Brevet FR2080588A1 — publié le 19711119

La présente invention se rapporte à un système de craquage catalytique destiné à être utilisé avec un moteur à combustion interne, Les carburants destinés à être utilisés avec des moteurs mobiles à combustion interne sont soumis à de nombreuses exigences en raison des conditions variées dans lesquelles ces moteurs doivent opérer, Parmi les exigences usuelles, on citera celles qui se rapportent à indice deoctane, à la volatilité, à la capacité calorifique, aux caractéristiques de combustion et à la sécurité dans le transport et le stockage du carburant0 Les moteurs à combustion interne en général et plus spécialement les moteurs d'autombiles fonctionnent avec des carburants du type essence contenant du plomb0 Jusqutà maintenant, ces carburants constituaient le meilleur compromis possibles Mais il est clair maintenant que essence contenant du plomb possède des inconvénients précis qui la rendent impropre à lUutilisation dans l9avenir Ces inconvénients portent surtout sur la pollution provoquée par les moteurs à combustion interne fonctionnant avec de essence contenant du plomb, D'autres inconvénients de l'essence contenant du plomb résident dans leusure des moteurs, la volatilité faible aux basses températures, etco Un grand nombre des inconvénients des essences contenant du plomb peuvent être supprimés par l'utilisation de carburants hydrocarbonés à bas poids moléculaire comme le méthane, léthane, le propane, le butane, etc, sans plomb, Ces carburants ont en général des indices dgoctane plus élevés, une volatilité plus forte, de bonnes caractéristiques de combustion, etc, L9inconvenient principal de ces carburants, qui a empêché leur application étendue aux moteurs mobiles à combustion interne jusqu'à maintenant, réside dans le fait qupils sont difficiles à stocker et à transporter et queen outre leur stockage et leur transport créent un risque grave pour la sécurité0 Dans l'un de ses aspects, l'invention concerne un procédé nouveau pour faire fonctionner un moteur à combustion interne, Le procédé se caractérisant en ce que Igon fait passer un carburant hydrocarboné liquide dans un convertisseur catalytique dans des conditions appropriées au craquage des hydrocarbures et en ce que lion envoie les hydrocarbures à point d'ébullition plus bas obtenus dans le convertisseur à l'orifice dadmission de carburant du moteur à combustion interne0 Dans un autre de ses aspects, l'invention concerne un moteur à combustion interne comportant, relié à son admission de carburant, un convertisseur catalytique destiné à craquer le carburant hydrocarboné avant son introduction à l'admissio de carburant du moteur à combustion interne, Ainsi donc, dans le fonctionnement du système selon leinvention, on stocke dans le véhicule, de la manière habituelle, un carburant sans plomb à volatilité relativement faible, comme essence, Simultanément, lorsque le moteur demande du carburant, le système convertisseur catalytique transforme la quantité requise de carburant liquide en hydrocarbures d bas poids mollé culaîre, très volatilsqui sont immédiatement consommés par le moteur, D'une manière générale, indice d'octane des carburants hydrocarbonés diminue lorsque leur poids moléculaire augmente; on en donne des exemples dans le tableau I cieaprès T A B L E A U Indices d'octane de divers hydrocarbures Hydrocarbure Indice d'octane (recherche) Méthane 120 Ethane 118 Propane 112 n-Butane - 93,6 n=Pentane 61,9 n Hexane 24,8 n-Heptane 0 La plupart des essences du commerce contiennent des composés du plomb destinés à augmenter leur indice deoctaneO L'utilisation comme additifs d9hydrocarbures à bas poids moléculaire en vue d'augmenter indice d'octane du carburant neest pas pratiquable en raison de la forte volatilité de ces hydrocarbures0 Les problèmes sérieux de pollution de l'air provoqués par l'utilisation comme carbuants d'essences contenant des composés du plomb sont les suivants a) des composés contenant du plomb et dangeureux sont émis par l'échappement et; b) les systèmes catalytiques conçus pour réduire à l'échappement les émissions d'hydrocarbures non brdlés et dioxydes dvazote sont rendus inefficaces par la contamination par les composés du plomb0 Le système selon Iginvention permet de supprimer l'introduction de composés du plombdans les carburants du fait qu'on convertit des carburants k haut poids moléculaire et à faible indice dgoctane (18essence sans plomb par exemple) en carburant à bas poids moléculaire, et à haut indice d'octanes Il en résulte des avantages évidents relativement au problème du contrôle des émissions des véhicules. Les avantages qu'on peut attendre de }utilisation de carburants plus volatils sont bien connus0 L'un des avantages réside dans la facilité de la carburation. Pour faire fonctionner correctement des moteurs modernes avec de l'essence, il a fallu des carburateurs de construction compliquée. Ce problème est aggravé par les grands débits de consommation de carburant et le refroidissement par évaporation qui en résulte dans le carburateur. Ce refroidissement conduit souvent à l'incident gênant connu sous le nom de "givrage" du carburateur. Un autre avantage des carburants plus volatils réside dans le démarrage du moteur, spécialement aux basses températures fréquemment observées en hiver Pour résoudre en partie ce problème, les fabricants essences ajoutent fréquemment des proportions relativement fortes dehydro- carbures plus volatils comme le pentane dans les pays à climat froid, spécialement dans la saison dphiver, Bien que cette manière d'opérer conduise & une plus grande facilité de démarrage aux basses températures, elle augmente les pertes par évaporation les jours plus chauds et contribue à une vaporisation indésirable du carburant dans les conduits qui traversent les zones chaudes du véhicule. Cette évaporation du carburant dans les conduits chauffés provoque l'incident bien connu sous le nom de vapeur loch" Le stockage et le transport d'un carburant à volatilité relativement faible conduit à une diminution des pertes par évaporation à partir des réservoirs de stockage, des réservoirs de véhicules, des carburateurs,etc, Les vapeurs perdues de cette raçon contribuent d'une manière prépondérante à la pollution de latmosphère par les véhicules0 Et, comme on l'a dit plus haut, leutilisation