Brevet FR2460388A1 — publié le 19810123

La présente invention concerne la réduction de la fumée et des autres constituants nocifs se trouvant dans les gaz et en particulier les gaz d'échappement ou les gaz de fumée. et Les gaz provenant des chaudières/des moteurs à combus- tion souvent contiennent des particules finement divisées d'hydrocarbures et/ou de carbone ou autre matière solide qui sortent sous forme de fumée. La fumée d'un moteur Diesel se compose de particules solides/liquides(c'est-à-dire des particules solides comportant une couche de recouvrement externe liquide), des agrégats à chaîne solide o des particules sphériques ayant un diamètre entre 100 et 8002 se ert ensemble, des sulfates liquides,des hydrocarbures liquides et des hydrocarbures gazeux. Les particules solides/ liquides comprennent généralement des partbules de carbone sur lesquelles sont adsorbés des hydrocarbures liquides et les agrégats à chaîne solide sont généralement composés de composés organiques à poids moléculaire élevé et de sulfates inorganiques. La fumée blanche est obtenue lorsque le moteur d'abord démarre et résulte de la condensation de la vapeur d'eau sur les particules se trouvant dans les gaz d'échappement noires de sorte qu'un léger brouillard est formé. Les fumées/produi- tes par les moteurs Diesel sont formées lorsque le moteur s'est échauffé et contient une proportion relativement élevée de particules de carbone. Dans les fumées bleuesil y a un peu de carbone mais également une proportion relative- ment élevée de composés organiques gazeux tels que les aldéhydes. Environ 90% de ces particules formant la fumée ont des dimensions inférieures à 1 micron c'est-à-dire une dimension de parthules respirableset la dimension maximum des 10% restant de cette fumée forme des particules de dimension inférieure à 4 microns. Un but de l'invention est d'au moins réduire la quanti- té de fumée se trouvant dans les gaz de déchets en effectuant une oxydation catalytique des particules formant la fumée dans ces gaz. Un second but de la présente invention est de réduire la quantité de gaz et de particules nocivesprésents dans le - 2- gaz d'échappement d'un moteur à combustion. Un autre but de l'invention est de réaliser un moteur à combustion Diesel ou à essence modifié de telle façon qu'on produit une quantité considérablement plus petite de gaz et de particules nocives. Dans la présente description, l'expression "matière polluante" doit être considérée comme englobant les hydrocar- bures, le monoxyde de carbone et les oxydes d'azote formés par un moteur à combustion aussi bien que les particules formant la fumée décrite ci-dessus. Selon un premier aspect de l'invention, le moteur à combustion comprend un appareil pour réduire les matières polluantes se trouvant dans les gaz d'échappement émis par le moteur comprenant au moins un orifice d'évacuation, lequel appareil comprend une enceinte définissant une chambre contenant un catalyseur, le catalyseur comprenant un substrat réalisé en une matière métallique filamentaire sous forme de mailles, tissée ou broyée, une première couche d'un oxyde de métal réfractaire appliquceau substrat et une seconde couche d'un catalyseur appliqu à la première couche, la chambre ayant une entrée en communication avec cet orifice d'évacuation par lequel le gaz d'échappement émis par le moteur est amené dans la chambre et passe au travers du catiayseur avant le passage au travers du système d'évacuation vers l'atmosphère. Habituellement l'oxydation catalytique des particules de carbone se produit à 4000C alors que les températures normales de combustion de telles particules se situent à 700-8000C. Pour les particules d'hydrocarbure, l'oxydation catalytique se produit à des températures de 2000C. L'effet d'un catalyseur sur la température à laquelle l'oxydation catalytique des particules entrainées dans le gaz d'échappe- ment d'un moteur Diesel se produit a été étudié. Un certain nombre d'échantillons de catalyseurs ont été préparés. Les catalyseurs comprenaient un substrat fabriqué à partir d'un fil en acier inoxydable 