Emitec, la filtration de dernière génération

...normes futures.

Pour les constructeurs, les normes à respecter en matière de rejets polluants de leurs véhicules sont de plus en plus draconiennes. Chaque nouvelle loi apporte son lot de défis à relever, avec, à la clef, de lourds investissements en R&D pour passer les échéances. Euro II, Euro III, Euro IV… Les développements moteurs sont en première ligne bien sûr, mais la solution, adoptée par tous, consiste également à adjoindre à leurs groupes motopropulseurs des systèmes traitant la pollution après la combustion, c'est-à-dire à l'échappement. C'est donc aux équipementiers, cette fois, que revient la lourde tâche de satisfaire au cahier des charges du constructeur ! D'où l'apparition du pot catalytique, au début des années 60. Au début, il ne s'agit alors que d'une chambre en Inox intercalée entre le collecteur et le silencieux. A l'intérieur, les gaz traversent une structure métallique ou céramique en nid-d'abeilles, recouverte de métaux précieux, comme l'alumine, la cérine, le platine, le palladium ou le rhodium. Au passage des gaz, ces éléments catalyseurs favorisent la transformation des constituants les plus toxiques des gaz d'échappement (monoxyde de carbone, hydrocarbures imbrûlés, oxydes d'azote), en éléments moins toxiques (eau et CO2). Leur défaut principal se résume à leur température de fonctionnement, avoisinant les 400°C, et interdisant du même coup une filtration efficace avant d'avoir parcouru entre 10 et 15 km… Il existe deux types de catalyseurs, à deux voies pour les moteurs Diesel et à trois voies pour les moteurs essence, en raison des différents polluants à traiter. D'ailleurs, sur les motorisations Diesel, les catalyseurs ne traitent pas les NOx ni les émissions de particules. D'où, cette fois, la création des filtres à particules, pour piéger ces polluants. Il s'agit alors non plus d'une action chimique, mais plutôt mécanique. Les gaz passent au travers d'une structure poreuse en nid-d'abeilles. Les particules sont alors bloquées tandis que les gaz parviennent à sortir. Deux problèmes évidents. Un filtre à particules s'encrasse, à mesure que les particules s'amoncellent. Il doit donc être régénéré, ou remplacé régulièrement. Par ailleurs, il crée un véritable "bouchon" à l'échappement, dommageable pour la consommation et les performances du moteur…
Après ce bref mais nécessaire résumé des principes de base, intéressons-nous à l'avenir, aux solutions développées pour améliorer le traitement des émissions, en accord avec les législations futures.
Tout d'abord, les systèmes de dépollution modernes doivent être capables de limiter les rejets de beaucoup plus de polluants qu'auparavant. En plus du CO2, viennent se greffer les rejets de CO, puis de NOx, de particules, et bientôt de particules ultra-fines. L'objectif consistant bien entendu à atteindre "l'émission zéro".
Compte tenu des enjeux économiques et du potentiel de développement existant sur les systèmes de traitement des émissions des moteurs diesel, le filtre à particules renferme les plus grands espoirs des équipementiers, Emitec en tête. La société, créée sous la forme d'un joint-venture entre les deux industriels GKN et Siemens, est spécialisée dans les supports métalliques pour les catalyseurs automobiles, depuis 1986.
Pour limiter les contre pressions, contrairement à d'autres systèmes de filtration fermés, type canaux en céramique, Emitec a développé un filtre utilisant un feuillard métallique tout à fait innovant. Plutôt que de forcer les gaz à passer au travers de parois poreuses, le filtre Metalit les oblige simplement à effectuer de multiples passages entre les canaux, afin d'augmenter la surface de filtration et les turbulences, gages d'une filtration efficace. La structure en acier se révèle donc particulièrement complexe, mais ne génère pas de "bouchon" à l'échappement (voir schéma).

Solution globale

Lors de l'IAA de Francfort, Emitec présente également un concept de traitement plus global, concentré de tous les derniers développements de l'entreprise. Ce système de dépollution, nommé SCRi, sera tout d'abord disponible en retrofit pour les camions. Il s'agit d'une technologie dans laquelle le filtre PM-Metalit, en plus de sa fonction de filtre à particules, assume également la fonction de catalyseur. Avec ce procédé, les moteurs équipés devraient passer sans encombre les normes euro V, qui fixeront, dès la fin de l'année 2008, les rejets de particules à 0,02 g/ kwH et les NOx à 2 g/kwH pour les poids lourds.