de carburants moins volatils conduit également à une diminution de l'incidence des évaporations indésirables telles que celles qui conduisent au "vapour lock". L'utilisation du butane comme carburant enduit par exemple à des diminutions considérables des dépôts de carbone A lintérîeur du moteur, Les particules de carbone se déposent sur les pièces du moteur et souillent l'huile lubrifiante Ces dépôts de carbone et lehuile souillée constituent les causes majeures de l'usure du moteur Par ailleurs les parties non brûlées des carburants liquides telles que essence ont tendance à diluer lshuile lubrifiante, ce qui amoindrit- son aptitude à lubrifier correctement le moteur0 Le procédé selon l'invention constitue un procédé sûr et commode pour disposer d'un carburant hydrocarboné gazeuxe Le carburant est stocké à ltétat liquide dans le réservoir usuel à carburant du véhicule dans des conditions éprouvées de sécurité et d'efficacité. A l'utilisation, le carburant est envoyé du réservoir dans le convertisseur catalytique où une partie substantielle en est convertie en hydrocarbures à bas point d'ébullition comme le méthane, l'éthane, le butane et le propane, lesquels sont envoyés dans le moteur quelques secondes après la conversion0 Il n'est donc plus nécessaire de transporter des grandes quantités de ces hydrocarbures gazeux dans des réservoirs sous pression qui poseraient des problèmes de sécurité. Dans leinvention, ltexpression "performances améliorées" désigne les avantages suivants 1) le procédé et l'appareillage selon l'invention permettent de produire des hydrocarbures à bas point d'ébullition à indice d'octane plus élevé, de sorte qu'on peut renoncer à l'utilisation du plomb-tétraéthyle en tant que composant antidétonant du carburant; 2) le procédé et l'appareillage selon l'invention permettent de disposer d'hydrocarbures à bas point d'ébullition sans qu'il soit nécessaire de transporter de grandes quantités de ces hydrocarbures gazeux à bas point d'ébullition dans des réservoirs sous pression. 3) lgusure du moteur est réduite du fait que le carburant envoyé & leadmission est un mélange dehydrocarbures à bas point débullition; comme le procédé et lvappareillage selon l'invention donnent un carburant à 19 état de vapeurs, le démarrage par temps froid est facilitée 5) le procédé et l'appareillage selon lQinvention peuvent être facilement intégrés dans les techniques et les appareillages actuels, en particulier dans le domaine de lvauto- mobiles Essence couramment utilisée pour les automobiles peut êre utilisée dans le procédé et l'appareillage selon l'invention.Le système de distribution de essence resterait alors essentiellement le même qusactuellement; 6) le procédé et l'appareillage selon l'invention apportent des économies de carburant, améliorent les performances du moteur sous la charge et diminuent le prix du carburant dans les moteurs à combustion interne; 7) le système carburateur-filtre à air peut être transformé en un système plus simple, Dans le procédé selon lsinvention, un carburant liquide tel qu'une essence est envoyé sur un catalyseur de conversion des hydrocarbures sur lequel une partie importante du carburant est convertie en hydrocarbures à bas poids moléculaire (contenant de 1 à 4 atomes de carbone dans la molécule) qui sont envoyés directement dans un moteur à combustion interne.Le catalyseur est régénéré par passage de petites quantités d'air qui en éliminent le carbone0 Il existe naturellement plusieurs catalyseurs capables de fonctionner de manière satisfaisante dans le convertisseur catalytique selon l'invention. Parmi les catalyseurs les plus appréciés, on citera : 1) une zéolite catalytique contenant des terres rares, à structure de faujasite, avec une teneur en Na20 inférieure à 3 %; 2) des zéolites catalytiques contenant des métaux de transition, qui présentent la structure de la faujasite et contiennent moins de 3% de Na20 3) des zéolites stabilisées présentant une structure de faujasite, par exemple la zéolite Z 14 US, et contenant moins de 3% de Na20; 4) des zéolites stabilisées à la chaleur, à structure de faujasite et contenant moins de 3% de Na2O; 5) des catalyseurs de craquage synthétiques amorphes du type silice-alumine, contenant de 10 à 40 % d'Al2O3;; 6) des aluminosilicates d'origine naturelles y compris les argiles du type kaolin et halloysite-0 En outre, on peut disposer dans le système d9échappe- ment un catalyseur destiné à convertir les composants délétères des gaz déchappement en composants inoffensifs. Parmi les catalyseurs qui conviennent, on citera alumine, le platine sur alumine activé par le palladium, lsoxyde cuivrique sur alumine, l'oxyde cuivrique activé par le palladium et l'oxyde de chrome sur alumine. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explica; tif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 représente schématiquement les éléments essentiels du système fondamental selon l'invention9 la figure 2 représente schématiquement le système selon lginvention avec les éléments de pré combustion et les éléments qui font suite; les figures 3, 4 et 5 illustrent plusieurs techniques pour envoyer le carburant du convertisseur catalytique au moteur; les figures 6, 7 et 8 représentent plusieurs modes de réalisation du dispositif de démarrage; les figures 9, 10 et Il représentent la disposition du convertisseur catalytique dans le distributeur d'échappement;; les figures 12 à 18 représentent des mcdes de réalisation différents du système convertisseur catalytique0 En référence maintenant à la figure 1 on a représenté schématiquement la forme la plus simple du moteur selon l'invention. Dans cette figure, un moteur à combustion interne 90 est relié de manière appropriée par le conduit 95 à un convertie- seur catalytique 83 destin à convertir le carburant provenant du réservoir de carburant 80 par le conduit 82 en hydrocarbures à bas point d'ébullition. Les gaz sortant au moteur sont recueillis dans le collecteur d'échappement 91 et envoyés dans latmosphère par la tubulure d'échappement 92. La figure 2 représente le système avec les éléments de précombustion et de post-combustionO Dans cette figure, un moteur à combustion interne 90 est relié de manière appropriée à un convertisseur catalytique 83 destine à convertir le carburant stocké dans le réservoir de carburant 80 et