une situation dans laquelle un constructeur "enseigne le test", c'est-à-dire qu'il conçoit son système d'émissions en se concentrant strictement sur ce qu'il doit faire pour réussir les tests et qu'il ne réussit tout simplement pas à comprendre ou à découvrir une faille qui entraînera sa non-conformité. niveaux d'émissions conformes en moyenne. Vous pourriez appeler ce travail de mauvaise qualité ou incompétent; vous pourriez même dire que le responsable de la réglementation est là pour ne pas avoir eu une meilleure suite de tests.

Dans ce cas, VW a conçu le logiciel qui contrôle le système d’émission du véhicule pour tromper le test. C'est un peu comme engager quelqu'un pour rédiger une dissertation ou passer un examen pour vous, pendant que vous prenez le crédit; le système de véhicule testé par l’EPA et le CARB n’était en réalité pas le même système que celui que les consommateurs achetaient et conduisaient, ce qui rendait le test inutile.

The International Business Times, citant John German, boursier principal à l'ICCT, comme source, a rapporté plus tôt cette semaine que:

On ne sait pas encore exactement ce que Volkswagen mesurait. German a déclaré qu'il faudra probablement attendre des mois avant de savoir ce que l'entreprise faisait exactement. L’EPA a expliqué que le "dispositif" ne pouvait pas être désactivé par l'utilisateur et que Volkswagen serait désormais tenu de résoudre le problème sans que le propriétaire ne paye de frais.

Bien que nous ne sachions pas exactement comment VW l'a fait, il est clair que le logiciel qu'ils ont conçu pour ces véhicules contenait une sorte d'algorithme à détecter, basé sur les données de la gamme complète de capteurs inclus dans les systèmes OBD des véhicules modernes et leur connaissance des paramètres des cycles d’essais réglementaires américains, lorsque le véhicule circulait ou non à l’un de ces cycles d’essai. Cet article du Washington Post est le meilleur résumé profane que j'ai lu jusqu'à présent.

Certains rapports suggèrent que tout ce qu'ils avaient fait était de détecter si le volant bougeait , parce que lorsqu'ils sont branchés dans le laboratoire, il n'y a pas de virages - mais puisque la lettre CARB suggère qu'un "cycle dynamométrique spécial" a pu faire basculer l'unité de contrôle Hors du mode "test" spécial, je suppose que l'algorithme actuel était un peu plus sophistiqué que cela. L'avis de violation adressé à VW par l'EPA le 2015-09 présente cette allégation précise:

Le "commutateur" détecte si le véhicule est testé ou non en fonction de diverses entrées, notamment la position du volant, la vitesse du véhicule, la durée de fonctionnement du moteur et la pression barométrique. Ces entrées suivent avec précision les paramètres de la procédure d’essai fédérale utilisée pour les essais d’émission aux fins de la certification de l’EPA.

Quant aux raisons pour lesquelles les tests de laboratoire n'ont pas détecté la présence de ce programme de tricherie, ils ne sont tout simplement pas conçus pour contrecarrer une fraude délibérée et sophistiquée. Ces programmes coûtent cher, ils sont financés par l'argent des contribuables et les règlements qu'ils appliquent font en sorte que les voitures sont plus chères, ce qui signifie que les contribuables propriétaires de véhicules doivent supporter des coûts provenant de multiples directions. Les constructeurs automobiles sont nombreux et ont beaucoup à perdre en trompant le système. L'impact financier de ce scandale sur VW était déjà de l'ordre de milliards de dollars avant même que la nouvelle ne se produise et que leur stock ne baisse pas de 40% (capitalisation boursière de plusieurs dizaines de milliards). et avant que des amendes aient été annoncées (potentiellement aussi des dizaines de milliards).

Les coûts sont un problème énorme, énorme et irremplaçable dans le monde de la réglementation environnementale (et de la santé publique). Le coût, et non la science, est presque toujours ce qui tue les progrès dans ce domaine. Nous sommes donc convaincus que les constructeurs automobiles déploieront des efforts raisonnables pour se conformer à la réglementation et nous paierons pour des tests équivalant en gros à: mettre la voiture sur des rouleaux; "le conduire" à travers un cycle de test avec un sac autour de son tuyau d'échappement; voir ce qu'il y a dans le sac.