310 de 0,25 mm laminé en un ruban de 0,10 mm d'épaisseur, une couche d'alumine et une couche d'un ou plusieurs métaux du groupe platine sous une charge de 2,46 m /g d'alumine. Une partie du fil revêtu 3- était découpée d'un catalyseur et chauffée graduellement en augmentant la température ensemble avec la matière granulaire, collecté du courant de gaz d'évacuation d'un moteur Diesel dans une cuvette d'échantillonnage d'un colorimètre de balayage différentiel (DSC) dans une atmos- phère à 1% d'argon. Des échantillons de l'atmosphère au- dessus de la cuvette d'échantillonnage ont été prélevés via un tube capillare chauffé dans un spectromètre de masse. Quatre nombres de masse ont été trouvés: monoxyde de carbone (44), de l'argon doublement chargé (20), oxygène (32) et eau (18) ou l'azote et le monoxyde de carbone(28). La température à laquelle le point différentiel du DSC indiquait un maximum a été prise comme température à laquele la combustion des particules se produisait.- Cette tempé- rature peut être désignée température "d'allumage ". Les résultats sont donnés ci-dessous: Charge d'alumine Métaux catalytiques Température dal- (g/g de fil) lumage (OC) 0,33 5,7% Rh 94,3% Pt 235 0,28 67 % Pt 33 % Pd 207 0,30 Pd 265 0,28 Pt 220 La température d'allumage des parthules du courant de gaz d'échappement d'un moteur Diesel, 207-2650C, est considérablement plus basse que la température de combustion qui a lieu lorsqu'aucun catalyseur n'est présent. Etant donné que la présence d'un catalyseur permet à l'oxydation des partbules formant la fumée d'un gaz de se produire à une température plus basse que la température normale à laquelle la combustion a Ibu, lorsqu'on désire effectuer l'oxydation catalytique de particules formant la fumée dans le gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion,peu ou pas de chauffage n'est par conséquent nécessaire. Ceci est dû au fait que, lorsqu'un moteur Diesel fonctionne à puissance moyenne ou à pleine puissance, la température de celui-ci se situe à environ 400 C de sorte qu'aucun préchauffage du gaz d'échappement sortant du moteur n'est nécessaire pour le passage de ce gaz d'échappe- ment sur un catalyseur. -4- Le substrat métallique filamentaire peut être sous forme d'un fil et est disposé de façon à former un contact maximum du métal catalytique avec ces gaz d'échappement. De préférencele fil est sous forme applatie, habituelle- ment obtenuepar laminage avant le dépôt de la couche de fond et du métal catalytique. Au cours du fonctionnement d'un moteur Diesel ou d'un moteur similaire ou un excès d'air ou d'oxygène est présent dans la chambre de combustion, un tel contact garantit qu'une proportion substantielle des matières polluantes décrites ci-dessus subit une oxydation catalytique. Une disposition préférée du substrat du fil métalli- que dans cette chambre est telle qu'une turbulence est induite dans les gaz d'échappement. Selon un second aspect de l'invention, un procédé pour la réduction des matières polluantes des gaz d'échappement d'un moteur à combustion consiste à faire passer ce gaz d'échappement dEscylindres de ce moteur dans une chambre contenant un catalyseur sur un support d'un modèle tel qu'une turbulence est produite et les matières polluantes présentes dans le gaz d'échappement viennent en coxlact avec ce catalyseur et au moins une partie des constituants et particules nocifs subissent une oxydation catalytique. De préférence ledit moteur est un moteur du type Diesel. Les caractéristiques d'un moteur à combustbn selon la présente invention sont: i) une chambre comprenant une paroi externe pourvue d'une pluralité d'orifices d'entrée adjacents à dessoupapesd'évacuation de ces moteurs et un orifice d'évacuation adjacent au conduit de sortie. et ii)un catalyseur sur support disposé de telle façon que le gaz d'échappement passant dans cette chambre - 35 depuis les orifices d'échappement doit passer au travers de ce catalyseur qui est disposé de telle façon que le courant de gaz d'échappement soit turbulent au moins lorsque ce gaz est contact avec ce catalyseur. De préférence, le