envoyé par la pompe de carburant 81 par le conduit 82 dans le convertisseur 830 Les gaz sortant du convertisseur sont envoyés par le conduit 95 dans le collecteur dVadmission 89 9 du moteur0 Les gaz sortant des cylindres sont recueillis dans le collecteur d9échappement 91, ils passent ensuite dans la tubulure deéchappement 92 et le silencieux 93 et sont envoyés à l'atmosphère par la tubulure de sortie 940 Le numéro de référence 84 représente un dispositif de démarrage permettant de court-circuiter le convertisseur catalytique 830 Le dispositif de démarrage 84 est utilisé lors du démarrage du moteur 90. Les éléments as, 86 87 et 88 sont des éléments de precombustion queon peut ajouter au système dans le conduit 95 servant à envoyer le carburant du convertisseur catalytique au collecteur d'admission du moteur, Loélement 85 est destiné à homogXneiser l'effluent liquide et gazeux du convertisseur, L'élément de dosage et de commande du carburant 86 règle le débit du carburant sur le moteur, Le filtre 87 élimine les matières solides indésirables du carburant converti et l'élement 88 est un carburateur ou un autre dispositif servant à mélanger le carburant et leair, La pompe à air 96 peut être utilisée pour fournir lVair au mélangeur carbufant-air aa et au convertisseur catalytique 83 en vue de régénérer le catalyseur, ou encore un élément de post-combustion en vue de faciliter la combustion complète des gaz deéchappementO Les figures 3, 4 et 5 représentent schématiquement trois moyens différents pour envoyer leefluent du convertisseur catalytique dans le collecteur deadmission du moteur à combustion interne, Dans chacun de ces modes de reallsations le carburant est délivré par le conduit 41 au convertisseur catalytique 40 et le carburant sortant du convertisseur catalytique est repris par le conduit 420 Dans la figure 3, les hydrocarbures gazeux sont envoyés dans un carburateur de type classique 46 par l'intermédiaire deune soupape 50 et du conduit 43e Leair est introduit dans le carburateur par le conduit 47. Le débit diapir est commande par une manipulation de la soupape 48.Dans la figure 4, l'effluent du convertisseur catalytique est envoyé au moteur par le conduit 42, la soupape 50 et le conduit 44 menant à un adapteur 54 disposé entre le carburateur 46 et le colectaur d'admission 52. Dans cette figure et dans la figure 3, une soupape à papillon 55 est disposée dans le carburateur en vue de commander X'écoulement du mélange gaz air vers le collecteur d'admission. Dans la figure 5, l'effluent du convertisseur catalytique est envoyé par le conduit 45 et la soupape 50 direct moment dans le collecteur d'admissionO La soupape à papillon commande l'admission deair dans le collecteur. Les figures 6, 7 et 8 sont des représentations détaillées de variantes dans le dispositif de démarrage 84 de la figure 2e Dans le système représenté dans la figure 6, essence provenant du réservoir est envoyée au convertisseur catalytique 40 par le conduit 410 En fonctionnement normal, effluent du convertisseur catalytique est envoyé directement par le conduit 42 dans le moteur, La soupape 62 est utilisée pour séparer le système de démarrage du convertisseur catalytique. Le système de démarrage comprend un compresseur et un réservoir de stockage du carburant comprimé destiné à stocker le carburant gazeux comprimé -servant pour le démarrage e Naturellementg il est possible de remplir le réservoir de stockage 64 par leeffluent du convertisseur catalytique en ouvrant la soupape 62 et en faisant passer ces gaz au travers du compresseur 63 dans le réservoir de stockage de carburant 640 Au démarrage, la soupape 62 est fermée et la soupape 65 ouverte et les gaz de démarrage sont envoyés au moteur par le conduit 66. La figure 7 représente un autre mode de réalisation du dispositif du démarrage, Dans ce mode de réalisation, le dispositif est placé entre la pompe de carburant et le convertie seur catalytique et consiste en un dispositif de court-circuitage dans lequel le carburant provenant de la pompe 67, en fonctionnement normal, est envoyé par le conduit 41 vers le convertisseur catalytiqueO Par contre, durant le démarrage, la soupape 68 est ouverte et le carburant passe au travers dtun dispositif de démarrage 69 consistant en un élément chauffé par du fil résistant 710 L'effluent de cet élément est envoyé au travers de la sou pape 70 dans le moteur, pour le fonctionnement de ce dernier en démarrage0 Lorsque le moteur a démarré, on doit couper le chauffage de la résistance 71 et fermer les soupapes 68 et 70 de manière que le moteur fonctionne sur lteffluent du convertisseur catalytique. la figure 8 représente un autre mode de réalisation du dispositif de démarrage, Dans ce mode de réalisation, essence est envoyée au convertisseur catalytique 40 par le conduit d'admission 41 et, dans des conditions normales de fonctionnement, la soupape 62 est fermée et l'effluent du convertisseur est envoyé au moteur par le conduit 42e Par contre, dans des conditions de démarrage, le réservoir de stockage de carburant compris mé 64 est chauffé par un petit dispositif de chauffage 720 Le gaz qui a été comprimé par le compresseur 63 est envoyé dans le moteur au travers de la soupape 65 par le conduit 66e Après démarrage du moteur, on coupe le chauffage sur le dispositif 72, on ferme les soupapes 62 et 65 et le moteur reprend son fonctionnement sur l'effluent du convertisseur catalytique0 Les figures 9, 10 et 11 représentent des solutions particulières au problème de la position du convertisseur catalytique, Dans la figure 9, le convertisseur 40 est placé dans le collecteur dpéchappement 60, les tubulures diadmission deair et de carburant 56 et 57 étant reliées aux sources appropriees de carburant et air, L'effluent du convertisseur est envoyé par le conduit 61 vers le moteur, La figure 10 représente une autre disposition de cette structure0 Elle représente le convertisseur catalytique 40 monte dans le collecteur d9échappement 60 avec les conduits deechappement 59 amenant les gaz dgéchappement du moteur dans le collecteur0 Le convertisseur 40 est monté dans le collecteur d'échappement, l'air est introduit par la tubulure deadmission deair 56 et le carburant par la tubulure deadmission 57. L'effluent du convertisseur est envoyé par le conduit 61 vers le moteur. L'effluent du collecteur