Trouvez la vraie cause des défauts à l’échappement

Impact de la norme Euro 6 sur les systèmes d’échappement des moteurs diesel

La norme Euro 6 a été mise en place pour limiter les émissions de substances nocives dans les gaz d'échappement de nos voitures. Pour les moteurs diesel, il s'agit surtout du CO (combustion incomplète), des HC (particules non brûlées du carburant), des NOx (oxydes d'azote) et des PM (particules de suie et autres composants solides). Cependant, son application n'a rien d'une sinécure, d'où le long délai prévu entre l'Euro 6a et l'Euro 6d. Suite à ces modifications, on constate une certaine convergence entre les systèmes d'échappement des moteurs diesel pour voitures particulières et pour poids lourds.

Euro 6, ça veut dire quoi?

La norme Euro 6 est entrée en vigueur en septembre 2014. Depuis lors, tout véhicule qui subit une nouvelle homologation doit s'y conformer. Par rapport à la norme précédente, une réduction significative des particules de NOx et des PM est nécessaire pour se conformer à la réglementation. Au sens propre et au sens figuré, cela ne semblait pas poser de problème. Jusqu'à ce que le scandale relatif au logiciel de tricherie ne face la une de l'actualité. Cela a montré que peu de véhicules portant le label Euro 6 répondaient à la norme en raison des optimisations que les constructeurs ont appliquées à leurs véhicules d'essai. Lors du test NEDC, il y avait trop de jeu possible en termes de résistance à la conduite, de poids du véhicule et d'accessoires montés. Le nouveau test WLTP a changé la donne. Désormais, il est plus représentatif de l'utilisation quotidienne en dehors du laboratoire grâce à des vitesses plus élevées, des temps de conduite plus longs, des accélérations plus forte s... Mais cela signifie aussi que les fabricants ont dû retravailler les systèmes d'échappement pour les rendre plus efficaces

Filtre a particules diesel

Le filtre à particules diesel a pour rôle de bloquer le plus grand nombre possible de particules afin qu'elles ne se retrouvent pas dans l'atmosphère. A l'origine, les filtres à particules n'étaient utilisés que sur les moteurs diesel, mais aujourd'hui, ils sont aussi montés sur les moteurs à essence afin de réduire les particules de suie. Pour améliorer leurs performances, on utilise d'autres matériaux plus coû­teux, comme le vanadium. Le filtre à particules est un élément coûteux. Certains constructeurs prévoient même d'installer une vanne EGR après le filtre à particules diesel pour renvoyer les gaz purifiés vers l'entrée, appelée vanne EGR basse pression. Les véhicules géreront ainsi la régénération du filtre à particules. En utilisant des matériaux plus coûteux, le processus peut se faire à des températures plus basses (400 °C au lieu de 600 °C). Par conséquent, le moteur sera moins sollicité ou nécessitera moins de post-injections supplémentaires, ce qui entraînera une détérioration moindre de la qualité de l'huile. Si cela ne se produit pas après quelques tentatives, une régénération forcée peut avoir lieu dans l'atelier. C’est en fait un processus de combustion propre. Si cela ne suffit plus, le filtre à particules diesel peut également être nettoyé. Ce n'est qu'alors qu'il faudra envisager de le remplacer. Assurez-vous de cibler la cause exacte du dysfonctionnement, afin de pouvoir y remédier également, car la cause peut se trouver en dehors du système d'échappement.

Vanne EGR

Vous pouvez commencer par intégrer une vanne EGR (exhaust gas recirculation, ou recirculation des gaz d'échappement), désormais standard sur tous les moteurs diesel. En renvoyant les gaz à faible teneur en oxygène dans la chambre de combustion du moteur, la température et l'émission de NOx seront abaissées. L'inconvénient? La pollution par la suie, l'huile, les particules ... peut aussi en­traver ou bloquer complètement le fonctionnement de la vanne EGR. Cela a beaucoup à voir avec le comportement du conducteur au volant. Pour une bonne combustion et une pollution minimale, la température doit être suffisamment élevée. Cela ne se produit que lorsque la charge est suffisante. En d'autres termes, ceux qui prennent l'autoroute tous les jours auront moins de problèmes avec la vanne EGR que ceux qui ne conduisent qu'en ville. Pour que la vanne EGR fonctionne optimalement, les conditions doivent être bonnes.

Avantages

• Bon marché
• Pas de pièces supplémentaires nécessaires

Inconvénients

• Augmente la consommation
• Impact insuffisant pour une application à tous les moteurs

systeme SCR

Pour un deuxième ajustement, les constructeurs se sont inspirés des plus gros modèles. Les camions utilisent un système SCR depuis des années. La réduction catalytique sélective est un processus chimique qui est utilisé pour éliminer les oxydes d'azote (NOx) des gaz de combustion. Il en résulte un mélange d'eau, d'ammoniac et d'azote. Dans de nombreux cas, elle est mieux connue sous le nom de marque AdBlue. La SCR est intégrée juste après ou juste avant le filtre à particules diesel. Il s'agit d'une solution aqueuse d'urée. La teneur en urée est fixée à 32,5%. Pour savoir si le réservoir a la bonne concentration, vous pouvez facilement faire le test vous-même en déposant quelques gouttes sur un réfractomètre et en le regardant ensuite par transparence à la lumière. Le pourcentage sera visible immédiatement. Si cela ne suffit pas, videz complètement le réservoir. Le système SCR possède son propre boîtier de contrôle qui communique ensuite avec le boîtier de contrôle du moteur.