catalyseur utilisé dans ce moteur à -5- combustion comprend: a) un substrat divisé qui est disposé dans le parcours du courant de gaz de façon à créer une turbulence dans le courant de gaz d'échappement. b) une couche de fond d'oxyde métallique réfractaire adhérente disposée sur la surface du substrat, et c) un métal catalytique choisi dans le groupe compre- nant Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mo, W, Y,-Ce, des alliages de ceux-ci et des composés intermétalliques comprenant au moins 20% en poids d'un ou plusieurs de ces métaux disposés sur la surface ou au travers de la couche de fond d'oxyde métallique réfractaire. La couche de fond d'oxyde métallique réfractaire, de préférencecontient sous forme de leurs oxydes un ou plusieurs éléments du groupe comprenant Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, les lanthanides, Ti, Zr, Hf, Th, Ta, V, Cr, Mn, Co, Ni, B, Al, Si et Sn. Une matière de couche de fond préférée est A1203 et les hydrates d'alumine mais des oxydes stabilisateurs tel-que BaO et les oxydes favorisant l'activité catalytique te% que Ti02, ZrO2, HfO2, ThO2, Cr203 et NiO peuvent jalemEnt être présents. Un mode de réalisation préféré de substrat de catalyseur comprend une structure réalisée à partir de fil tissé ou à structure de mailles et on préfère encore davantage un fil tissé ou à structure de mailles qui a été laminée avant la fabrication en une forme tissée ou de mailles. Des alliages convenables qui peuvent être utilisés pour la fabrication du fil sont des alliages de métaux non précieux résistant à l'oxydation et à la corrosion. Des exemples de tels alliages de métaux non précieux sont les alliages de nickel et de chrome ayant une teneur globale de Ni plus Cr supérieure à 20% en poids et les alliages de fer comprenant au moins un des éléments chrome (30 à 40 % en poids), aluminium (1 à 10% en poids), cobalt (trace à 5% en poids), nickel (trace à 72% en poids) et carbone (trace à 0,5 % en poids). De tels substrats sont décrits dans la publication de l'Allemagne de l'ouest -6- DOS 2450664. D'autres exemples d ' alliages de métaux non précieux capables de résister aux conditions rigoureuses requises sont les alliages de feraluminium-chrome qui peuvent égale- ment contenir de l'yttrium. Ces derniers alliages peuvent contenir 0,5 à 12% en poids Al, 0,1 à 3% en poids Y, 0 à 20% en poids Cr et le complément Fe. Ces métaux sont décritsdans le brevet US numéro 3298826. Un autre domaine d'alliges Fe-CrAl-Y contient 0,5 à 4% en poids Al, 0,5 à 3% en poidsY,20,0 à 95% en poids Cr et le complément est Fe et ces alliages sont décrits dans le brevet US numéro 3027252. Selon une autre possibIité les alliages de métaux non précieux peuvent être moins résistants à la corrosion, par exemple les aciers doux, mais ils comprennent une composition de revêtement protecteur recouvrant la surfa- ce du substrat comme il est décrit dans la publication du Royaume-Uni numéro 2012317A. Lorsque du fil est utilisé comme substrat, on préfère que son épaisseur se situe entre 0,025 mm et 0,50 mm et encore mieux entre 0,025 mm et 0,30 mm. Selon un mode de réalisation de l'invention, le catalyseur se trouve dans un tube de réaction qui est disposé sensiblement centralement dans la chambre d'évacua- tion. Le mode de réalisation sera décrit en se référant à la figure 1. La paroi externe 1 de la chambre d'évacuathn comprend des ouvertures 7,8,9 et 10 qui sont adjacentes et continues avec les orifices d'évacuation des cylindres à une sortie 12 adjacents au conduit d'évacuation 11. Le tube de réaction 2 qui est porté dans la chambre par des supports 5 et 6 contient le catalyseur sur support 3. Le tube de réaction est disposé de telle façon que le gaz d'échappement pénétrant dans la chambre d'évacuation doit passer au travers du tube de réaction et ainsi venir en contact étroit et continu avec le catalyseur avant de quit- ter la chambre d'évacuation et de pénétrer dans le tuyau d'échappement. Le courant de gaz d'échappement passant au travers de la chambre d'évacuation est généralement repré- senté par les flèches