d'échappement est évacué par l'orifice 58. La figure il représente une autre disposition du convertisseur catalytique dans le collecteur d'échappement. Le convertisseur catalytique 40 est disposé dans le collecteur d'échappement 60 avec les tubulures deadmis-sion de carburant 56 et deair 57 reliées aux sources appropriées de carburant et dtairO Dans ltespace libre du collecteur, on -a également disposé un catalyseur 100 apte à convertir les composants délétères de l'échappement en corps inoffensifs et à fournir une chaleur supplémentaire capable de maintenir la température 'voulue dans le convertisseur catalytique, Les figures 12 à 18 représentent des formes variées de convertisseurs catalytiques utilisables. La figure 12 représente une modification du convers tisseur catalytiquee Dans cette modifi-cation, la soupape 12 dirige essence sur la section de conversion catalytique 19e Pendant la période où essence passe au travers de la section de conversion catalytique 19. on peut envoyer de l'air au travers du catalyseur par leorifice 14;; l2effluent du convertis seur est envoyé directement par la soupape 16 et le conduit 18 dans le carburateur de leautomobileO Le convertisseur Il est monté sur le moteur 10 comme représenté dans la figure, La figure 13 représente une autre modification de ce système dans laquelle le catalyseur est présent à l'état de couches multiples Dans ce système, comportant un moteur à combustion interne 10 et un convertisseur catalytique 1, ce dernier est dispose de manière à envoyer les hydrocarbures convertis dans le carburateur du moteur, Les détails du réacteur 11 sont représentés dans la partie supérieure de la figure0 Dans ce système, la soupape 12 reliée à l'accélérateur admet le carburant liquide arrivant par le conduit 20 et qui passe ensuite dans la soupape 13 et les sections 19 et 23 du convertisseur catalytique, Lgeffluent du convertisseur passe au travers des soupapes 16 et 17 dans le conduit 18 relié directement au carburateur, Le réacteur porte des orifices deadmission deair 14 et 150 En fonctionnement, la soupape 13 dirige le courant d'essence vers l'une des sections de conversion catalytique 19 ou 23 du réacteur, Pendant la période où l'essence passe au travers de la section 19 du réacteur, on régénère la couche de catalyseur 23 en envoyant de leair dans le réacteur 23 par l'orifice 14.Après une période appropriée, la soupape 13 envoie 12 essence sur la couche 23 pendant que la couche 19 est régénérée par passage dtair provenant de 19orifice dpadmission 15. La figure 14 représente une modification du même système illustrant un mode de chauffage de la couche de catalyseur à la température nécessaire pour la régénération e Les parties composantes de la figure 14 sont essentiellement les mêmes que dans la figure 13 sauf pour 12 élément de chauffage 22 disposé dans la couche de catalyseur Cet élément de chauffage consiste en une résistance électrique qui chauffe le catalyseur à la température voulue pour la conversion ou la régénération. Dans la figure 15, on å introduit dans le convertisseur des pastilles 240 Ces pastilles consistent en catalyseurs deoxy- dation qu'on a ajoutés au catalyseur de conversion pour fournir, en favorisant une oxydation partielle du carburant, la chaleur nécessaire pour porter le convertisseur catalytique à la température à laquelle la réaction seeffectueO La figure 16 représente un convertisseur catalytique dans lequel un élément deallumage 22 sert à enflammer une partie du carburant pour fournir de la chaleur à la couche de catalyseur, La figure 17 représente le convertisseur catalytique Il entouré d'un prolongement du collecteur dSéchappement 300 Dans une telle disposition, toute la chaleur exigée par le convertisseur Il est obtenue du collecteur d'échappement. La. figure 18 représente un système dans lequel une partie des gaz chauds provenant du collecteur d2dchappement est reprise dans le conduit 21 et envoyée aux orifices deadmission 14 et 150 Dans ce système, leeffluent provenant du conduit 21 est utilisé pour chauffer les deux sections de la couche catalytique0 Le carburant préféré pour l'utilisation dans le système selon l'invention consiste en l'essence du commerce. Le procédé et l'appareillage selon l'invention permettent de convertir l'essence en hydrocarbures à bas point d'ébullition, de sorte que l'indice d'octane de essence utilisée noa plus qutune importance réduite a Les essences ordinaires donnent des résultats satisfaisants, bien que leur indice dsoctane soit inférieUr à celui des "supercarburants". Le carburant peut entre utilisé seul ou accompagné d'additifs destinés à limiter les cokéfactions, à améliorer les performances ou à économiser du carburant. Le précédé selon l'invention permet de convertir une quantité suffisante dshydro carbures en hydrocarbures à bas point d'ébullition de de sorte mulon peut fort bien utiliser comme carburants de départ du kérosène, des huiles diesel et d'autres combustibles et carburants constitués d'hydrocarbures A longue chaine. Le système selon l'invention comprend un moteur mobile à combustion interne combine avec des éléments de précombustion et/ou des éléments de postmcombustionO On appelle "éléments de précombustionfl tous les éléments définis ci-après, isolément ou en combinaison entre eux et/ou avec les éléments de post combustion qui seront également définis plus loin, Les éléments de precombustion sont entre autres A Le réservoir de carburant Dans l'invention, le réservoir de carburant est de type classique On n'envisage aucune nécessité de modification des dispositions de stockage de carburant qui sont en usage courant actuellement sur les automobiles0 B- La pompe à carburant La pompe & carburant utilisée pour envoyer le car burant de son réservoir au convertisseur catalytique peut être une pompe électrique ou une pompe mécanique0 Les pompes à essence en usage courant actuellement sur les automobiles donnent des résultats satisfaisants dans toutes les situations0 C- Le convertisseur catalytique Le convertisseur catalytique utilisé dans le procédé selon l'invention est un appareil compact qui peut être disposé facilement à côté du moteur & combustion Potto, Le convertisseur constitue une caractéristique essentielle du procédé et de l'appareillage selon l'invention. Il est indispensable de prévoir un moyen quelconque