Attention au stockage

Le stockage de cette solution implique des mesures spécifiques. A -11 °C, elle gèle, à des températures supérieures à 30 °C, la qualité se détériore rapidement. Un stockage correct est donc nécessaire. En outre, elle se cristallise au contact de l'air extérieur, ce qui peut entraîner le colmatage des tuyaux ou des fuites dans l'injecteur. On recommande donc vivement de faire le plein d'AdBlue en atelier et non soi-même. Le conducteur sera informé qu'une recharge est nécessaire. S'il ignore ces avertissements, le véhicule ne démarrera pas une fois le réservoir vide. Il ne tomberait alors plus sous le coup de l'Euro 6. En moyenne, la capacité du réservoir se situe entre 8 et 25 litres pour les véhicules particuliers et jusqu'à plusieurs dizaines de litres pour les véhicules industriels. La consommation équivaut à environ 8 à 10% de la consommation de diesel pour les camions et à 1 litre par 1.000 km pour les voitures particulières.

Avantages

• Réduction très efficace des Nox
• Permet de limiter la recirculation des gaz

Inconvenients 

• Système très cher et complexe (stockage, chauffage, injection)
• Frais de fonctionnement supplémentaires

Piege a nox

Un piège à Nox, ou NTC pour NOx Trap Catalyst, permet également de capturer les oxydes d'azote. Il est spécifiquement conçu pour éviter les problèmes que rencontrent l'EGR et la SCR. Par adsorption, une substance telle que la zéolithe fonctionne comme une éponge. Une fois saturée, un processus de purification ou de régénération doit alors avoir lieu. La réaction ne se fait pas avec un autre liquide comme la SCR mais peut avoir lieu avec le diesel. Les NOx seront ensuite transformés en eau et en azote. Cela peut également être fait en combinaison avec la SCR pour une réduction encore plus importante de la teneur en NOx. On parle souvent de SCR avec LNT (Lean NOx Trap). Cela nécessite un traitement à température élevée (600 à 700 °C).

Avantages

• Moins complexe que la SCR
• Pas besoin d’ajouter de l’AdBlue, le diesel suffit
• Permet de limiter la recirculation des gaz

 Inconvénients

• Pollution au soufre du NTC
• Dépend de la charge du moteur, ne fonctionne pas à tous les coups

ajout de capteurs

Le système d'échappement est devenu une question particulièrement complexe car il s'agit d'une interaction de processus mécaniques et chimiques. Les capteurs font donc inévitablement partie de l'équation. Ces dernières années, le nombre de capteurs associés au système d'échappement a certainement triplé. Lesquels? Une sonde lambda, des capteurs de NOx, de température, des sondes de qualité pour l'AdBlue, des capteurs de pression ... Depuis l'Euro 6d, par exemple, un compteur de particules doit être présent. Il mesurera la quantité de suie qui sort encore de l'échappement. Le plus grand défi avec tous ces capteurs, c'est qu'un seul voyant ne s'allume sur le tableau de bord, pouvant indiquer différentes causes. Il est donc important de vérifier les différentes valeurs avec l'appareil de diagnostic. Ces paramètres diffèrent selon la marque et le véhicule. Il faut donc toujours les comparer aux valeurs de référence correctes pour trouver la cause d'un dysfonctionnement.

Que faire?

Le surcoût d'une voiture diesel par rapport à une voiture à essence peut être sensiblement limité au niveau du système d'échappement. Ces dernières années, le système s'est rapproché du moteur afin de profiter des températures élevées qui s'y développent. Cela nécessite souvent des outils spéciaux pour aligner tous les composants et obtenir le bon flux et le bon tourbillon de gaz. Bien que les systèmes qui ont été ajoutés pour répondre à la norme Euro 6 ne nécessitent pas nécessairement d'entretiens supplémentaires, ils viennent renforcer la complexité de la ligne de combustion. Un défaut peut avoir des causes multiples et doit donc faire l'objet d'une analyse approfondie afin d'éviter des remplacements ou des réparations inutiles. Quelles sont les températures? Comment la pression évolue-t-elle? ... Une analyse de quatre ou cinq gaz lors de chaque entretien peut déjà vous indiquer ce qui se passe.
Lorsque vous travaillez sur le système d'échappement, n'oubliez pas de toujours porter l'équipement de protection individuelle adéquat. Les métaux lourds présents dans le filtre à particules sont toxiques et doivent donc être traités avec précaution. En outre, vous devrez également mieux conseiller vos clients sur le moteur qui convient à leur comportement de conduite. Les moteurs d'aujourd'hui ont plus de puissance qui est moins utilisée. Pour éviter les problèmes avec la ligne d'échappement, il est important qu'un moteur diesel parcoure suffisamment de kilomètres. 

Avec la participation d’Educam, le centre de connaissances et de formation du secteur automobile et des secteurs apparentés.