Ce type de test, pour autant que les cycles de test soient connus à l'avance, n'est tout simplement pas capable de détecter une fraude dans le logiciel de contrôle. En fait, compte tenu du niveau de sophistication possible dans les algorithmes logiciels modernes, même masquer tout ou partie des détails du cycle de test pourrait ne pas suffire à déjouer complètement cette approche, tant que le fabricant est suffisamment déterminé et que les tests ont lieu en temps réel. conditions de laboratoire contrôlées artificiellement.

Le groupe ICCT a utilisé un PEMS *** pour mesurer les émissions dans les tuyaux d'échappement dans des conditions réelles, tout en conduisant sur des routes présentant des caractéristiques de trafic réelles que le logiciel de VW n'a pas reconnues comme correspondant aux tests d'émissions. Cela leur a permis de rassembler des données plus précises sur les performances réelles des systèmes antipollution des véhicules, mais à un coût de 50 000 dollars pour seulement trois véhicules et avec une portée très limitée de ce qu'ils recherchaient.

Plus de lecture

• NPR Morning Edition: Comment un petit laboratoire de Virginie occidentale a attrapé le gros tricheur de Volkswagen (comprend de brèves interviews avec certains des scientifiques impliqués)
• Wired: les propriétaires de VW ne vont pas aimer les solutions pour leurs moteurs diesel (pourquoi tricher en premier lieu?)
• Expliquez que: comment fonctionnent les dynamomètres? (voir "dynamomètres de châssis" en bas)
• Déclaration du conseil de surveillance de Volkswagen AG, 25 septembre 2015
• US EPA: Avis d'infractions, voitures et camions légers

* La note de recherche 96-11: Profils de conduite et émissions: un nouveau cycle d'essais (CARB 1996) fournit une brève description du développement d'un cycle d'essais.

** Voir, par exemple, Cycle-Beating et le cycle d’essais européen pour les voitures (Kågeson 1998) .

*** Dites-le comme il se doit - "pems" - ou appelez-le un laboratoire virtuel, mais ne le confondez pas avec PeMS , PEMS , PM CEMS ...

La presse allemande a donné des informations indiquant que cela était connu en 2007 (d' après le journal allemand Bild am Sonntag, traduit par Automotive News ):

Selon le rapport, Bosch affirme avoir fourni à Volkswagen un logiciel de gestion de moteur diesel, avec l'impression qu'il ne serait utilisé que pour les essais de véhicules. Ce logiciel, capable d'activer les dispositifs de contrôle des émissions lorsqu'un environnement de test a été détecté et de les désactiver en cours de conduite, s'est en quelque sorte retrouvé dans les véhicules de production. Selon Bild am Sonntag, Bosch avait écrit à Volkswagen en 2007 pour avertir le constructeur que l'utilisation de ce logiciel dans des véhicules vendus au public était illégale.

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Dans un communiqué publié la semaine dernière, Bosch a révélé qu'elle fournissait des systèmes d'injection de carburant à rampe commune, ainsi que des modules d'alimentation et de dosage pour le traitement des gaz d'échappement, sur les modèles Volkswagen et Audi, au centre du scandale croissant de fraude aux émissions. "Comme d'habitude dans l'industrie automobile, Bosch fournit ces composants conformément aux spécifications du constructeur", indique le communiqué. "La manière dont ces composants sont calibrés et intégrés dans des systèmes complets de véhicules incombe à chaque constructeur."

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D'après le magazine Automotive News, la crise a commencé lorsque Wolfgang Bernhard, chef de la marque VW, et Rudolf Krebs, ingénieur, ont commencé à développer un nouveau moteur diesel pour le marché américain en 2005. Bernhard et Krebs ont compris qu'un système de traitement des émissions d'urée AdBlue serait nécessaire normes d'émission, à un coût estimé à 335 $ par véhicule. Les directeurs financiers de VW auraient déterminé que ce coût était trop élevé, un exercice de réduction des coûts à l'échelle de l'entreprise étant alors en cours.

Je comprends que la plupart, sinon tous, de ces véhicules sont équipés d’un système de freinage électronique antidérapant et / ou d’un dispositif électronique de contrôle de la stabilité en roulis, en tangage et en lacet. Comme les tests sont effectués sur une "route roulante", qui utilise uniquement l'essieu moteur, les capteurs correspondants doivent être désactivés, car les roues non entraînées sont immobiles.