permettant de porter la température du catalyseur au niveau où une quantité suffisante essence est convertie en hydrocarbures à bas point dvlébullition. En termes généraux, le convertisseur est un récipient dans lequel le catalyseur est suspendu par des dispositifs appropriés et qui comporte également un dispositif permettant de porter le catalyseur à la température nécessaire pour craquer le carburant hydrocarboné liquide en hydrocarbures à bas poids moléculaire. Ce réacteur peut fonctionner sans addition deun agent gazeux destiné à agir sur les formations de coke mais l'addition d'eau, de vapeur d'eau ou d'air dans le système permet d'accroitre la durée de service du catalyseur. Le système peut également fonctionner sans quoil soit prévu de dispositif de régénération du catalyseur, mais naturellement l'utilisation dvun tel dispositif de régénération constitue un mode de réalisation préféré, L'utilisation d'une couche de catalyseur chauffée électriquement ou deune petite zone de catalyseur chauffée électriquement permet de déclencher la réaction catalytique avant démarrage du moteur, Des techniques variées de chauffage du catalyseur ont été représentées dans les figures des dessins annexés, Il est naturellement important de prévoir un moyen de régénérer la couche de catalyseur.D'une manière générale, la régénération comporte un dispositif quelconque permettant d'introduire de l'air dans le catalyseur, Ce dernier naturellement peut se trouver en couche simple ou en couches -multiples et la technique de régénération utilisée dépendra du type de convertisseur.Il est évident que des dispositifs de commande appro priés doivent être associés au dispositif d'introduction d'air pour contrôler le moment et la durée du passage d'air au travers de la couche de catalyseurO Il est également important de prévoir des dispositifs de commande permettant de contrôler le débit du carburant au travers de la couche de catalyseur e Le procédé et leappareillage selon l'invention permettent dsaugmenter indice d'octane du carburant et dwamoindrir l'usure du moteur provoquez par la présence de matières carbonées dans les cylindres.L'effluent provenant du réacteur dans le procédé selon 19invention contient une proportion impotante d'hydrocarbures à bas poids moléculaire. La seule exigence posée au catalyseur utilisé dans l'invention réside dans sa capacité de craquer des hydrocarbures contenant de 6 à 15-atomes de carbone dans la molécule en hydrocarbures à poids moléculaire plus bas, avec des formations minimes de coke et une possibilité de régénération par la vapeur d'eau ou l'air. En fait, le catalyseur peut consister en une matière relativement bon marché, préparée par exemple à partir de silicates, d2argiles,etce Parmi les catalyseurs susceptibles d'être utilisés dans le réacteur selon leinvention, on citera des catalyseurs de craquage classiques. Les catalyseurs contenant des zéolites et quton trouve dans le commerce donnent des résultats remarquables.Cependant, on peut aussi utiliser le catalyseur de craquage- classique à base de silice-alumine, à une teneur de 14 à 30% environ d'alumine. Un catalyseur de craquage classique contenant dYenviron 5 à 85% d'une zéolite stabilisée au rapport silice/alumine::d'enflron 5 a 8 donne des résultats satisfaisants0 Comme le réacteur selon lvinvention est très compact et qu'on ne redoute pas de craquage excessif, le catalyseur peut également consister en une zéolite stable à des températures très élevées et atteignant 930Ge Les catalyseurs connus pour craquer les hydrocarbures en gaz à très bas poids moléculaire comme le méthane et l'hydrogène conviennent également0 Appar- tiennent à ce groupe les catalyseurs bien connus de déshydro- génation. Le procédé selon leinvention peut être adapte de manière satisfaisante à tout moteur à combustion interne0 On peut utiliser les moteurs Otto, les moteurs diesel ou les moteurs diesel-électriques. Le moteur peut être fixe ou installé sur un véhicule tel queue automobile, un autobus un camion, etc, Une autre caractéristique du procédé selon 12 invention réside dans la conversion des résidus déposés sur le catalyseur par oxydation de ces résidus en cours d'opération. En outre, l'appareillage selon 12 invention est équipé de dispositifs permettant de chauffer la couche de catalyseur à la température voulue dienviron 540 à 820 C. On peut exploiter à cet effet des éléments de chauffage, la chaleur provenant du système dgéchappement, le passage d'une partie des gaz dVéchappement dans la couche, ou une combinaison de ces techniques, D- Le dispositif de démarrage Certains modes de réalisation du dispositif de démarrage ont été représentés dans les figures des dessins annexés. Ces dispositifs sont destinés à assurer un démarrage rapide du moteur dans toutes les conditions climatiques. Ce résultat peut être obtenu par envoi de gaz comprimés dans le. moteur avant le moment où il entre en fonctionnement normale Dans un autre mode de réalisation, une partie de lteffluent du convertisseur catalytique consistant en liquide volatil d'alimentation et essence est conservée dans un réservoir sous pression pour être utilisée à 12 opération de démarrage avant le moment où le convertisseur .catalytique est chauffé à une température suffisante pour assurer son service normal, Dans un autre mode de réalisation, on utilise un appareil de gazéification électro-thermique capable de produire des hydrocarbures gazeux quoon utilise au démarrage0 On pourrait également utiliser un convertisseur catalytique de gaz minima turisé pour produire les hydrocarbures gazeux nécessaires lopération de démarrage0 Dans un autre mode de réalisation on utilise un carburateur classique à essence comme pour le fonctionnement usuel d'une automobile e Lorsque la couche de catalyseur du convertisseur a atteint la température suffisante pour fonctionner, on peut faire fonctionner le moteur à laide du convertisseur catalytique au lieu de consommer directement le carburant liquide, Es Dispositifs de commande de leecoulement de carburant Il est naturellement important de disposer de moyens appropriés pour commander lescoulement de carburant vers le convertisseur catalytique et au travers de ce convertisseur. Normalement, ce résultat est atteint à 12 aide dsune soupape appropriée e Et normalement également, cette soupape est associée à