F1, F2, F3, F4, F5 et F6. Le courant -7- de gaz brûlé provient des sorties des cylindres par les ouvertures 7,8,9 et 10 et passe le long du tube de réaction 2 et sort en pénétrant dans le tuyau d'échappement 11. Une barrede rétention est plac&en travers de la sortie du tube de réaction pour garantir que le catalyseur reste en place. Le support du catalyseur est préférenceun treillisen filàstructurelmaLfbs.Ceci peut être fabriqué en un monolithe unique ou peut être réalisé en sectiorsannulairEÈ La couche de revêtement de fond et la couche de catalyseur peuvent être appliquées séparément à chaque section ou après que les sections aient été réunies ensem- ble. Selon une autre possibilité le support, en sections ou assembb, peut comprendre une couche de fond et une couche de catalyseur appliquées après qu'il ait été disposé dans le tube de réaction. Un autre mode de réalisation est représenté dans la figure 2. La paroi externe 21 de la chambre de catalyse a des orifices 27, 28, 29 et 30 adjacents et continus avec les orifices d'évacuation des cylindres et une sortie 32 adjacente au tuyau d'échappement 31. Le catalyseur 23 comprenant un support, une couche de fond et un métal catalytique est disposé de telle façon que le gaz d'échappe- ment en pénétrant dans la chambre de catalyse est obligé de passer au travers des interstices de ce catalyseur avant de quitter la chambre et de pénétrer dans le tuyau d'échap- pement. Le gaz d'échappement passe au travers de la chambre de catalyse comme il est montré par les flèches F41, F42, F43, F44 et F45. Le gaz pénètre en passant par les orifices de sortie F41, F42, F43 et F44 et ensuite au travers du catalyseur et sort en pénétrant dans le tube de sortie 22 montré en F45. Dans ce mode de réalsation le support pour le cataly- seur est de préférenceumflàstructuredemaiffqupeut être e réalisé en sectionsou en une seule unité mais s'il est en sectionr, par exemple une structure en pet-de-nonne, celle-ci sont normalement liées l'une à l'autre avant que le support ne soit disposé dans la chambre. Une extrémité du support est fermée par exemple par soudage d'un disque -8 - 26 et un disque annulaire 25 à l'autre extrémité maintint le support en place. Le catalyseur sur support est dispo- sé dans la chambre de catalyse,comme on peut le voir dans la figure 2 en fixant les extrémités recouvertes par les disques 25 et 26 auKparois externes de la chambre. Pour garantir que le support ne s'écroule pas à l'intérieur, un tube de sortie cylindrique et perforé 22 disposé dans la chambre de catalyse permet au gaz de passer au travers de celui-ci et se prolonge vers le tuyau d'échappement 31. Le tube 22 peut être réalisé en un treillis métallique o il peut être un tube de métal perforé comprenant des ouvertures ou des fentes. La figure 3 décrit encore un autre mode de réali- sation o, au lieu d'un tube de sortie perforé dans la chambre de catalyse, une série de 5 bares rigides 100-500 s'étendant sur la longueur de la chambre est utilisée. Ces banes sont maintenues en position spatiale relative fixe l'une par rapport à l'autre, maintenant par conséquent le catalyseur sur support rigidement en place dans la cham- bre en utilisant des plaques d'écartement 600. Les plaques d'écartement sous forme de paires relient trois-des cinq baxtes et sont habituellement à angle droit l'une par rapport à l'autre étant donc dispossle long d'un diamètre du tube de sortie cylindrique central. Deux ou davantage de paires de plaques d'écartement peuvent être utilisées et elles sont habituellement disposées à des intervalles réguliers sur la longueur de la chambre. Selon une autre possibilité, les plaques d'écartement peuvent être utili- sées au lieu des tiges de telle façon qu'elles seraient continues au travers de la longueur de la chambre comme on peut le voir dans la figure 4. Les tiges et les plaques d'écartement doivent être réalisées en une matière résis- tante à l'oxydation à des températures jusqu'à au moins 800OC. Un autre mode de réalisation est décrit dans la figure 2A, o, pour des raisons pratiques, seulement deux orifices