Systme Anti-pollution raliser par : MOHAMED AMINE MESNAOUI
LAHNA SALAH EDDINE Encadrer par: Mr MZIANE
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La production de polluants lors du processus de combustion La
production de polluants et notamment les missions de particules de
suie varient selon le droulement du processus de combustion dans
les moteurs diesel, lequel dpend lui-mme de facteurs constructifs,
spcifiques au carburant et atmosphriques. Le schma ci-dessous donne
un aperu des composants prsents ladmission et lchappement lors du
processus de combustion des moteurs diesel. INTRODUCTION
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Les particules de suie Des particules de suie sont mises lors
du processus de combustion des moteurs diesel. Les particules de
suie sont de petites boules de carbone de taille microscopique dont
le diamtre est denv. 0,05 m. Leur noyau est constitu de carbone pur
sur lequel se fixent diffrents composs dhydrocarbures,des oxydes
mtalliques et du soufre. Certains composs dhydrocarbures sont
susceptibles de reprsenter un danger pour la sant. La composition
exacte des particules de suie dpend de la technologie du moteur,
des conditions dutilisation ainsi que du carburant.
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Systme revtement catalytique Ce systme est utilis sur les
vhicules dont le filtre particules est situ proximit du moteur. En
raison de la faible distance qui spare les gaz manant du moteur et
le filtre particules, la temprature des gaz dchappement est
suffisamment leve pour la combustion des particules.
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Systme avec additif Ce systme est utilis sur les vhicules dont
le filtre particules est loign du moteur. En raison de la distance
importante qui spare les gaz manant du moteur et le filtre
particules, la temprature dinflammation ncessaire la combustion ne
peut pas tre atteinte sans ladjonction dun additif.
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Le filtre particules catalys est intgr la ligne dchappement en
aval du turbocompresseur, proximit du moteur. Le filtre particules
catalys est le rsultat de deux composants runis en un seul et mme
systme : le catalyseur doxydation et le filtre particules. Il sagit
donc dun systme qui associe la fois les fonctions dun catalyseur
doxydation et celle dun filtre particules.
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Conception Le filtre particules est constitu dun substrat
cramique en nid dabeilles fait de carbure de silicium qui est
implant dans un botier mtallique. Le substrat cramique est compos
dune multitude de minuscules canaux disposs en parallle et ferms en
alternance, formant ainsi des canaux dadmission et dchappement
spars par les parois du filtre.
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Afin dviter au filtre particules de sobstruer et de lui assurer
un fonctionnement optimal, les particules de suie doivent tre
rgulirement limines. La rgnration consiste brler (oxyder) les
particules de suie accumules sur le filtre. Concernant la rgnration
du filtre particules catalys, il convient de distinguer entre la
rgnration active et la rgnration passive. La rgnration seffectue de
manire indiscernable par le conducteur
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En mode de rgnration passive, les particules de suie sont brles
en continu sans intervention de llectronique de gestion moteur. En
raison de la proximit du filtre particules par rapport au moteur,
les tempratures des gaz dchappement peuvent atteindre 350-500 C en
condition de roulage sur autoroute par exemple. Les particules de
suie sont alors transformes en dioxyde de carbone par le biais dune
raction chimique avec du dioxyde dazote. Ce processus par tapes
seffectue lentement et en continu grce au revtement en platine qui
fait office de catalyseur.
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Fonctionnement Par laction du revtement en platine sur les
oxydes dazote (NOX) et loxygne (O2) contenus dans les gaz
dchappement, il se forme du dioxyde dazote (NO2). NOX + O2 =
formation de NO2 Le dioxyde dazote (NO2) ragit avec le carbone (C)
des particules de suie pour former du monoxyde de carbone (CO) et
du monoxyde dazote (NO). NO2 + C = formation de CO + NO Le monoxyde
de carbone (CO) et le monoxyde dazote (NO) en combinaison avec
loxygne (O2) librent du dioxyde dazote (NO2) et du dioxyde de
carbone (CO2). CO + NO + O2 = formation de NO2 + CO2
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En mode de rgnration active, la combustion des particules
seffectue grce une lvation contrle de la temprature des gaz
dchappement provoque par llectronique de gestion moteur. En
condition dutilisation urbaine caractrise par une faible charge du
moteur, la temprature des gaz dchappement nest pas suffisamment
leve pour permettre une rgnration passive du filtre. Les particules
ne pouvant plus tre limines dans ces conditions, elles saccumulent
dans le filtre. Une rgnration active provoque par le systme de
gestion moteur entre en jeu ds que le filtre a atteint son niveau
dencrassement maximal. Ce processus dure environ 10 minutes.
Lorsque la temprature des gaz dchappement atteint 600-650 C, les
particules de suie sont transformes en dioxyde de carbone.
Rgnration active
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Fonctionnement Lors de la rgnration active, la combustion des
particules est due la temprature leve des gaz dchappement. Le
carbone des particules subit alors une oxydation par loxygne et se
transforme en dioxyde de carbone. C + O2 = formation de CO2
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Fonctionnement de la rgnration active Les particules de suie
sont retenues dans les canaux dadmission. En analysant les signaux
du dbitmtre dair massique, des transmetteurs de temprature en amont
et en aval du filtre particules ainsi que du dtecteur de pression 1
des gaz dchappement, le calculateur du moteur dtecte la prsence de
suie sur le filtre particules.
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Le processus de rgnration active est dclench par le systme de
gestion moteur ds que le niveau daccumulation de suie a atteint un
seuil maximal.
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Le calculateur du moteur dtermine ltat de charge du filtre en
fonction de la rsistance lcoulement du filtre. Une forte rsistance
lcoulement indique un risque de colmatage du filtre. Le calculateur
du moteur dclenche le processus de rgnration active. cet
effet,
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Ces mesures ont pour but daugmenter de manire cible et pour une
courte dure la temprature des gaz dchappement environ 600 - 650 C.
Dans cette plage de temprature, la suie accumule se transforme par
oxydation en dioxyde de carbone. Une fois la rgnration active
termine, le filtre particules redevient oprationnel et peut nouveau
filtrer les particules de suie provenant des gaz dchappement.
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Conception et fonctionnement Le niveau dencrassement par la
suie du filtre particules Le niveau dencrassement par la suie du
filtre particules est surveill en permanence par le calculateur du
moteur qui calcule la rsistance lcoulement du filtre. La rsistance
lcoulement est dtermine sur la base dune comparaison tablie entre
le dbit volumtrique des gaz dchappement en amont du filtre
particules et la pression diffrentielle mesure en amont et en aval
du filtre particules.