l2accélérateur de l'autombile. La commande de 12 écoulement de carburant peut être facilitée par utilisation dsune-chambre de ballast destinée à assurer un écoulement uniforme de carburant à une pression basse mais constante La soupape de sortie de la chambre de ballast est commandée par l'accélérateur comme décrit ci-dessus0 Au-fur et à mesure que le carburant de la chambre est utilisés la pres sion diminue.Le carburant est recomplété et la pression rétablie gracie au convertisseur catalytiques à laide dvun système de soupape approprié0 F- Le filtre à carburant Comme il existe naturellement une certaine possibilité butane petite partie de l'effluent provenant du convertisseur catalytique contienne des substances solides, un filtre à carburant constitue l'un des éléments les plus appréciés du système. G- La pompe à air Dans les cas où il est désirable deintroduire de ltair, on peut insérer dans le système une pompe destinée à amener l'air auxiliaire, en particulier pour brûler complètement dans le système d'échappement des hydrocarbures éventuellement incom- plètement brûlés ou pour régénérer le catalyseur dans le convertisseur datalytique. La pompe à air serait alors installée de manière à être entraînée par la courroie de ventilateur du moteur et l'effluent de la pompe devrait etre filtré dans un filtre classique avant introduction de Igair dans le moteur ou le convertisseur catalytique. H- Le mélangeur carburantaair Un mélangeur carburant-air approprié constitue naturellement un élément important pour le fonctionnement de Igappareillage selon l2inventione Le mélangeur carburant air peut consister en une chambre à chicanes dans laquelle les chicanes sont disposées de manière à assurer un mélange correct du carburant avec leair, Naturellement, 19appareillage selon l'invention fonctionnera de manière satisfaisante avec un carburateur de type classique comme ceux utilisés couramment sur les automobiles. Le mélangeur carburant-air peut également consister en l'un quelconque des dispositifs de ce type utilisés pour le mélange de l'air avec du gaz à basse pression, du gaz naturel, du méthane, un gaz naturel liquéfié ou d'autres carburants gazeux. I- Le dispositif d'alimentation en carburant Le. dispositif d'alimentation en carburant constitue naturellement un élément important. Le carburant peut être injecté dans le carburateur du moteur ou directement dans le collecteur du moteur, Si le carburant est'injecté directement dans le collecteur et quton supprime le carburateur, il faut naturellement prévoir un autre dispositif permettant d'envoyer l'air dans le collecteur d'admission du moteur, Le moteur utilisé dans l'appareillage selon l'invention sera de préférence un moteur mobile à combustion interne. Cependant, le procédé selon l'invention s'applique fort bien A un moteur fixe à combustion interne. La commande d'allumage du moteur constitue également un élément important. Un système de commande d'allumage mécanique peut être avantageux lorsque le démarrage du moteur est réalisé avec un carburant & bas indice d'octane. On peut utiliser un système de commande de l'allumage à vide pour assurer des performances optimales à toutes les vitesses. Dans la présente demande, on appelle "éléments de post-combustion" tous les éléments énumérés ci-après, seuls ou en combinaison entre eux et/ou avec les éléments de précombustion définis ci-dessusO I. Le dispositif é9appement lorsque le carburant a brûlé en fournissant l'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur, on recueille lgéchappement dans le collecteur correspondant0 La proportion des substances polluantes indésirables qui se trouvent dans léchappement peut etre diminuée dans le collecteur dçéchappement par insertion d'un dispositif qui provoque la combustion des hydrocarbures non brûlés avant ltenvoi de ces hydrocarbures dans la tubulure d'échappement menant à l'atmosphère e Ce dispositif peut entre de nature catalytique ou thermique0 Dans le dispositif catalytique, les émissions entrent en contact avec un catalyseur qui provoque une oxydation ou conversion rapide en gaz moins toxique. Dans le dispositif thermique, les substances combustibles résiduelles sont brûlées selon des techniques classiques. Il entre dans le cadre de l'invention de combiner une combustion partielle de ces émissions gazeuses avec un convertisseur catalytique. Il. La tubulure d'échappement la tubulure d'échappement est de type classique. On n'envisage aucune modification pour envoyer 12 échappement selon leinvention du collecteur d'échappement au silencieux. III. Le silencieux Le système silencieux peut consister en un sys tème classique conçu simplement pour diminuer le niveau du bruit mais il peut également former une partie du système de conversion des émissions dtéchappemente Si lson a prévu la conversion des composants délétères de 12 échappement dans le collecteur d'échappement, il n2 est naturellement pas nécessaire de prévoir autre chose qu'un silencieux de type classique.Mais le silencieux peut également consister en un dispositif catalytique provoquant la conversion dshydrocarbures résiduels dventuels en anhydride carbonique, eau et autres gaz moins toxiques avant le rejet des gaz diéchappement dans l'atmosphère. IV. La tubulure de sortie de l'échappement La tubulure de sortie de l'échappement peut consister en une tubulure de type classique, mais peut également contenir un dispositif de combustion complémentaire capable d'achever la combustion éventuelle de composants délétères en corps inoffensifs, Les exemples suivants illustrent leinvention sans toutefois la limiter; dans ces exemples, les indications de parties et de % s'entendent en poids sauf mention contraire, EXEMPLE 1 Dans cet exemple, on montre qugune quantité suffisante de carburant liquide peut être craquée en molécules A bas poids moléculaire sans régénération. On prépare un total de 25 g d'essence synthétique par mélange de 50% de n-heptane, 25% de toluène et 25% de n-octane. On fait passer ce mélange sur 5 g deune zéolite contenant un catalyseur, chauffée à 480 C environ. Le produit de craquage est recueilli par fractions de 5 ml dans un piège à froid refroidi à l'azote liquide. L'analyse des échantillons recueillis est réalisée par lent réchauffage et vaporisation. Une proportion prépondérante du produit présente un point d'ébullition