La technologie développée est basée sur l’AdBlue (solution d’urée). L’urée associé à un catalyseur SCR (*) est actuellement le système dépolluant le plus efficace pour un diesel. Mais, il n’élimine pas la totalité des oxydes d’azote (NOx – ou oxyde de nitrogène). En effet, l’efficacité est plus près de 60%.
La nouvelle technologie permettrait de transformer jusqu’à 98% des NOx produits par un moteur diesel. « Ammonia Creation and Conversion Technology » ou ACCT. Tel est le petit nom de la découverte de l’équipe de chercheurs.
La technologie SCR injecte de l’AdBlue avant le catalyseur. Cette solution à 32,5% d’urée (formule CO(NH2)2 ) – le reste étant de l’eau pure (H2O) – se décompose en ammoniac (NH3). Cet ammoniac réagit alors avec l’oxyde d’azote (NO) selon la formule :
4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O.
En clair, cela ne rejette théoriquement que de l’eau et de l’azote. Sauf qu’il faut déjà transformer l’urée en ammoniac et qu’il faut une température d’au moins 250°C. Avec l’ACCT, l’urée est transformée en ammoniac gazeux à basse température et est injecté avant le catalyseur. En plus, le système de l’Université utilise l’énergie « perdue » des gaz d’échappement.
Les trajets à froid, urbains, visés
En fonctionnant à une température plus basse (60°C seulement !), l’ACCT permet de dépolluer les diesel utiliser surtout sur des trajets à froid, et qui n’ont pas le temps de vraiment monter en température.
« Malheureusement beaucoup de véhicules font des trajets courts, comme les bus ou les véhicules de construction, et de nombreux moteurs n’atteignent jamais la température requise pour que le catalyseur SCR fonctionne efficacement. Le résultat est que trop de NOx est émis en environnement urbain, spécialement dans les grandes villes » déclare le Professeur Graham Hargrave, expert en optimisation des moteurs à explosion.
C’est lui qui a développé la technologie ACCT avec le Docteur Jonathan Wilson. Publié il y a bientôt un an, l’équipe de recherche est toujours en manque d’un partenaire, ou de budget, pour transformer l’essai du prototype et envisager l’industrialisation. Selon Hargrave, cela pourrait prendre moins de deux années si les financements sont là.
AdBlue, AdAmmine, amener l’ammoniac au coeur du véhicule
Sachant que c’est l’ammoniac qui est utile pour réduire les NOx, pourquoi partir d’AdBlue ? En fait, l’ammoniac est un produit dangereux. Tant son transport que son stockage nécessitent des conditions strictes. Nocif, l’ammoniac est même inflammable au-delà d’une certaine concentration.
L’AdBlue lui, est stable et non dangereux. Une autre solution pour avoir une « réserve » stable et non nocive d’ammoniac est l’AdAmmine. L’AdAmmine, c’est de l’ammoniac piégé dans des cristaux de chlorure de strontium (SrCl2). Légèrement chauffé (60° environ), le piège s’entrouvre et l’ammoniac s’échappe, en forme gazeuse. Il est ensuite envoyé dans les gaz d’échappement, comme pour le système SCR avec AdBlue.
Comme quoi le moteur diesel n’a peut-être pas dit son dernier mot comme le disait récemment Mattias Müller. Enfin, si on arrive à vraiment enlever l’autre fléau, à savoir les particules fines qui passent encore au travers des mailles du filet.
(*) Selective Catalytic Reduction
Illustration : Loughborough University
29 commentaires
Intéressant, comme quoi les moteurs à combustion ne sont pas au bout de leur développement. Bizarre qu’ils n’aient pas encore signé un partenariat, j’avais lu sur un autre site que beaucoup de constructeurs s’intéressaient à ces recherches.
Quant aux particules, elles ne sont pas uniquement le problème des diesels.
le diesel n’a pas dit son dernier mot, c’est sur, mais ces moteurs ultra complexes seront-ils économiquement viables?