d'échappement sont montrés. La paroi externe de la chambre de catalyse comprend des ouvertures 101 avec et 102 adjacentesa.xet en prolongement/l2es orifices -9_ d'évacuation des cylindres et une sortie 103 adjacente au tuyau d'échappement. Le catalyseur 104 comprenant un support, une couche de fond et un métal catalytiqueest disposé de telle façon que le gaz d'échappement doit passer au travers du catalyseur avant de quitter la chambre. Le catalyseur est disposé dans la chambre en utilisant des plaques d'écartement 105 comme il est décrit ci-dessus. Une extrémité des plaques d'écartement 109 est fixée à la paroi de la chambre 100 et un disque ou plaque métallique 108 est fixé à l'autre extrémité des plaques d'écartement pour garantir qu'aucun gaz d'échappement ne puisoequitter la chambre sans passer au travers du catalyseur. Le gaz d'échappement passe dans la chambre par les ouvertures 101 et 102 et ensuite au travers des manchons 106 et 107 dans l'espace intérieur 110 réalisé par les plaques d'écar- tement 105. Le gaz d'échappement passe alors au travers du catalyseur vers l'extérieur et ensuite par la sortie 103. Le courant de gaz d'échappement est indiqué par les flèches F90- F109. Le support pour le catalyseur est de préférence du fil à structure à maillesqui peut être réalisé en quatre sections o trois unités. Si le support est en sections, par exemple une structure en pets-de-nonne, celles- ci sont normalement liées ensemble avant que le support ne soit disposé dans la chambre. Exemple 1: On a modifié un moteur multicylindre de 2000 cc d'une automobile du type Diesel disponible dans le commerce pour démontrer les résultats obtenus en mettant en oeuvre la présente invention. Une chambre de catalyse teMeque celle décrite dans le premier mode de réalisation (figure 1) de l'inven- tion, décrite ci-dessus, a été adaptée au moteur. Un support de catalyseur en treillis a été réalisé à partir d'un fil ayant la composition suivante: % en poids Cr 15 Al 4 y 0, 3 - 10 - % en poids Fe complément On a déposé sur ce support une couche de fond consistant en de l'alumine gamma stabilisée par5% en poids de BaO et une couche de métal catalytique composé de platine et de palladium. La charge de Pt/Pd était de 2,5 g au total (Pt:Pd égale 1:1) en un volume total de catalyseur de 1377 cm3. Les résultats ont été obtenus conduisant l'automobile suivant le cycle Diesel LA4. Les hydrocarbures, le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote et les particules présentes dans les émissions de gaz d'échappement sont mesurés en g/km. On a d'abord fait des mesures de base sans catalyseur dans la chambre mais avec une pression ajustée à la même valeur qu'avec le catalyseur présent. Les résultats sont donnés dans le tableau 1: Tableau 1 Particu HC g/km CO g/km NOx g/km g/km Valeur de base 0,957 1, 199 0,950 0,528 Moteur modifié 0,133 1,175 0,608 0,273 On a trouvé que la pression secondaire était élevée. Exemple lA D'autres expériences ont été mises en oeuvre en utilisant le même catalyseur que dans l'exemple 1 ci- dessus. Les émissions de particules de base en utilisant le même véhicule ont été déterminées dans quatre essais et les valeurs sont indiquées en g/km. Ces valeurs ont été ajustées pour comporter les déterminations thermo- gravimétriques du pourcentage de carbone et les matières volatiles se trouvant dans les particules et les g/km de sulfate se trouvant dans les partbules. Les résultats obtenus sont comme suit: Valeurs de base Essai No. Particules g/km % de carbone %de matière SulJ 4 0,361 0,318 0,316 0,299 62,5 58,0 59,6 61,8 les Eates volatile g/km 37,5 0,009 42,0 0,006 ,4 0,07 38,2 0,07 - 11 - Remarque: Toutes les mesures ci-dessus complétées selon un cycle à chaud LA4. Les émissions de base déterminées pour les hydrocarbures, CO et NOx ont également été déterminées et les résultats sont comme suit: Essai NO. HC g/km CO g/km NOx g/km 1 0,217 0,972 1,103 2 0,210 0,950 1,120 3 0,220 0,970 1,109 Une chambre de catalyse a été réalisée en se conformant au contraintes imposées par les véhicules sans autres modifications aux compartiments