Les solutions de dépollution
Le catalyseur
Obligatoire sur les véhicules essence depuis 1993, Il est constitué d'un bloc de céramique en nid d'abeilles enveloppé d'une tôle d'acier ou chromenickel.
Ce bloc, traversé par une multitude de microscopiques canaux, est enduit d'une fine couche de métaux précieux (platine, rhodium, palladium). La quantité de métaux précieux déposée, détermine le niveau de dépollution du pot catalytique.
La surface de traitement du catalyseur est calculée en fonction de la cylindrée du moteur.
Son efficacité dépend de la richesse du mélange. Pour obtenir une efficacité optimale, il est nécessaire de maintenir une richesse très proche de 1. Le pot catalytique impose un système d’injection.
La régulation lambda permet de maintenir une richesse du mélange, dans une fenêtre bien déterminée très proche de 1 (efficacité maximale, du pot catalytique ). Il ne fonctionne donc moteur chaud dans les faibles et moyennes charges.
Pour les moteurs diesel, la norme EURO3 a imposé :
Le Downsizing : diminution de la cylindrée sans perte de puissance avec les deux piliers du downsizing :
L’injection directe par rampe commune avec forme dans le piston
La suralimentation par turbocompresseur
et si besoin le swirl (améliorer la turbulence de l’air pour obtenir une combustion plus homogène).
Dépollution : pot catalytique 2 voies (HC et CO)
et système EGR (NOx)
La norme EURO5 a imposé la nécessité d’un FAP
« (PM divisées par 10/EURO3 ; divisées par 5/EURO4)
»
Le Filtre à Particules (F.A.P)
Le filtre à particule a pour fonction de filtrer de fines particules contenues dans le gaz d’échappement des moteurs diesel. Elles sont cancérigènes pour l’homme. Il se situe dans la ligne d’échappement, généralement après la sortie moteur.
Un FAP fonctionne selon 2 cycles. Le premier consiste en la collecte de particules et le second est leur élimination.
La filtration :
Le filtre capture les particules en suspension dans les gaz d’échappement. Cela conduit à la formation d’une couche de suie sur les parois du filtre., qui va se remplir au fur et à mesure, l'état du filtre est mesuré par un capteur de pression différentiel. Il est donc nécessaire de nettoyer régulièrement le FAP. C’est à ce moment qu’intervient le cycle de régénération.
La régénération :
Le nettoyage du FAP s’effectue sous la forme de cycles automatiques durant lesquels la température des gaz d’échappements va être fortement augmentée afin de brûler le dépôt de suie. Pour augmenter la température, du gasoil non brûlé est injecté dans un catalyseur intégré au FAP.Ce carburant va s’enflammer et ainsi faire augmenter la température dans la pièce, provoquant la combustion des suies piégées dans le filtre.
Le SCR : La Réduction Catalytique Sélective
Dispositif de dépollution qui s’est généraliser depuis septembre 2014 avec l'application des normes Euro 6, le SCR (SelectiveCatalyticReduction) permet de réduire de manière importante les rejets d'oxydes d'azote (NOx) émis par les moteurs diesels.
L'Adblue est injecté dans la ligne d'échappement. Sous l'effet de la température des gaz, l'Adblue s'évapore et se décompose en molécules d’ammoniaque NH3 et en acide isocyanique HNCO. Cet acide réagit à son tour avec l'eau pour former des molécules supplémentaires d'ammoniac. Ces molécules d’ammoniaque vont interagir avec les molécules de NOx des gaz d'échappement dans le catalyseur SCR. La réaction la plus rapide s'opère à partir de 4 molécules d'ammoniac NH3, 2 de monoxde d'azote NO et 2 de dioxyde d'azote NO2. Elle forme alors 4 molécules de diazote N2 et 6 d'eau H2O.
Le dosage d'Adblue se fait au regard des NOx réellement présents dans les gaz d'échappement , un catalyseur supplémentaire (intégré dans le SCR la plupart du temps) permet d'oxyder les molécules d'ammoniac pour les transformer en diazote N2 et en eau H2O.