inférieur à la température ambiante, ce qui indique que : 1) Il se produisait toujours un fort craquage à la fin de l'expérience et 2) Le produit de craquage contient de fortes proportions de molécules volatiles Une très faible proportion, de tordre de 2% seulement de l'essence d'origine, est convertie en coke dans l'opération, EXEMPLE 2 Dans cet exemple, on décrit le fonctionnement d'un moteur mono-cylindre Otto de 2,5 CV avec, comme carburant, de l'heptane qu'on fait passer dans le dispositif de craquage catalytique immédiatement avant admission dans le collecteur dsalimentation du moteur0 Les conditions observées pour le fonctionnement du moteur et du dispositif de craquage sont les suivantes Au cours de lVoperation de craquage, on maintient a laide d'un dispositif de chauffage électrique une température de 5930C dans la couche de catalyseur du dispositif de craquage catalytique0 Le débit au travers de la couche de catalyseur est deenviron il cm3 d'heptane par mnO Le carburant utilisé est de l'heptane normal, Le catalyseur est une zéolite de type Y à laquelle on a fait subir un échange d- ions avec des terres rares, La quantité de catalyseur utilisée dans la chambre de catalyse est dvenviron 6 g. Le catalyseur est en pastilles de 3,2 mm. Le dispositif de catalyse consiste en 4. chambres présentant un volume dvenviron 10 cm chacune Deux de ces chambres sont garnies du catalyseur. Les deux autres restent vides, Le dispositif ne fonctionne normalement que sur une chambre, On envoie de l'air dans les chambres à un débit d9environ 500 cm3/mn en permanence pendant tout le fonctionnement0 Le moteur est relié par une courroie à un générateur électrique.Le générateur -électrique est relié à un radiateur -pour la dissipation de lVénergieO bxEMPLE 3 En marche à vide, on constate que le moteur décrit ci dessus fonctionne correctement avec-leheptane et avec l'heptane craqué0 Liapplication dtune petite charge d9une puissance d'environ 5 Watts sur le moteur provoque un cognement sévère lorsque le moteur fonctionne avec l'heptane non craquez Pour le faire fonctionner sur l'heptane non craqué, on envoie simplement le carburant dans une chambre de catalyse vide, Lorsqu'on fait fonctionner le moteur avec de liheptane craqué, c'est-à-dire de ltheptane passant au travers d'une chambre contenant du catalyseur dans les conditions opératoires normales, on constate que le moteur fonctionne correctement, sans cognement, en appliquant une charge de plus de 300 Watts, EXEMPIL 4 On a déterminé la puissance maximale susceptible d'être obtenue par fonctionnement du moteur sur de lvheptane craqué et de l'heptane non craqué à 12 aide du dispositif et du moteur décrits dans les exemples qui précèdent, Pour déterminer la puissance maximale du moteur, on ouvre en grand le papillon sur le carburateur et on règle le débit du carburant sur ce dispositif de manière à obtenir la puissance maximale soutenable. Le premier essai est effectué en faisant fonctionner le moteur sur de loheptane non craqué0 Ce dernier passe dans une chambre de catalyse vide. On observe une puissance maximale de 30 & BR Dans 12 essai suivant, on utilise de ltheptane craqué, ceest b-dire de ltheptane passant au travers dvune chambre garnie de catalyseur chauffée à 5930C. On constate que l'on peut obtenir une puissance de 300 à 500 Watts à un débit de carburant représentant 10 à 11 cm3 d'heptane liquide par mn. Et on observe également que cette puissance maximale peut être maintenue pendant des durées prolongées. EXEMPLE 5 Dans cet exemple, on décrit l'action du catalyseur dans le convertisseur catalytique et la conversion du n-heptane en un carburant à bas poids moléculaire On suspend dans le centre d'un réacteur en acier inoxydable de 203 mm sur 25 mm de diamètre intérieur, 10 g d'une zéolite catalytique en pastilles sous la forme terres rares dans laquelle le composant zéolite présente un rapport silice/alumine supérieur à 3 et une teneur en soude inférieure à 1% On relie ce réacteur à un système à vide0 Un-dispositif permet de prélever des échantillons des produits gazeux provenant de la couche de catalyseur. En fonctionnement, on aspire dans le réacteur chaud du n-heptane au débit de 1,88 g/mn, ce qui correspond à 11,3 parties en poids de carburant par partie en poids de catalyseur et par heure. A une température de 5380C dans la couche de catalyseur, le n-heptane est converti en hydrocarbures à bas poids moléculaire. Le poids golXculaire moyen calculé à partir de la distribution des produits gazeux au bout de 12 mn de fonction nement à 53a0C est de 41 contre 100 pour le n-heptane. Les taux de conversion %s dans le temps, figurent dans le tableau ci-après : Durée, mn 2 14 43 102 Taux de conversion, % 77,0 59,2 34,6 23,6 En 12 absence de catalyseur, dans les mêmes conditions par ailleurs, le taux de conversion du n-heptane est inférieur à 1%. EXEMPLE 6 On utilise le réacteur de 12 exemple 5 pour convertir du n-heptane & la température de 6500C, les autres conditions restant les mêmes que dans exemple 50 Le poids moléculaire moyen calculé au bout de 12 mn de fonctionnement est de 30 contre 100 pour le n-heptanee EXEMPLE 7 Dans cet exemple, on décrit le-fonctionnement d'une automobile à moteur de 6 cylindres avec l'appareillage selon l'invention. On monte sur le véhicule un convertisseur catalytique en acier inoxydable de 203 mm sur 76 mm de diamètre intérieur-et on le chauffe & 650 C. On fait démarrer l'autre mobile avec un système classique de carburation. Après une période de fonctionnement normal on court-circuite lealimen tation en carburant. On fait passer dans le collecteur d7admism sion du moteur les gaz chauds obtenus au convertisseur catalytique; L2air est aspire dans le collecteur du convertisseur de la matière usuelle. En liabsence du catalyseur décrit dans l'exemple 5, le moteur cogne sévèrement sous une petite charge uniforme e Lorsqu'on fait passer le carburant dans un convertisseur selon le mode opératoire décrit dans exemple 5, le moteur fonctionne normalements sans cogner, REVENDICATIONS l. Procédé pour le fonctionnement d'un moteur à combustion interne, caract-érisé en ce que l'on envoie un carburant hydrocarboné liquide dans-un convertisseur catalytique dans des conditions appropriées au craquage des hydrocarbures et en ce que l'on envoie les hydrocarbures à bas point d'ébullition obtenus à l'admission de carburant du moteur à combustion interne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carburant hydrocarboné est une fraction d'hydrocarbures bouillant dans l'intervalle de 38 à 370 C, et de préférence une essence exempte de plomb. 