Le système Anti-Pollution

Où il y a un rejet des gaz toxiques et nocifs, la présence d'un système anti-pollution est obligatoire afin d'alerter du danger voir ralentir le procédé des rejets des gaz. Des organismes étatiques partout dans le monde ont définis des normes obligatoires afin de limiter les rejets des gaz à effet de serre. Dans le domaine de la construction automobile, les véhicules sont équipés de plus en plus de calculateurs intégrés qui, grâce aux différents capteurs, mesurent plusieurs variables et constantes dont le taux d'émissions des gaz polluants émis par le moteur.




Voici une liste de capteurs qui interviennent à contrôler le système d'Anti-pollution:

1 Le capteur PMH
Il calcule la quantité de carburant à injecter dans le moteur de la voiture. Il permet d'éviter la surconsommation de carburant et donc de réduire les rejets nocifs

2 La vanne EGR
Elle réduit les émissions polluantes en renvoyant les gaz d'échappement dans le moteur afin que les particules soient de nouveau brûlées.

3 La sonde lambda
Appelée aussi sonde à oxygène, elle permet de déterminer la concentration en oxygène des gaz d'échappement.

4 Le capteur de pression d'air
Il détermine la quantité d'air à injecter dans la chambre à combustion. Il fonctionne en harmonie avec le capteur PMH.

5 Le capteur de température de liquide de refroidissement Il calcule la température du liquide de refroidissement afin de détecter les signes de surchauffe du moteur.

6 La sonde à oxygène post-catalyseur
On ne la retrouve que sur les voitures à motorisation essence. Elle contrôle le bon fonctionnement du catalyseur.

7 La sonde de pression différentielle>BR> Elle est uniquement présente sur les motorisations diesel, cette sonde mesure l'efficacité du filtre à particules.


Outre les capteurs, les différents filtres que le moteur contient interviennent activement à capter les gaz et les résidus venant du carburant et de combustion. Tant que le circuit de réutilisation ou d'évacuation des gaz est libre les capteurs relèvent les bonnes mesures. Mais dès qu'il est bouché ou rejet des gaz polluants dépassants les limites autorisées, le système d'Anti-pollution affiche la lampe témoin d'Anti-pollution qui varie de la couleur jaune à la couleur rouge.

Filtres à particules FAP / DPF

Le filtre à particules (FAP / DPF) est un filtre dont la fonction principale est capter au maximum les rejets de gaz toxiques émis par le moteur puis les bruler par un cycle de regénération quand les conditions de régénération sont présentes.



Ces particules fines sont composées principalementde du carbone (C) venant des hydrocarbures et de l'oxidation. Un DPF n'est pas un dispositif à circulation, c'est un piège à suie qui collecte les particules provenant des émissions d'échappement. Les gaz d'échappement s'écoulent dans le FAP mais ne peuvent pas sortir par le même canal car la sortie est bloquée. Les gaz s'échappent à travers de petits canaux microscopiques disposés en parallèle et en une structure appelée souvent nid d'abeille. Les particules sont tellement trop grosses qu'elles se coincent dans les parois du FAP. Une fois par cycle défini, Le FAP tente d'éliminer cette suie lors de déclenchement du cycle de régénération où les particules fines sont brûlées à haute température. Sur un véhicule fonctionnant correctement, la régénération se produira environ tous les 1000 kms. Dès que la condition de la température se présente, le calculateur déclenche le processus de régénération.



Quand le moteur est à plein régime, et que la température avoisine la température idéale (250 - 550), le calculateur envoie une instruction au FAP pour d'enclencher le processus de régénération. Toutefois, forcer cette procédure manuellement reste une solution quand le véhicule est utilisé généralement pour de courtes distances. Il suffit de rouler à 3000 tours/minutes pendant 30 minutes à la quatrième vitesses afin de monter la température et déclencher la régénération sans dépassé, bien sûr, la limité de vitesses autorisée. (Mieux de forcer la régénération sur une autoroute).

Composition du FAP

Le composant principal d'un DPF est un monolithe avec une grille dense d'ouvertures de forme carrée, ovale ou ronde, une structure poreuse et des propriétés permettant une légère résistance au flux d'échappement, et une rétention efficace des particules solides.



Le DPF peut être composé soit de cordiérite ou de carbure de silicium. La cordiérite est la « norme industrielle » sur le marché secondaire et offre une alternative durable mais rentable à l'équivalent OE. Fabriqué à partir d'un matériau céramique, le substrat poreux permet aux gaz d'échappement de s'écouler à travers les parois du filtre mais emprisonne les particules physiques de suie. Le DPF nécessitera une régénération à un certain niveau de remplissage pour garantir qu'il atteigne sa durée de vie. Les filtres DPF en cordiérite offrent une excellente efficacité de filtration, sont (relativement) peu coûteux et ont des propriétés thermiques qui les rendent emballés pour une installation dans le véhicule est simple. L'inconvénient majeur est que la cordiérite a un point de fusion relativement bas (environ 680 °C) et que les substrats en cordiérite fondent lors de la régénération du filtre.



