Les catalyseurs automobiles de demain

Légers, modernes et dotés de technologies plus avancées, les diesels modernes diffèrent de leurs aînés en tout point. La modernisation du diesel a pour visée d’atteindre des normes plus élevées en termes de performance, tout en étant acteur d’un développement durable. Les moteurs diesel ont connu des modifications technologiques incessantes. Dans cette optique, les constructeurs européens ont revisité le moteur diesel en mettant en place des innovations technologiques à l’instar du dispositif de dépollution, le catalyseur et l’AdBlue. Ce dernier est un composant chimique destiné à réduire les émissions nocives.

Quid de la technologie de dépollution ?

Pour contrôler les émissions et avoir une qualité d’air optimale, il est essentiel de disposer de dispositifs de post-traitement de gaz d’échappement efficaces. Lancés vers 1970 pour les voitures fonctionnant à l’essence, les catalyseurs d’origine se faisaient appeler « catalyseur d’oxydation ». Le catalyseur d’oxydation diesel (DOC) est une technologie phare pour les moteurs diesels. Il transforme les hydrocarbures HC et le CO ou monoxyde de carbone en eau (H2O) et en dioxyde de carbone (CO2). Le DOC diminue le niveau des projections de particules diesel en calcinant une quantité d’hydrocarbures absorbés sur poussières de carbone.

Avec l’essor des nouveaux systèmes de dépollution et des nouvelles technologies, le FAP ou Filtre à particules diesel a été créé pour limiter les émissions en emprisonnant les particules solides que le DOC n’a pas pu oxyder. En 2000, les FAPs ont été mis en place sur les voitures diesel. Après 11 ans, toutes les nouvelles autos diesel se trouvant dans l’UE sont pourvues de cette technologie et évitent ainsi l’émission de particules polluantes.

La dernière révolution concernant les systèmes d’échappement est la réduction catalytique sélective ou SCR. Via un pot catalytique, le SCR remplace les oxydes d’azote (NOx) en H2O et en azote diatomique (N2). Les particules de carbone qui ingèrent les NOx sont indispensables. Elles enferment les NOx venant du moteur et les stockent afin de les réutiliser une fois que les conditions sont optimales.

Innovation du diesel rime avec réduction de l’air polluant

Les moteurs diesel de la nouvelle génération intègrent un système qui se répartit en 3 : un mécanique qui dispose d’un rendement élevé, du carburant qui ne contient que très peu de soufre et un procédé de dépollution avancé qui est le « cerveau » du moteur. Ce dernier contrôle les niveaux d’émission. Pour ce faire, il réunit et se sert des alertes et des informations fournies par les capteurs. Ensuite, il assemble le SCR et le FAP de traitement ultérieur des gaz d’échappement.

La faible teneur en soufre permet d’user des dispositifs de dépollution qui sont améliorés. Le moteur utilise le FAP pour piéger les particules de suie, limiter ses émissions et bonifier la qualité de l’air. Par ailleurs, les diesels avec un système d’injection à pression élevée dotée d’une rampe commune favorisent l’efficacité des moteurs. Ce type de système agrandit la pression existante et assure une atomisation optimale du carburant. Résultat : le processus de combustion et d’allumage est amélioré. La quantité de carburant est également limitée. Puis, ce système régénère le filtre en calcinant la suie amassée.

Il a été démontré que l’industrie s’est engagée à rendre l’air plus sain en concevant et en associant des technologies capables de lutter contre les soucis afférents à la pollution environnementale.

À titre d’information : il existe des enseignes qui se spécialisent dans le rachat de catalyseurs usagés si vous envisagez de remplacer votre catalyseur actuel.

Performance et efficacité des moteurs diesel

La consolidation de la productivité des moteurs diesel a généré des réductions de particules PM et les émissions de NOx depuis 15 dernières années.

Les FAP suppriment au moins 99 % des particules incluant les particules fines. Les limites de projections réelles de NOx ne sont pas toujours améliorées selon les normes européennes 3 à 5. Mais une baisse générale a été remarquée dans les données des voitures de l’AECC. Depuis des années, une mesure des émissions des véhicules a été réalisée par l’AECC en dehors des règles imposées. En premier lieu, elle se conformait au cycle d’essai Artemis qui est un essai en laboratoire qui se rapproche le plus de la conduite réelle que le cycle d’essai NEDC précédent. Depuis 2012, les véhicules s’accompagnent d’un système qui a pour vocation de mesurer les projections de PEMS pour des essais réels sur route.

Les améliorations jointes aux moteurs ont limité les projections de NOx d’une part et augmentent les émissions de particules d’autre part. Concrètement, la réduction des NOx qui baisse la température de combustion maximum augmente les projections de particules du moteur, car elle élimine l’oxydation de la suie. Il s’agit du compromis NOx-PM. La plupart des constructeurs européens ont opté pour celui-ci. Ce procédé permet de limiter la consommation en carburant comparé aux moteurs de la génération antérieure.

Quelles sont les innovations à venir ?

La donne a changé au cours des années 90, l’UE a introduit des limites de projections rigoureuses pour les autos dénommées « séries des normes Euro ». Les normes euro 5 et 6 sont plus strictes par rapport aux normes Euro 1 et 4. Ces dernières n’imposaient pas des dispositifs de post-traitement de particules ou de NOx. Ces voitures diesel anciennes et sales causaient des problèmes de qualité de l’air aux villes européennes. C’est la raison pour laquelle l’industrie du diesel a continuellement innové et amélioré la performance des moteurs ainsi que leur productivité.

La norme Euro 6 intervient en 2017 et tient compte des projections lors des conduites réelles. Elle est un gage d’assainissement atmosphérique pour les NOx. Actuellement, le facteur de conformité ou CF accepte un minimum pour les projections de NOx sur la route. Il est interdit de dépasser une certaine limite de projections depuis le septembre 2017. Tel est le cas pour les véhicules neufs avec un facteur de conformité de 2,1 pour les projections de NOx. Cette norme plus stricte est appelée Euro 6d-TEMP et concerne les véhicules neufs immatriculés à compter du 09 septembre 2019. Sans les CF, des voitures pourront bien passer par un test RDE vu qu’elles n’affichent pas précisément la quantité de projections. À partir de janvier 2020, cet écart sera limité en baissant les CF à 1,0 pour les nouveaux véhicules de 2020 et de 2021.

Les moteurs diesel connaissent un grand nombre de technologies innovantes en très peu de temps. Ils sont aujourd’hui plus pertinents et plus propres avec des équipements de dépollution qui éliminent les émissions polluantes du pot d’échappement.