Avant d’arriver en série sur les voitures, ces systèmes arriveront sans doute sur les camions, bus, etc.
Ensuite, le nombre et améliorations aidant, ils arriveront sur les voitures particulières.
Mais oui, certains modèles abandonneront le diesel car le coût de la dépollution sera trop grand.
Dans le même temps les prix des moteurs essence se renchérissent car on rajoute aussi de la technologie.
Et n’oubliez pas que les états fixent des moyennes d’émission de CO2 ultra-basses…pour les tenir, soit on développe massivement le VE, soit on nettoie le diesel (peu émetteur de CO2 par rapport à l’essence).
C’est pour cela qu’il faut un mix de toutes les technologies : Essence / diesel / hybrides / PAC / Electricité / Gaz (surtout les renouvelables)
Il faut tout optimiser !
Bonjour,
Ils ont forcément dû y penser, mais l’ammoniac est un gaz qui pique fort les narines, n’est ce pas ?
Alors espéront que ce ne sera pas un nouveau rejet à éliminer avec une nouvelle technologie à inventer.
Je ris ? bien sûr, mais le « nettoyage » des moteurs diesel se passe un peu comme ça.
bj
L’ammoniac ne doit pas sortir du pot d’échappement…à la sortie il ne doit en toute théorique n’y avoir que de l’eau et du diazote (78% de l’air que nous respirons pour rappel).
Evidemment, c’est théorique puisque la réaction ne sera pas à 100%. Il restera du NO, du NO2, etc bref des NOx.
Et sans doute une partie infime d’ammoniac…mais comme il y a de l’eau, il y a de fortes probabilité d’avoir plutôt de l’ammoniaque. Soit de l’ammoniaC en phase AQUEuse 🙂 ou (NH4+ et HO–), ou NH3(aque).
Si vous mettez le nez sur le pot d’échappement, il y a de fortes chances qu’avant de sentir les résidus éventuels d’ammoniaque, vous serez asphyxié… 🙂
@bigjump
Effectivement, c’est une très bonne remarque. Les fuites de NH3 sont un problème pour les constructeurs et peuvent être difficiles à gérer dans certaines situations.
Pour l’instant elles sont gérées par le SCR, mais avec les normes plus sévères en matière de traitement des NOx, il faudra peut être « nettoyer » également le NH3 qui fuit dans le futur …
Les rejets d’ammoniac sont déjà « nettoyés » à l’aide d’un catalyseur spécifique après le système SCR (Ammonia Slip Catalyst, rien à voir avec les sous-vêtements).
D’ailleurs, SCR et ASC sont souvent un seul et même substrat et il y a un revêtement de catalyse différent en entrée et en sortie pour l’une et l’autre fonction. C’est généralisé pour les voitures.
Pour ce qui est des camions, ça n’a pas toujours été le cas sur les premiers systèmes SCR et on pouvait facilement le remarquer de par l’odeur assez désagréable aux alentours du camion.
Déjà, sans utiliser ces nouvelles technologies (prometteuse), les derniers diesels qui vont entrer en services durant l’année 2018 devront théoriquement moins polluer de 4 à 20 fois moins que les diesels actuellement utilisé dans le parc automobile… Autrement dit : si tous les diesels étaient au norme Euro6c une baisse de la pollution de 80 % serait envisageable.
Et donc le tout essence pour remplacer les diesels actuels n’est pas la meilleure des solutions !
@SGL : « une baisse de la pollution de 80 % serait envisageable. » > Précisons je vous prie…une baisse de la pollution automobile. Car cela ne ferait pas une baisse de 80% au global 😉
Oui oui @Thibaut Emme, assurément !
Mais des baisses de pollution comme celles-là sont également envisageables dans les systèmes de chauffage dans le bâtiment…. Beaucoup de chaudières d’immeubles qui fonctionnent actuellement ont parfois 20 à 40 ans.
Les gains de 80 % sont facilement atteignables.