La céramique en carbure de silicium (SiC) résiste à des températures bien plus élevées que la cordiérite et elle peut être rénovée. Bénéficiant d'une conductivité thermique élevée, d'une résistance élevée et d'une résistance thermique élevée, ainsi que de méthodes d'assemblage segmentées, les conceptions de filtres DPF en carbure de silicium sont conçues pour résister à des contraintes thermiques élevées et pour être flexibles pour n'importe quelle forme. Les filtres DPF en carbure de silicium ont une efficacité fr filtration supérieur à 99%, une conductivité thermique élevée. Notons que Les filtres SiC sont généralement plus chers que les variantes en cordiérite. Le squelette poreux du filtre est encapsulé dans le boîtier fermé, à travers lequel s'écoulent les gaz d'échappement.

Les causes principales de défaillance du FAP

Le FAP empêche efficacement les composants polluants de s'envoler dans la nature mais en même temps la structure du nid d'abeille se fond lentemet chaque fois le cycle de régénération se met en marche. On estime qu'on devait changer le FAP à partir de 160^000kms. Toute fois, nous allons énumérer cinq causes principales qui peuvent accélérer la panne du FAP, en particulier, la qualité de l'huile moteur utilisée.

Voici donc les cinq principales causes qui mettent en danger la structure du FAP

1 Utilisation d'une huile inappropriée
La grande majorité des constructeurs automobiles imposent une huile à faible teneur en cendres pour leurs véhicules. Les huiles à faible teneur en cendres sont spécialement formulées pour contenir une quantité réduite de cendres sulfatées, un sous-produit de la combustion du diesel qui peut obstruer prématurément le filtre à maille du FAP. Faire des vidanges cycliques avec de l'huile moteur de qualité accompagnée de changement automatiques des filtres du carburant et de l'huile protège le moteur et le système d'Anti-pollution. Le taux de contrôle des dépôts de la suie, la résistance à l'oxidation et à la dégradation thermique sont des facteurs essetiels pour le choix de l'huile moteur. Mieux d'utilser pour chaque vidange une huile chère mais de bonne qualité que de débourser une somme onnéreuse pour le remplacement du FAP.

2 Valve EGR défectueuse
Le rôle de l'EGR est de renvoyer une partie des gaz d'échappement du moteur dans le collecteur d'échappement afin de les bruler et d'éliminer au maximum l'Oxyde d'azote principalement. Comme le FAP, l'EGR va s'encrasser avec le temps si le moteur dégage plus de partcules d'hydrocarbures (HC) pour différentes causes. Une fois défectuée ou complètement bouchéee, le FAP va capter plus de particules nocives. La durée de vie du FAP se réduit fortement. Pour respecter les normes d'Anti-pollution, le nettoyage ou le remplacement de la vanne EGR devient obligatoire. Notons qu'il est illégale de faire supprimer la vanne EGR



3 Injecteurs défectueux
Le rôle de l'injecteur est d'injecter le carburant dans la chambre à combustion afin de produire de l'explosion en présence de l'oxygène. Sauf que la surconsommation du carburant, due aux injecteurs défectueux qui injectent plus de carburant de ce qu'il en faut, va augmenter la quantité des gaz polluants. La vanne EGR bien qu'elle renvoie une partie des gaz d'échappement vers le moteur, il reste que l'autre quantité des gaz rejetés vers le FAP contient plus de particules d'oxide d'azote imbrulé. Le FAP va les capter et les stocker dans le nid d'abeille jusqu'à la saturation du filtre à particules.

4 Turbo défectueux
Si un injecteur défectueux peut provoquer la surconsommation du carburant, un turbo défectueux peut causer la surconsommation de l'huile. Une surconsommation de l'huile va augmenter le rejet des particules d'hydrocarbures, l'ennemi principal de colmatage du nid d'abeille. A la différence des autres particules, les hydrocarbures en s'accumulant deviennent une matière solide difficile de les bruler complètement durant la régénération.

5 Voyages de courte durée
Le calculateur du moteur déclenche le cycle de régénération du FAP quand la température du FAP avoisine les 450°C. Une fois la condition thermique se présente, le FAP devra bruler les particules captées. La conduite urbaine à faible vitesse ne permet pas de déclencher le processus de régénération. Par conséquent, Les particules imbrulées se cumulent sans être brulées.

Catalyseur / Filtre à particules

La plus grande différence entre les FAP/DPF et les Catalyseurs est la présence de la lettre "D" dans l'acronyme anglais (DPF) qui désigne le carburant Diesel/Gasoil. Le FAP, donc, est un dispositif du système d'Anti-pollution réservé uniquement pour les véhicules légers et lourds ainsi que les machines industrielles diesels.
En revanche, les voitures à carburant essence sont équipées d'un catalyseur ayant la fonction de transformer les particules nocives en oxyde de carbone (CO2) et en eau (H2O), deux substances chimiques moins nocives que les hydrocarbures, les monoxydes de carbone et les oxydes d'azote.

