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Le Predit 4 s'attaque aux émissions d'oxydes d'azote et de particules des véhicules

Optimisation des moteurs essence, développement des catalyseurs nanostructurés, augmentation de la durée de vie des filtres à particules… figurent parmi les technologies développées au sein du 4e programme dédié à la recherche dans les transports.

Transport  |    |  Rachida Boughriet  |  Actu-Environnement.com
   
Le Predit 4 s'attaque aux émissions d'oxydes d'azote et de particules des véhicules
   

Relancée en 2008, la quatrième édition du Predit, programme interministériel de recherche et d'innovation dans les transports terrestres, vise à développer de nouvelles technologies et solutions moins polluantes pour le secteur. Le programme, initié en 1990, est conduit par les ministères  en charge du développement durable, de l'industrie, de la recherche mais aussi l'Agence nationale de la recherche, l'Ademe et Oseo.

Le Predit 4, qui se déroule jusqu'en 2012, est doté d'un budget de 400 millions d'euros. La moitié sert à financer des projets  de réduction des émissions  de CO2 et des polluants atmosphériques (NOx, CO, particules…) des véhicules afin de, notamment, passer le cap de la réglementation Euro 6 d'ici 2014. Cette nouvelle norme visera à limiter les émissions d'oxydes d'azote (NOx) de 80 % et les émissions de particules (PM) de 66 % par rapport aux limites définies dans le cadre d'Euro 5, en vigueur depuis septembre 2009.

Optimiser les moteurs à combustion

Trois projets visent à réduire ces émissions polluantes du parc automobile et améliorer la qualité de l'air local.  Les recherches sont centrées sur la réduction des particules (PM10 et PM 2,5) et sur le dioxyde d'azote (NO2) dont les émissions augmentent en milieu urbain, ce qui n'est pas sans impact sur la santé.

Les travaux portent sur les améliorations et innovations dans le processus de combustion (moteurs essence ou diesel). Ils concernent aussi les systèmes de réduction des émissions à l'échappement (filtres, catalyseurs de NOx, …)

Parmi ces projets figure ''EGR Boost'', porté par Renault avec Valeo et le Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie (CORIA). Labellisé par le pôle de compétitivité Mov'éo, ce projet est mené depuis 2008 et doit se terminer en mars 2011. Il a pour objectif d'augmenter ''le couple des moteurs essence en vue d'adopter des démultiplications optimales des boîtes de vitesse et ainsi baisser significativement la consommation et les émissions de C02, à l'instar des technologies déjà appliquées aux moteurs diesel'' qui présentent aujourd'hui un meilleur rendement global. Des technologies de pointe ont en effet été développées ces dernières années puis appliquées sur les moteurs diesel (suralimentation, injection directe…), afin de réduire leurs émissions polluantes, rappelle Panagiotis Christou, chef de projet Innovation moteur chez Renault. Le moteur essence avait jusqu'alors été mis à l'écart de ces innovations du fait de ses contraintes thermiques (combustion produisant beaucoup de chaleur pouvant dépasser les 1.000°C) et de ses problèmes d'auto-inflammation.

Le but du projet est donc de rendre le moteur essence plus ''propre'' à la source, en améliorant le process de combustion pour minimiser les émissions de NOx et de particules. Pour ce faire,  le projet prévoit de ''faire recirculer une partie des gaz d'échappement, après refroidissement, dans l'admission, pour diluer le mélanger air/carburant dans la chambre de combustion (procédé EGR)''. Ce qui permettra une diminution de la température de combustion, des risques d'auto-inflammation, et donc de la consommation. Selon Renault, le procédé permettrait aussi de réduire de 80% les émissions de NOx, de 50 % celles de CO et de 15% celles de CO2. Ce projet entend ouvrir '' la voie pour l'emploi de systèmes de suralimentation plus évolués (turbos à géométrie variable) pour les moteurs turbo essence, fortement downsizés (réduction de cylindré)''.

Développer des catalyseurs ''nanostructurés''

Un  autre projet baptisé ''Decade'', coordonné par le CEA et le Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles (LITEN), a été lancé en 2005. Il vise à développer des ''pièges à NOx'', installés sur les lignes d'échappement des véhicules diesel  pour retenir les molécules d'oxydes d'azote  et les transformer en composés inoffensifs.

