Choisir un moteur industriel diesel conforme à la nouvelle norme antipollution Stage V

Les véhicules et autres équipements motorisés produisent des émissions polluantes, issues, en majeure partie de la combustion de carburant au sein d’un moteur thermique. Les moteurs diesel rejettent, non seulement, du CO2 mais également des dioxydes d’azote (NOx) et des particules de diesel.

Un certain nombre de restrictions ont donc été mises en place au milieu des années 1990 avec une entrée en vigueur progressive, sous formes d’étapes. C’est ainsi que son nées les normes Tier en 1996 aux Etats-Unis et Stage en 1999 en Europe. 

A l’instar de son homologue américain, la norme européenne Stage a pour objectif de préserver l’environnement et la santé des consommateurs, en agissant directement à la source des émissions de polluants. Elle définit ainsi toute une série de contraintes à destination des constructeurs de moteurs diesel.

La norme Stage V représente un défi de taille pour les constructeurs de moteurs diesel qui doivent alors concevoir des produits capables de répondre à toutes les exigences du marché, en termes de performance et de fiabilité, tout en préservant l’environnement et en conservant les mêmes tarifs que leurs prédécesseurs.

Si la norme Stage V conserve les mêmes restrictions concernant les rejets de monoxydes d’azote qui doivent rester inférieurs à 400 mg/kWh, elle instaure un nouveau seuil concernant les émissions de particules : 15 mg/kWh au lieu de 25 mg/kWh. En outre, viennent s’ajouter deux nouvelles contraintes concernant :

• Le comptage du nombre de particules qui ne doit pas dépasser 1*1012 par kWh soit 1 million de millions de particules
• La limitation de masse : la taille maximale des particules est fixée à 23 nanomètres

Deux nouvelles contraintes qui en amènent une troisième : l’implémentation d’un filtre à particules au sein de tous les équipements.

La nouvelle norme Stage V est entrée en vigueur au 1^er janvier 2019 pour tous les moteurs d’une puissance comprise entre 37 et 56 kW ou entre 130 et 560 kW. Pour les moteurs intermédiaires d’une puissance comprise entre 56 et 130 kW, elle entrera en vigueur à la date du 1^er janvier 2020. 

Leader mondial du marché des moteurs industriels diesel de 50 CV et plus, Cummins propose une gamme complète de modèles destiné à tous types de besoin. Afin de mieux répondre aux exigences de la nouvelle norme antipollution, le fabricant a développé une nouvelle gamme optimisée Stage V : étape 5.

D’une puissance comprise entre 74 et 503 kW, les nouveaux moteurs Cummings Etape 5 proposent une configuration simplifiée. Les moteurs de 3,8 à 9 litres sont équipés de la dernière technologie de post-traitement du fabricant Single Module TM. Deux fois plus compacte et 30% plus légère que le système qu’on retrouvait sur les moteurs Stage IV, celle-ci présente de nombreux avantages pour les opérateurs et les constructeurs d’équipements. Grâce à sa capacité renforcée de conversion des oxydes, les dispositifs de recyclage des gaz d’échappement (EGR) des moteurs ne sont plus nécessaires. L’installation des moteurs s’en retrouve grandement simplifiée pour les équipementiers.

Moteurs diesel Cummins Etape 5 :

• Moteur 4 cylindres F3.8 : ce moteur 3,8 litres offre une puissance maximale de 129 kW avec un coupe de pointe de l’ordre de 600 Nm
• Moteur 4 cylindres B4.5 : moteur 4,5 litres d’une puissance de 149 kW avec un couple de pointe de 780 Nm
• Moteur 6 cylindres B6.7 : moteur 6,7 litres d’une puissance de ponte de 243 kW et couple de pointe de 1364 Nm
• Moteur 6 cylindres L9 : moteur 9 litres d’une puissance maximale de 321 kW pour un couple de pointe augmenté à 1856 Nm
• Moteur X12 : moteur 12 litres d’une puissance maximale de 382 kW

Depuis 1912, le constructeur japonais Yanmar fabrique des moteurs diesel, à destination des secteurs de la construction, de l’agriculture, de la marine, des transports et des groupes électrogènes. Réputés pour leur robustesse, les moteurs Yanmar associent qualité de fabrication et compacité. Leur format compact permet une implémentation simplifiée au sein de différents types de machines et de systèmes : appareils de pompage, systèmes de climatisation, groupes électrogènes, transport de personnes et de marchandises, matériels de pulvérisation et de construction des routes…

Afin de mieux répondre aux exigences de la nouvelle norme Stage V, Yanmar propose une gamme complète de nouveaux moteurs comprise d’une puissance comprise entre 19 et 56 kW. La dernière technologie de traitement des gaz d’échappement développée par le fabricant permet de générer les niveaux d’émissions les plus faibles, en toutes circonstances.

En outre, l’emploi d’une vanne EGR à commande électronique permet de diminuer les émissions de NOx et de prévenir l’excès de particules dans le filtre à particules diesel (FPD), la nécessité de régénération du filtre s’en retrouve ainsi réduite. Les cycles de régénération sont donc espacés et la durée de vie du filtre prolongée.

Le filtre à particules diesel auto-régénérant est contrôlé par le système de gestion du moteur qui utilise deux modes, de façon à réduire les contraintes thermiques :

• Mode Assist Regeneration pour une régénération partielle du filtre FPD à une température plus basse
• Mode Reset Regeneration pour une régénération totale du filtre FPD à une température plus élevée

Cette régénération partielle réduit la nécessité d’effectuer une régénération totale. La durabilité et la fiabilité du filtre s’en retrouvent, par conséquent, accrues.