[ Fiche technique ] Les moyens de dé-pollution moteur BMW.

L'objectif de ce post est d'expliquer les moyens mit en œuvres par Bmw afin de réduire la pollution des moteurs

Source : Wikipédia, www.ac-nancy-metz.fr

Les normes anti-pollution.

Les normes européennes d'émission, dites normes Euro sont des réglements de l'Union européenne qui fixent les limites maximales de rejets polluants pour les véhicules roulants. Il s'agit d'un ensemble de normes de plus en plus strictes s'appliquant aux véhicules neufs. Leur objectif est de réduire la pollution atmosphérique due au transport routier.
Une route et le ciel obscurcis par les gaz d'échappement.
Exemple de pollution de l'air due au transport routier.

Les émissions de CO2 (résultant naturellement de la combustion de matières carbonées) ne sont pas prises en compte dans ces normes car il ne s'agit pas d'un gaz polluant direct (respirer du CO2 n'est pas toxique pour l'homme et les animaux avant des doses très élevées). La surveillance des émissions de CO2 par les véhicules fait l'objet d'autres travaux1 de la part de l'Union européenne.


Historique :

La législation européenne est de plus en plus sévère sur les rejets des moteurs à explosion. Les normes d'émissions « Euro » se succèdent. La mise en œuvre se fait à des dates décalées pour les automobiles, les véhicules utilitaires légers, les motos et les poids-lourds. Les normes diffèrent entre les différents types de moteurs (moteurs à allumage commandé (essence, GPL...) ou moteurs Diesel) et de véhicules, jusque dans les unités choisies, rapportées à la distance parcourue (par exemple g/km), sauf pour les véhicules lourds où elles sont rapportées à l'énergie développée (par exemple g/kWh).

Pour les automobiles particulières, les dates d'entrée en vigueur sont les suivantes:

Euro 1 : automobiles mises en service après 1993 (nouveaux types dès juillet 1992);
Euro 2 : automobiles mises en service après 1997 (nouveaux types dès janvier 1996);
Euro 3 : automobiles mises en service après 2001 (nouveaux types dès janvier 2000);
Euro 4 : automobiles mises en service après 2006 (nouveaux types dès janvier 2005);
Euro 5 : automobiles mises en service après 2011 (nouveaux types dès septembre 2009);
Euro 6 : automobiles mises en service après 2015 (nouveaux types dès septembre 2014);



Évolution des normes .

Les principales émissions polluantes des moteurs essences :



Le monoxyde carbone :

La molécule est composée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène ; sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C≡O ou |C≡O|. Ce corps composé est à l'état gazeux dans les conditions normales de pression et de température.

Les risques : e monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et très toxique pour les mammifères. Chez l'Homme, il est la cause d’intoxications domestiques extrêmement fréquentes, parfois mortelles15.

Son émanation provient d'une combustion incomplète de composés carbonés et est accentuée par une mauvaise alimentation en air frais et/ou une mauvaise évacuation des produits de combustion (ventilation). Le mélange avec l’air est facile puisque sa densité est proche de celle de l’air16.

Les hydrocarbures :

C'est due à une combustion incomplète du carburant.

Risques : Il existe différents types de HC (compositions). Selon leur composition, ils sont
: - inodores, d'un goût sucré, d'odeur piquante
- irritants pour les muqueuses, d'un effet narcotique ou cancérigène.
Incidence sur l’environnement :Provoque le Smog « Brouillard de fumée »


Les oxydes d' azote : voir post ci dessous.

Les principales émission polluantes des moteurs Diesel.


Les oxydes d'azote :

Toutes ces molécules sont collectivement notés NOx ; il s'agit d'un terme générique, notamment utilisé pour les mesures quantitatives globales de ces polluants qui peuvent notamment avoir des impacts en termes d'effet de serre, d'acidification de l'air, des pluies et des eaux, d'eutrophisation, de santé (irritation des muqueuses et contribution à la formation de l'ozone troposphérique).

Risques : Les oxydes d'azote sont sous forme de NO ou NO2. Le NO est inodore, incolore et insipide, en se combinant avec l'hémoglobine dusang, il provoque la paralysie. Le N02 est d'odeur forte et piquante. Il détruit les cellules pulmonaires. Incidence sur l’environnement :Provoque des pluies acide et du Smog

Les hydrocarbures : Voir post ci dessus.

Les vannes EGR.

Elles servent à introduite des gaz d ' échappement dans l'admission. Elle est piloter par le calculateur de gestion moteur. Une vanne EGR est toujours accompagné d'un vanne EGR.

En complément voir ceci : https://www.techniconnexion.com/t19956-fiche-technique-les-debimetres-d-air.




Les raisons pour lesquels les vannes EGR sont employées :

Les vannes servent en grande partie dans les moteurs Diesel et rarement ( dans certain type de moteur ) sur les moteur essences.