Le projet vise pour cela à étendre des catalyseurs nanostructurés (inférieurs à 100 nanomètres), capables de piéger les NOx et d'être régénérés à des températures faibles : 200°C au lieu de 250°C nécessaires avec des systèmes classiques. Ces systèmes catalytiques à base de platine, d'argent et de divers oxydes sont ''plus performants et moins onéreux'', a expliqué Sébastien Donnet, coordinateur du projet.

Ils sont réalisés au moyen de deux procédés de fabrication différents : le dépôt par ''voie chimique en phase vapeur''  qui permet de diviser par 5 la quantité de palladium utilisée et le dépôt par ''voie de dioxyde de carbone supercritique''.

Financée par l'Ademe, l'étude d'une durée de 36 mois, a montré, dans les deux cas, ''une bonne imprégnation et une répartition homogène des premières couches sur les supports'', ce qui garantit de réduire la quantité de métaux nobles nécessaire (platine, or, rhodium…) aux catalyseurs.

Les procédés ont déjà été testés sur des bus et poids lourds. Ils pourraient s'appliquer ''d'ici 5 à 10 ans'' sur les marchés automobiles, en partenariat avec le constructeur PSA Peugeot Citroën et l'équipementier Faurecia.

De la durabilité des filtres à particules

PSA a justement lancé  en avril  2009 son projet ''DuraFAP'' sur la durabilité des filtres à particules (FAP). Alors que la solution diesel ''émet 15 à 20% moins de CO2 que l'essence'', PSA entend "maintenir la compétitivité des moteurs diesel'', en partenariat avec ses fournisseurs de filtres Faurecia et Saint-Gobain. Pour ce faire, le projet vise à développer un outil de simulation de casse de filtre à particules céramique en conditions de régénération extrêmes en vue d'optimiser le dimensionnement et la tenue des FAP.  Lors des régénérations, les céramiques en structure de nid d'abeille ont en effet tendance à céder à cause de la chaleur. ''Pour y remédier, un banc d'essai a été validé  en mars dernier pour reproduire les températures extrêmes subies par les filtres à particules'', a souligné Karine Pajot, ingénieur de recherche chez PSA. Le projet, labellisé par le pôle de compétitivité Mov'eo est alloué d'un budget total de 2,1 millions d'euros. Il doit se terminer en mars 2012.

Ces projets R&D s'inscrivent dans la continuité du Predit 3 (2002-2007), doté d'un budget de 361 millions d'euros qui a contribué à financer 1.600 projets. 50% des projets de recherche concernaient l'énergie, 22% la mobilité, 20% la sécurité et 8% le transport de marchandises.

Réactions4 réactions à cet article

 

Catalyseurs nanostructurés !!!? A l'heure où la nocivité des nanoéléments fait de plus en plus parler d'elle, qu'en est il de la pérennité de ces systèmes ? Désolé mais si le progrès c'est retenir des particules fines de la taille du millionième pour en relarguer des plus fines de la taille du milliardième et qui en plus traversent toutes les barrières du corps humain connues à ce jour, je ne suis pas sûr qu'on puisse qualifier cela de progrès ! Peut-être que remettre en cause nos modes de déplacement et financer la recherche en ce sens serait plus utile.

nico | 24 novembre 2010 à 10h24
 
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Super, pas un mot sur les scooter et mobylettes qui émettent 100 fois plus de monoxyde de carbone (Co) que les voitures. C'est sympa dans les villes ou ces engins polluant et très très bruyant, car ils sont le plus souvent trafiqués, se reproduise à une vitesse effroyable, car il permettent de déjouer les efforts mis en place par les communes pour réduire les déplacements avec des véhicules à moteur.

pyrame | 25 novembre 2010 à 08h27
 
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Réduire la pollution des voitures? Et puis les conducteurs rouleront plus (puisque c'est plus propre!). Résultat: zéro. Désapprendre la voiture (spécialement en ville) serait plus efficace. Enfin, c'est juste mon avis.

zorggy | 26 novembre 2010 à 15h48
 
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Les catalyseurs sont déjà tous à l'échelle nano. dans les pôts actuels.
cette technologie permet d'en mettre moins comme cela est indiqué dans le texte (moins de métaux noble). De plus, moins haut en température c'est moins de CO2 (fonctionnent à plus basse température).
CO2 et NOx sont gazeux et ne sont pas donc pas des particules fines.
Il faut lire les documents avant de chercher à alimenter une polémique sur la sécurité des nano. dans d'autant plus qu'ici le fait marquant c'est je le rappel qu'il y a moins de nano matériaux catalytiques (comme c'est toujours écrit dans le texte).

marco | 26 novembre 2010 à 16h51
 
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