Idem pour les machineries des navires qui sillonnent les mers : pétroliers, porte-conteneurs, paquebots, ferries.
Autant que l’automobile donne l’exemple.
pour rappel les normes sont différentes pour les diesel et essence
ce qu’il faudrait, et je pense qu’on y ira, c’est la même norme pour diesel et essence, norme respectée sans tolérance, dès le moteur froid. L’idéal c’est zero rejet de gaz polluants et particules. C’est atteignable, mais à quel prix…
Le diesel a naturellement un rendement meilleur que les moteurs à essence. Il fonctionne avec un excès d’air, et les rejets de CO2 sont bas. Il reste les particules fines et les NOx.
Pour les NOx je crois me souvenir que MAZDA développe et vend ses autos avec leur technologie SKYACTIV sans additif.
Tout à fait. En fait c’est le skyactiv-d (comme diesel). Skyactiv étant un terme générique chez Mazda qui regroupe différentes technos pour différents types de moteurs.
Le principe (résumé) est d’avoir des taux de compression plus bas que sur les diesel « classiques ».
compression plus basse = température des gaz plus faible. Cela réduit la création des NOx et des particules en ayant un mélange plus homogène et une meilleure explosion.
Sauf qu’à froid, compression basse = moteur qui tousse (le diesel s’auto-enflamme mal).
Outre les bougies de préchauffage « classiques », Mazda utilise les gaz d’échappement pour réchauffer le mélange air+diesel…en gros, on laisse les soupapes d’échappement un peu ouvertes lors de la phase d’aspiration du mélange ce qui conserve une partie des gaz d’échappement, chauds.
Là, il ne vaut mieux pas du tout être le nez sur l’échappement car ça en rejette…une fois le moteur chaud, plus besoin de réinjecter des gaz d’échappement et le moteur fonctionne en produisant moins de polluants.
Ici, c’est justement les démarrages à froid qui sont visés. Ces 10 premiers km en gros qui émettent bcp de polluants et qui sont souvent faits en ville.
Le diesel sera aussi toujours utilisé par divers véhicules – même si celui-ci continuera de baisser en terme de ventes – en raison du raffinage même du baril de pétrol. Si l’essence représente 50% du résultat du raffinage, il y a énormément de « résidus » utiles, donc le diesel en première position (un bon gros cinquième).
Ensuite, je me souviens que Faurecia est un pionnier en matière de mobilité propre et a fourni un prototype de dépollution du diesel : l’ASDS de mémoire.
Le souci restera toujours le coût pour le particulier car le dispositif et le plein d’AdBlue par exemple n’est pas neutre sur le plan financier.
L’ASDS est la solution avec AdAmmine dont il est question à la fin de l’article sauf erreur.
Un sel solide, que l’on chauffe et qui libère l’ammoniac.
AdBlue comme AdAmmine sont des vecteurs de l’ammoniac (des stockages moins mauvais et plus stables).
@bigjump:
achant que la masse volumique de l’essence est de 0,74 kg/l et qu’un gramme d’essence brûlée rejette 3,09 grammes de CO2, il vient : 0,74*3,09 = 2,28 kg de CO2 par litre d’essence consommée.
Dans le cas du gasoil (n=16), la masse de CO2 rejetée est de 16*44 = 704 g, tandis que la masse d’une mole d’hexadécane est de 226 g.
Le rapport CO2 émis en fonction de la consommation de gasoil est donc de 704/226 = 3,16.
Sachant que la masse volumique du gasoil est de 0,85 kg/l et qu’un gramme de gasoil brûlé rejette 3,16 grammes de CO2, il vient : 0,85 * 3,16 = 2,67 kg de CO2 par litre de gasoil consommé.
https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/automobile-carburant-emet-plus-co2-essence-gasoil-947/
L’adblue n est pas dangereux certes mais il est corossif, il a tendance en séchant à se transformer en poudre blanchatre , provoque surtout des démangeaisons au contact de la peau.