3. Procédé selon la revendication 1, ou 2 caractérisé en ce que le catalyseur contenu dans le convertisseur catalytique est chauffé à une température de 260 à 82000. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le carburant hydrocarboné es-conefti en une fraction d'hydrocarbures gazeux contenant de 1 à 5 atomes de carbone par molécule. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le catalyseur contenu dans le convertisseur catalytique est une argile, une alumine, une silicealumine contenant de 15 à 30 ffi d'alumine ou une silice-alumine activée par une zéolite. 6. Procédé selon la revendication 5, 'caractérisé en ce que le catalyseur est un catalyseur zéolitique contenant de 5 à 15 % de zéolite dispersée dans un support de siliee-alumine. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le catalyseur est une zéolite du type faujasite présentant un rapport silice/alumine de 3 à 8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les gaz d'échappement du moteur à combustion interne sont envoyés sur un catalyseur capable de con vertir les composants délétères de ces gaz d'échappement en composants inoffensifs, ledit catalyseur consistant de préférence en platine sur alumine, en platine activé au palladium sur alumine, en oxyde cuivrique sur alumine ofl en oxyde cuivrique activé au palladium et à l'oxyde de chrome sur alumine 9 Un moteur à comibustion interne pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication ls caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur catalytique relié à l'admission de carburant et destiné à craquer le carburant hydrocarboné avant son introduction dans lVadmission de carburant du moteur à combustion interne, 10 Moteur à combustion interne selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de chauffage du convertisseur catilytique. 11. Moteur à combustion interne selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage présente la forme d'une résistance chauffée électriquement. 12 Moteur à combustion interne-selon la revendication 10S caractérisé en ce que le dispositif de chauffage présente la forme d'un élément relié au collecteur d'édhappement du moteur à combustion interne et transportant une partie des gaz déchappe- ment vers le convertisseur pour chauffer ce dernier, 13 Moteur à combustion interne selon la revendication 10, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique contient une couche de catalyseur de craquage du pétrole, et en ce que le dispositif de chauffage consiste en un catalyseur d'oxydation suspendu dans le catalyseur de craquage du pétrole 14 Moteur à combustion interne selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage entoure le convertisseur catalytique et est capable de transférer la chaleur du système d'échappement du moteur à combustion interne au convertisseur catalytique 15. Moteur à combustion interne selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage consiste en une couche de catalyseur de conversion de l'échappement entourant le convertisseur catalytique et apte à transférer la chaleur obtenue à partir du convertisseur d'échappement au convertisseur catalytique 16. Moteur à combustion interne selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage est une cham- bre de combustion de carburant du moteur à combustion interne, le convertisseur catalytique étant disposé de manière à être entouré par la chambre de combustion. 17. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour introduire de l'air dans le convertisseur catalytique en vue de faciliter la régénération du catalyseur. 18. Moteur à combustion interne selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour mélanger l'air avec l'effluent du craquage catalytique et faire passer le mélange obtenu à l'admission de carburant du moteur à combustion interne. 19. Moteur à combustion interne selon la revendication 18-, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique contient une couche unique de catalyseur. 20. Moteur à combustion interne selon la revendication 18, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique contient au moins deux couches de catalyseur. 21. Moteur à combustion interne selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif à soupape permettant de commander l'écoulement du carburant au travers des couches de catalyseur. 22. Moteur à combustion interne selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif à soupape pour commander le débit d'air au travers des couches de cata lyseur 23. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif à soupape pour commander le débit d'air et de carburant craqué vers l'admission de carburant du moteur à combustion interne. 24. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de démarrage pour fournir du carburant gazeux à l'admission de carburant du moteur à combustion interne lors du démarrage de ce dernier. 25. ttteur combustion interne selon la revendication 24, caractérisé en ce que le dispositif de démarrage comprend un dispositif de stockage pour stocker du carburant gazeux comprimé ou un mélange de carburant liquides et gazeux. 26. Moteur à combustion interne selon la revendication 24, caractérisé en ce que le dispositif de démarrage comprend un appareil de gazéification électro-thermique. 27. Moteur à combustion interne selon la revendication 24, caractérisé en ce que le dispositif de démarrage comprend un convertisseur catalytique de dimensions plus faibles que le convertisseur catalytique du carburant. 28. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique est apte à fournir du carburant hydrocar boné craqué, gazeux, à l'admission de carburant du moteur à combustlon interne par l'intermédiaire d'un carburateur, d'une chambre comportant des chicanes ou d'un inJecteur à carburant gazeux. 29. Moteur à combustion interne selon-l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le système d'échappement du moteur à combustion interne contient un catalyseur servant à convertir les gaz d'échappement délétères en gaz inoffenslfs et/ou un dispositif de commande de l'émission d'échappement.