Le catalyseur est une chambre à réaction chimique (Convertisseur catalytique) tandis que le FAP est un pot de dépôt de particules nocives qui seront brulées lors des cycles de régénération.

Comparé à l'essence, le diesel est plus dense et contient plus de carbone avec un point d'ébullition plus élevé. Dans l'optique de réduire les émissions de particules nocives, les véhicules à carburant diesel contiennent de plus en plus les deux dispositifs, le catalyseur en premier suivi immédiatement par le filtre à particule. Cet assemblage permet d'empêcher au maximum l'échappement des gaz toxiques vers la nature.

Catalyseur ou Pot catalytique

Le pot catalytique a été conçu dans un but écologique. Le Smog et la fumée toxique dégagés des moteurs de véhicules ont poussé les autorités américaines de rendre la présence du catalyseur obligatoire à partir de 1975. Son rôle essentiel est de réduire et d'oxider les émissions de gaz polluants selon le principe chimique de la réaction redox. La réaction chimique permet de transformer les matières nocives en non nocives. Grâce aux différentes réactions, l’hydroxyde de carbone (HC), le monoxyde de carbone (CO) et les oxydes d’azote (NOx) sont transformés en eau (H2O), dioxyde de carbone (CO2) et en azote (N2) inoffensif.



Le pot catalytique est composé d'un boîtier métallique avec un intérieur en céramique en nid d'abeille. Le nid d'abeille possède des canaux à parois minces recouverts d'une « couche de lavage » d'oxyde d'aluminium. Ce revêtement poreux composé des métaux précieux tels que le platine/platinum, le rhodium et le palladium, permet de créer un milieu chimique favorable pour les réactions redox. Dans un seul convertisseur 4 à 9 grammes de ces métaux précieux sont utilisés.

Le pot catalytique est équipé de 2 sondes lambda. La 1ère sonde, en amont du catalyseur, est une sonde de régulation chargée de mesurer le taux d'oxygène des gaz d'échappement. Et c’est également elle qui envoie toutes les informations nécessaires au calculateur ECU. La surconsommation du carburant est gérée ainsi par ce capteur. L'ECU régule les bons dosages à envoyer dans les cylindres et réduit à la fois la consommation de carburant et par conséquent, les émissions des particules polluantes.

La 2ème sonde lambda, appelée sonde de diagnostic, en aval, vérifie que catalyseur traite correctement les gaz d’échappement. Ces deux capteurs et d'autres permettent au système d'Anti-pollution de réguler le processus de purification des polluants.

Notons qu'avant de changer le catalyseur, penser à contrôler l'état de ces deux sondes, voir les changer si nécessaire.

Les causes de défaillance du catalyseur

Les convertisseurs catalytiques peuvent être endommagés par divers facteurs. Voici quelques causes courantes:

1 Durée de vie 
Au fil du temps, les convertisseurs catalytiques peuvent s'user et devenir moins efficaces pour convertir les polluants. La durée de vie typique d'un pot catalytique est d'environ 160 000 Kms, bien que cela puisse varier en fonction du véhicule et des conditions de conduite.

2 Contamination 
La contamination du convertisseur catalytique peut survenir en raison de divers facteurs, notamment l'utilisation d'essence au plomb, des fuites d'huile ou de liquide de refroidissement et des ratés d'allumage du moteur. La contamination peut entraîner un revêtement ou un endommagement du matériau du catalyseur, réduisant ainsi son efficacité à convertir les polluants.

3 Dommages physiques 
Les convertisseurs catalytiques peuvent être physiquement endommagés par les débris de la route, les dos d'âne et d'autres obstacles. Cela peut provoquer une fissuration ou un colmatage de la structure en nid d'abeilles, réduisant ainsi le flux de gaz d'échappement et provoquant une augmentation de la contre-pression dans le moteur.

4 Surchauffe 
Une surchauffe du convertisseur catalytique peut survenir en raison de ratés d'allumage du moteur, de problèmes du système de carburant ou de fuites du système d'échappement. Une surchauffe peut faire fondre ou briser le matériau du catalyseur, rendant le convertisseur catalytique inefficace.

5 Qualité du carburant 
Une essence ou un carburant diesel de mauvaise qualité peut contenir des niveaux plus élevés de soufre ou d'autres contaminants qui peuvent endommager le matériau du catalyseur dans le convertisseur catalytique au fil du temps.

6 Installation incorrecte 
Une installation incorrecte du convertisseur catalytique, par exemple l'utilisation d'un type ou d'une taille inappropriée de convertisseur catalytique, peut endommager le convertisseur catalytique ou entraîner une augmentation des émissions.


Dans l’ensemble, il est important d’entretenir et de remplacer un convertisseur catalytique endommagé ou défectueux pour garantir que le véhicule fonctionne dans les limites d’émissions légales et réduire son impact sur l’environnement. L'entretien régulier du véhicule, comme les vidanges d'huile et les mises au point, peut également aider à prévenir les dommages au convertisseur catalytique.