@Thibaut
Vous avez un lien vers une étude qui confirme qu’il faut 250 °C pour transformer l’Adblue en ammoniac ?
Parce que sur cette fiche on dit : http://www.bouyer-energie.fr/fichiers/adblue%5B1%5D.pdf
« Une température > 80°C provoque un dégagement d’ammoniac »
et « Température d’ébullition : 103°C pour une solution à 30%, 107°C pour 45% (décomposition à partir de 80°C environ) »
Et ce site parle bien d’ébullition pour avoir l’hydrolyse de l’urée : http://sciences-physiques.ac-montpellier.fr/ABCDORGA/Famille2/UREE.htm §3-2-2
Sur les véhicules lourds, il y a un catalyseur qui traite le NH3 non utilisé dans la réduction des NOx.
Il semble que des VP en soit aussi équipé mais je n’ai pas trouvé de liste.
https://www.groupe-psa.com/content/uploads/2018/03/Real-World-Emissions-810×384.jpg
https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/norme-euro-6-ademe-scania.pdf
Cette étude montre qu’un bus Euro 6 est « propre » et qu’un bus alimenté en ED95 (ethanol à 95 % avec additifs permettant de l’utiliser dans un moteur diesel) est plus efficace en réduction des émissions de GES que du bioGNV.
http://www.journaldelenvironnement.net/article/gaz-naturel-une-etude-sur-les-particules-emises-lors-de-la-combustion,15503
« Si des particules de taille comprise entre 1 et 10 nanomètres (nm) de diamètre se forment lors d’une combustion de gaz d’une chaudière à condensation, leur concentration est faible, de l’ordre de 0,1 milligramme par normo-mètre cube (mg/Nm3) du fait de leur oxydation dans la zone de la flamme.
En revanche, la combustion de gaz résultant d’un brûleur de gazinière engendre des concentrations plus importantes de particules, de 5 mg/Nm3; ainsi qu’une «quantité signifiante» d’hydrocarbures aromatiques polycycliques, solubles dans l’eau.
Les chercheurs ont constaté l’absence de particules de suie, d’une taille comprise entre 10 et 100 nm. »
Je serai curieux d’avoir la comparaison entre un bus alimenté en ED95 et un alimenté en bioGNV en terme de particules avec les valeurs suivantes :
– masse de particules par kWh,
– distribution des particules en diamètre,
– nombre de particules par kWh.
dans nos villes, ne nous leurrons pas la pollution provient des voitures. Mais c’est un faux problème, de nombreuses villes dans le monde n’ont pas de pics de pollution !!
exemple de grande ville qui a drastiquement réduit la pollution:
https://share.america.gov/fr/autrefois-plongee-dans-le-smog-los-angeles-a-ameliore-la-qualite-de-son-air/
Les pays européens a misé sur le diesel, on en paye les pots cassés. Quand on voit le nombre de voitures diesel dans une ville comme Paris, ultra encombrée, qui ne fait que 10km de long, c’est la preuve que tout le monde s’en fout
http://who.maps.arcgis.com/apps/webappviewer/index.html?id=8bdbf74fb9ab491798de1f5dd797040a
Los Angeles-Long Beach-Santa Ana, CA, United States of America
Mean PM2.5 (µg/m3) 11
Year PM2.5 2014
PM2.5 source measured data
Mean PM10 (µg/m3) 20
Year PM10 2014
PM10 source converted from PM2.5
Population 12 828 837
En dépassement du seuil OMS pour les PM2,5.
D’autant plus que la ville est le long de l’océan pacifique avec des vents dominants d’ouest qui balaye la pollution.
On cite souvent Tokyo pour sa politique anti-diesel, tu peux aller vérifier
Tokyo, Japan
Mean PM2.5 (µg/m3) 15
Year PM2.5 2012
PM2.5 source measured data
Mean PM10 (µg/m3) 28
Year PM10 2012
PM10 source converted from PM2.5
Population 13 513 734
En dépassement en PM10 et en PM2,5.