Les moteurs Diesel ont un rapport stœchiométrique variable très pauvres ( 1/20 à 1/80)
L'inconvénient des moteurs Diesel, c'est qu'ils produisent énormément d'oxydes d'azote.

L'objectif est de diminuer la quantité d'air entrant dans le moteur afin de réduire la production d'oxyde d' azote.

Les catalyseurs d’oxydation et FAP.


Dans la plus part des montages le ctalyseur et le FAP sont situées dans le même pièce.

Catalyseur :

Ce genre de catalyseur est utilisé par les moteurs Diesel.

Le catalyseur d'oxydation transforme le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures (HC) contenus dans
les gaz d'échappement des moteurs diesel en eau et
dioxyde de carbone (CO2). Il oxyde en outre le monoxyde d'azote (NO) en dioxyde d'azote (NO2).

Le catalyseur d'oxydation se compose d'un élément support en céramique ou en métal et comportant des canaux d'environ un millimètre de large le traversant axialement. Les parois sont revêtues d'une substance à effet catalyseur
(platine ou rhodium).

Sur les véhicules équipés d'un filtre à particules, le catalyseur d'oxydation est placé en amont du filtre. Le NO2 libéré dans
le catalyseur oxyde la suie encore présente dans le filtre à particules, qui se compose essentiellement de carbone, en azote (N2) et en dioxyde de carbone, deux gaz non toxiques.





Filtre à particules :

Phase 1 - Filtration

La capture des particules dans le filtre est obtenue par filtration. L'accumulation des particules conduit à la formation d'une couche de suie sur les parois qui, dans un premier temps, améliore l'efficacité de la filtration (95 à 99% en masse des particules peuvent être collectées dans le filtre) Un nettoyage (ou régénération) du dispositif devient alors indispensable après quelques centaines de kilomètres.



Phase 2 - Régénération

Les moteurs Diesel récents permettent de contrôler finement la quantité de carburant injectée ainsi que le moment de l'injection : pré-injection, injection principale et post-injection. C'est la post-injection qui aide à la régénération du filtre en envoyant une grande quantité de gazole imbrûlé dans le catalyseur où il va s'enflammer, afin d'élever de façon significative la température des gaz d'échappement pour activer l'oxydation des suies piégées dans le filtre.

Catalyseur 3 voies : moteur essence


Il provoque trois réactions simultanées :

Une réduction des oxydes d'azote en azote et en dioxyde de carbone : 2NO + 2CO → N2 + 2CO2
Une oxydation des monoxydes de carbone en dioxyde de carbone : 2CO + O2 → 2CO2
Une oxydation des hydrocarbures imbrulés (HC) en dioxyde de carbone et en eau : 4CxHy + (4x+y)O2 → 4xCO2 + 2yH2O

Le pot n'est efficace qu'à partir d'environ 400 °C, ce qui explique que ces pots sont relativement inefficaces pour de petits trajets ne laissant pas le temps au moteur de chauffer.

Les réactions d'oxydations (demandant une forte présence d'oxygène) et de réduction (demandant une faible présence d'oxygène) sont contradictoires. Elles ne se produisent simultanément que si la quantité d'air dans le carburant est optimale. Ceci est assuré par la sonde lambda qui renseigne le calculateur de gestion du moteur.

Une réaction parasite ce type de catalyseurs aux température élevées :

2NO + CO → N2O + CO2

Sonde lambda : Les modèles récents sont équipés d'une double sonde à oxygène (dite "lambda") liée à un calculateur électronique qui pilote la quantité de carburant à injecter dans le moteur (le rapport idéal air/carburant est de 14,7/1). Si la proportion de carburant augmente, les rejets de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures (HC) augmentent aussi, si elle diminue (mélange pauvre), c'est le taux d'oxydes d'azote (NOx) qui augmente et, par suite la probabilité de production d'ozone et peut-être de PANs (peroxyacetyl nitrate, autre type d'oxydant produit par la circulation).

Composés-tampons : Ce sont des composés (rhodium, mais surtout oxyde de cérium) ajouté à l'alumine du support pour limiter l'impact des variations de composition des gaz en stockant un peu d'oxygène quand il est en excès pour le rejeter quand il manque.


Émission des gaz polluant ( moteur essence ) avant le catalyseur:




Émission des gaz polluant ( moteur essence ) après le catalyseur:

Catalyseur Nox

Compte tenu du mode de fonctionnement spécifique des motorisation essence à mélange pauvre, on retrouve une problématique d'élimination des oxydes d'azotes dans un milieu excédentaire en oxygène comme dans le cas de la motorisation Diesel. Les solutions envisagées pour le traitement des oxydes d'azotes sont de ce fait similaires à celles décrites ci-après pour le cas des motorisations Diesel.

Salut David


Comme d'habitude super Tuto ,avec un très bon travail de recherche !


Bravo c'était un plaisir


Amicalement JC