Plastic Omnium développe un nouveau système de dépollution plus efficace pour les moteurs diesel

Les systèmes SCR (Selective catalyst reduction) à base d'urée sont à ce jour les dispositifs les plus efficaces pour la dépollution des véhicules diesel. Mais Plastic Omnium prépare déjà leur remplaçant : le Dinox Solid, un système de cartouches solides qui libèrent du gaz ammoniac directement dans le catalyseur. Plus simple que le SCR classique, il est également efficace sur une gamme plus large de températures.

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Plastic Omnium développe un nouveau système de dépollution plus efficace pour les moteurs diesel
Remplir son réservoir d’urée, un geste que seuls les possesseurs de véhicules diesel récents ont déjà pratiqué, mais qui sera peut-être bientôt dépassé. L’équipementier français Plastic Omnium, qui fournit des réservoirs d’urée via sa filiale Auto Inergy, a dévoilé sa dernière innovation en matière de dépollution : le Dinox Solid. L’idée est de remplacer le réservoir d’urée liquide par un système de cartouches rechargeables. Les avantages par rapport au SCR classique sont nombreux.
Pour rappel, le SCR (Selective catalyst reduction) est à ce jour la technologie la plus efficace pour lutter contre l’un des principaux polluants des moteurs diesel : les oxydes d’azote, ou NOx (NO et NO2). Son taux d’élimination des NOx est très élevé, supérieur à 95 %. Pour autant, le système SCR classique, à base d’urée, n’est pas exempt de défauts.
Le SCR, en plus simple
D’abord, les SCR à base d'urée sont très complexes. Il s’agit d’enchaîner deux réactions chimiques, une première pour transformer l’urée en ammoniac (NH3), et une seconde pour combiner l’ammoniac et les NOx en éléments inoffensifs. L’idée de Plastic Omnium est d’éliminer la première réaction chimique, en injectant directement du gaz ammoniac dans le catalyseur.
L’ensemble est moins coûteux, car il supprime le dispositif d’hydrolyse qui décompose l’urée. Plus besoin non plus de réservoir, de dispositif de chauffage de l’urée (qui gèle à partir de -11°C), ni d’injecteur haute pression. Et si l’on n’a plus besoin d’injecteur, plus besoin de le nettoyer, car aujourd’hui du carburant est envoyé dans le pot d’échappement à intervalles réguliers pour nettoyer l’injecteur, entraînant des pics ponctuels de consommation.
Le SCR, en plus efficace
Le principe du Dinox Solid est de remplacer le réservoir d’urée liquide par une cartouche solide, dans laquelle sont placés des galets de chlorure de calcium (CaCl2). Le chlorure de calcium est un produit très courant, utilisé notamment comme sel de déneigement, et qui dispose d’une propriété intéressante : il absorbe l’ammoniaque liquide à température ambiante, et libère de l’ammoniac gazeux une fois chauffé. L’idéal pour alimenter le catalyseur d’un SCR, pour deux raisons.
Premièrement, le chlorure de calcium peut absorber plus d’une fois son poids d’ammoniaque. Les cartouches de Dinox Solid sont donc plus concentrées que l’urée. "Nous estimons qu’une cartouche d’un litre équivaut à environ 2 litres d’urée", avance Jean-François Bérard, directeur R&D de la division Auto Inergy de Plastic Omnium. Un bon point pour la réduction du poids des véhicules.
Deuxièmement, le chlorure de calcium commence à libérer du gaz ammoniac à partir de 30°C. Le dispositif d’hydrolyse du SCR classique doit lui être porté à 180°C avant de décomposer l’urée de manière efficace. Le système Dinox Solid est donc efficace beaucoup plus rapidement qu’un système SCR, et apporte une vraie dépollution lorsque le moteur est froid.
On rappelle que c’est lors d’un démarrage à froid que le moteur pollue le plus, et les normes autorisent une durée de vingt minutes pour que le système de dépollution soit pleinement opérationnel. Mais ces réglementations sont amenées à se durcir au fil des ans, ce qui pousse les ingénieurs de Plastic Omnium à penser que le Dinox Solid "devrait vraiment trouver son utilité à partir de 2021, lorsque le coefficient relatif aux tests en conditions réelles sera abaissé à 1,5". A cette date en effet, les moteurs devront rejeter une quantité infime de polluants quelles que soient les conditions. Et pour les versions ultérieures des normes Euro, Plastic Omnium envisage déjà de coupler un SCR solide pour les basses températures et un SCR liquide pour les phases de croisière (moteur chaud et vitesse constante).
Le SCR, en plus pratique
Au-delà de son intérêt technique, la technologie Dinox Solid de Plastic Omnium devrait se révéler pratique à l’usage. "Nous avons imaginé un système de distributeurs pour les cartouches, il fonctionne sur le même principe qu’un distributeur de boissons, c’est pratique pour les gérants de stations-service car il n’est pas nécessaire d’installer des cuves d’urée et des pompes", commente Jean-François Bérard.
L’idée de Plastic Omnium est d’équiper les voitures avec deux emplacements, pour être sûr de ne jamais tomber en panne d’ammoniac. L’utilisateur pourra acheter une cartouche pleine au distributeur et se débarrasser de l’ancienne, et cette dernière sera envoyée dans un centre de recyclage où elle pourra être rechargée une quinzaine de fois, selon Plastic Omnium.
Au final, cette innovation arrive à un moment où les constructeurs s’attendaient à devoir multiplier les dispositifs de dépollution pour satisfaire les futures exigences de la norme Euro. La plupart des marques envisagent une chaîne de dépollution composée d’un SCR liquide, d’un piège à NOx et de multiples vannes EGR. Selon Plastic Omnium, un couplage SCR liquide + SCR solide serait plus économique et tout aussi efficace. "Les constructeurs sont intéressés, ils nous poussent à leur proposer des démonstrateurs du Dinox Solid', affirme Jean-François Bérard.
Frédéric Parisot

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