La réalité c’est que 30 % des déplacements se font en voiture sur Tokyo contre 70 % sur Paris (aire urbaine) et malgré cela la ville est polluée.
« dans nos villes, ne nous leurrons pas la pollution provient des voitures. »
Et bien…non. Pas que. Enfin cela dépend d’où on se place et à quel « zoom ».
IDF > 32% des particules sont produites sur place, 68% sont importées. Sur les importées (vents), une majorité vient de l’agriculture (oui cela fait marrer à chaque fois que je dis cela…) de l’industrie et du chauffage. Le trafic routier sur l’IDF n’est responsable « que » de 20% de mémoire (il faut relire l’étude AirParif) avec 10% pour l’auto et 10% pour les PL. Evidemment, si on se place sur le Périphe, la part du trafic grimpe (40% de mémoire).
Si on regarde les NOx, là, c’est bien le trafic routier le principal émetteur oui, avec les incinérateurs et les chauffages centraux.
Grenoble > En fait, c’est une cuvette qui concentre les polluants des autoroutes où des camions passent par milliers tous les jours. La voiture en elle-même est responsable de sa part, mais pas de la grande majorité.
Pays de la Loire (2014) > Si on prend les particules PM10, le trafic routier dans son ensemble, c’est 20%. Alors que les particules produites par l’agriculture représentent 40% des PM10. Sur les PM2.5, agriculture et trafic routier sont kif-kif à 25/30% environ mais sont derrière le résidentiel et tertiaire à 35%.
France en moyenne > Sur les PM10, le trafic routier (donc toujours autos+camions+cars) c’est 13/15% environ. L’agriculture 30%, le tertiaire+résidentiel entre 25 et 30%. Sur les PM2.5, environ 18% pour le trafic routier, 10% l’agriculture, 20% l’industrie, et plus de 45% le tertiaire+résidentiel….
Los Angeles n’a pas une situation comparable à Paris.
Los Angeles a des vents dominants sud-ouest de mémoire, et il n’y a rien ou presque à part de l’eau…
Paris est en plein milieu des terres avec de grandes zones agricoles et industrielles à l’ouest. Confère les études Airparif sur les particules dites « importées », la situation n’est pas la même…
A noter qu’en terme de NH3 (l’ammoniac) ou de SO2 (dioxyde de souffre), le trafic routier est responsable de…rien (ou 1% symbolique).
Bref la bagnole (et le diesel) mère de tous les maux c’est un peu surfait 😉 même si l’impact n’est pas à nier évidemment.
sources : airparif, airpl, etc.
belles démos lues dans les comms. je pense qu’on peut toujours s’améliorer. l’évolution est à présent une prise de conscience bien réelle de tous à présent. C’est un bien. Et on est obligé d’être un poil écolo !
C’est un bien pour nos gosses, nos vieux. On ne peut plus continuer de la sorte . Oui l’électrique est pour les poumons en ville ce qui convient le mieux. En automne matin et soir si couvertures nuageuses, brume, dans les grandes artères des villes avec les accélérations, car personne n’a encore trouvé le moyen de fluidifier la circulation , même moi j’ai pas peur de le dire: On crève ! Et le diesel , les odeurs de souffre, les puanteurs des pots d’échappements: c’est horrible. oui c’est moi qui dit ça . J’en tiens compte dans ma façon de rouler. Je me traîne à l’accélération, n’accélère presque plus…. Une pensée pour qui appuie sur les pédales de la bicyclette en ville, s’oxygène pour transformer l’air respiré en force motrice….
Le pb, c’est que l’ammoniaque est très corrosif… Les échappements ne vont pas faire long feu alors que sur un diesel, il n’y avait jusque là pas à les changer souvent!
L’Italie devient le premier acheteur européen de voitures diesel
http://bfmbusiness.bfmtv.com/entreprise/l-italie-devient-le-premier-acheteur-europeen-de-voitures-diesel-1406505.html