Vanne EGR : le Monsieur Propre du diesel

Vanne EGR : le Monsieur Propre du diesel

Si certains font du diesel le « persona non grata » de l’automobile, d’autres en revanche font encore le pari de cette énergie. Comment ? En rentrant dans les clous des normes environnementales. C’est le cas de Bosch qui a choisi d’utiliser non pas une, mais deux vannes EGR sur son nouveau système de réduction des NOx.

Chahutées par les « affaires » du dieselgate révélées depuis deux ans, les motorisations diesel ont de moins en moins la cote. Pire, certains constructeurs ont d’ores et déjà purement et simplement éradiqué le diesel de leur offre, à l’instar de Porsche, Lexus, Smart ou encore, plus récemment Toyota. D’autres envisagent de le faire dans un futur proche, comme le groupe FCA (Fiat Chrysler Automobiles) qui pourrait ne plus proposer de VP diesel d’ici 2022, ou PSA qui a annoncé récemment que son 1,5 BlueHDi serait son dernier moteur diesel.

Bref, le moteur diesel n’est pas en odeur de sainteté. En cause : sa réputation de pollueur. Pourtant, le moteur diesel fait l’objet de toutes les attentions en matière de dépollution. Et ce n’est pas nouveau.

Inventée dans les années 70 aux États-Unis, testée auprès du constructeur General Motors, la vanne EGR (pour Exhaust Gaz Recirculation), également appelée valve EGR ou soupape EGR, fait partie de ces éléments responsables, en partie, de la réduction des émissions de gaz toxiques dans l’atmosphère.

Prendre le mal à la racine

Le fonctionnement d’une vanne EGR est simple. Concrètement, lorsqu’un moteur diesel tourne à bas régime ou au ralenti (de l’ordre de 2 500 tours/min), une partie des gaz d’échappement n’est pas brûlée. Le moteur rejette alors dans l’atmosphère un excès d’oxyde d’azote et de particules fines, ce qui enfreint les normes antipollution européennes.

Afin de diminuer ces rejets, les constructeurs ont installé une pièce à clapet, commandée par le calculateur, qui redirige vers l’injection ces gaz d’échappement, pour les brûler une deuxième fois. Conséquence : la combustion subit un refroidissement dans les cylindres grâce à la réduction du taux d’oxygène ce qui réduit mécaniquement les NOx. Tel est le principe de fonctionnement de la vanne EGR. Entre 5 et 35 % des gaz d’échappement sont alors réutilisés, selon, évidemment, le type et l’utilisation du moteur.

Il existe deux systèmes de vanne EGR – sachant que généralement, un seul est présent sur un véhicule : le système haute pression et le système basse pression. Le premier est certainement le plus répandu et le plus simple puisqu’il consiste en un by-pass du collecteur d’échappement vers la tubulure d’admission. Quant au second, situé plus loin sur la ligne d’échappement, il consiste à renvoyer les gaz refroidis, via un échangeur, vers le turbo plutôt que vers l’admission. Bien. Seulement voilà, au-delà de problèmes récurrents d’encrassement, la vanne EGR ne permet plus aujourd’hui de réduire suffisamment les NOx pour être raccord avec des contraintes environnementales de plus en plus drastiques.

La technologie qui voit loin…

Pour palier ce défaut, l’équipementier Allemand Bosch, qui croit encore dur comme fer à l’avenir des motorisations diesel – et qui aurait probablement beaucoup à perdre si les constructeurs venaient à s’en détourner totalement – a imaginé un nouveau système de réduction des NOx contenant non plus une, mais deux vannes EGR. Une nouvelle technologie qui, d’après Bosch : « peut aider les constructeurs à réduire les émissions d’oxydes d’azote (NOx) des véhicules au point de respecter d’ores et déjà les futurs seuils règlementaires. Même en conditions de conduite réelles (RDE), les véhicules équipés de la nouvelle technologie Bosch affichent des valeurs situées en deçà des seuils actuels d’émission de NOx mais aussi de ceux applicables à compter de 2020 ». De fait, même si la législation européenne exige, depuis 2017, que les nouveaux modèles de véhicules particuliers émettent au maximum 168 milligrammes de NOx par kilomètre selon les normes RDE dans un mix de trajets urbains, interurbains et autoroutiers, et 120 mg/km au maximum à partir de 2020, Bosch promet déjà que sa nouvelle technologie, elle permet d’atteindre des seuils records de 13 mg/km…soit un dixième du seuil réglementaire prévu pour 2020 !

EGR + SCR : la bonne équation

Pour réussir de telles prouesses, l’équipementier a mis au point un système reposant sur un EGR double, haute et basse pression, associé à un système de réduction catalytique sélective (SCR). Pour résumer, donc, l’EGR haute pression récupère directement les gaz dans le collecteur d’échappement. Dans le même temps, l’EGR basse pression, elle, prélève les gaz à la sortie du filtre à particules. Gaz qui sont ensuite refroidis dans un injecteur puis réinjectés en amont du turbo, en les mélangeant avec de l’air froid. Le SCR quant à lui permet de réduire le taux de NOx contenu dans les gaz d’échappement. Pour Volkmar Denner, Président du Directoire de Bosch : « Deux éléments étaient jusqu’à présent déterminants pour la réduction des émissions de NOx dans les véhicules diesel. Le premier est l’influence exercée par le conducteur. Bosch a trouvé le remède technologique en inventant un système d’air à réaction rapide. Plus le style de conduite est dynamique, plus le recyclage des gaz d’échappement doit lui aussi être dynamique. La solution trouvée fait notamment appel à des turbocompresseurs dont le temps de réaction est raccourci. Et avec l’association du recyclage des gaz d’échappement haute et basse pression, le système d’air devient encore plus flexible. Cela permet au conducteur de démarrer rapidement sans provoquer une augmentation significative des émissions. Le second élément déterminant est l’influence des températures, qui est tout aussi importante. Pour permettre une conversion optimale des NOx, les gaz d’échappement doivent dépasser les 200 °C, une température qui bien souvent n’est pas atteinte, en ville notamment. Bosch s’appuie pour ce faire sur une gestion thermique élaborée du moteur diesel. Bosch contrôle désormais activement la température des gaz d’échappement : le système d’échappement demeure ainsi si chaud qu’il fonctionne dans une plage de températures stable et que les émissions demeurent à un faible niveau ». Sûr de son fait, l’équipementier tient d’ores et déjà sa nouvelle technologie à la disposition des constructeurs… pour ceux, en tout cas, qui n’auraient pas décider d’arrêter de vendre des véhicules dotés de motorisations diesel.  

Ambre Delage

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