du moteur. Ceci résultait en un volume de catalyseur de 0,9 litre ce qui était préVu comme étant insuffisant mais on a cepen- dant fait des essais complets. Les résultats sont comme suit: Essai No. Partbules % de carbone % de matière Sulfate g/km volatile g/km 1 0,307 79,4 20,6 0,0223 2 0,274 76,4 23,6 0,0229 3 0,275 75,3 24,7 0,0217 4 0,320 67,3 32,7 0,0341 0,289 63,4 36,6 0,039 6 0,305 76,1 23,9 0,031 Remarque: Le véhicule avait accompli 805 km avant le premier essai et la totalité de la période de l'essai a été achevée sous des conditions de roulage simu- lées en ville en utilisant le cycle LA4. Les résultats obtenus pour les émissions d'hydrocarbures, CO et NOx étaient comme suit: Essai No. HC g/km CO g/km NOx g/km 1 0,139 0,608 1,175 2 0,147 0,666 1,164 3 0,133 0,609 1,251 Exemple 2: Une seconde chambre de catalyseur comme celle décrite dans le second mode de réalisation (figure 2) était adaptée sur le moteur. On a appliqué unecouche de fond d'alumine gamma sur un support en treillis réalisé - 12 - avec le même fil que celui utilisé dans l'exemple 1. La couche catalytique de métal comprend 7,5 % en poids de rhodium et 92,5 % en poids de platine. Le volume total de catalyseur était de 1803 cm3. Le pots du support utilisé était environ 1,6 kg, 5 g de couche de fonds d'alumine et 2,9 g de catalyseur métallique Rh et Pt dans les proportions indiquées ci-dessus ont été appliquées sur le support. Les mesures de base ont été prises avec aucun catalyseur présent dans la chambre fixe adaptée au moteur. Les résul- tats sont donnés ci-dessous dans b tableau 2, le véhicule étant conduit suivant le cycle LA4 avec démarrage à chaud. Tableau 2 Particules HC g/km CO g/km NOx g/km g/km Valeursde base 0,217 0, 963 1,118 0,354 Moteur modifié 0,124 0,310 1,305 0,192 La pression sans catalyseur présent dans la chambre était de 60,95 mm Hg et 88,9 mm Hg lorsque le catalyseur se trouvait dans la chambre. Le rapport atomique C/H des partbules présentes dans le gaz d'échappement avant et après le passage au travers de la chambre de catalyseur a été mesuré et est donné ci-dessous dans le tableau 3 avec un démarrage à chaud du moteur. Tableau 3 Rapport C/H des particules présentes dans le gaz d'échappement Avant le catalyseur Après le catalyseur C 63 80 H 37 20 Ceci est une mesure de la diminution de la te- neur en composés organiques dans les gaz d'échappement.La concentration du sulfate présent dans les gaz d'échappement avant et après le catalyseur a été mesurée et on a trouvé qu'elle n'avait pas changée. D'autres résultats obtenus sont donnés ci-dessous dans le tableau 4 avec un démarrage à froid du moteur. - 13 - TABLEAU 4 HC g/km Valeurs de 0,254 base Moteur modi- 0,150 fié Moteur modi- 0,135 fié CO g/km 0,807 0,170 0,156 Particules NOx g/km g/km 1,180 0,385 1,155 1,155 0,261 0,248 La composition des particules présentes dans les gaz de sortie est donnée ci-dessous dans avec un démarrage à froid du moteur. TABLEAU 5 Sulfates g/km Carbone g/km Valeuride base 0,068 0,211 Moteur modifié 0, 068 0,174 Les résultats dans les tableaux ont été obtenus en utilisant une automobile le tableau 5 Hydrocarbures adsorbés g/km 0,102 0,015 2,3,4, et 5 à moteur Diesel disponible dans le commerce. Le moteur avait été modifié en y adaptant une chambre de catalyseur telleque celle précédemment décrite. L'automobile avait parcouru 805 km sur un circuit à essai avant d'être conduit suivant le cycle dit "ITaxiçycdd'avec une vitesse maximum de 40 kg/heure. D'autres essais ont été mis en oeuvre en utilisant une autombile à moteur Diesel disponible dans le commerce. Une chambre de catalyseur comme celle décrite dans le second mode de réalisation représenté dans la figu- re 2, a été adaptée au moteur. Un support a été réalisé en fil en acier inoxydable 310 ayant un diamètre de 0,2 mm et qui avait été applati jusqu'à 0,10 mm avant de réaliser le treillis. On a appliqué sur le support une couche de fond d'alumine gamma. La couche de catalyseur de métal comprenait 5,7 % de rhodium et94,3 % de platine avec une charge de 892g/m3. Le poids du fil utilisé était de 3200 g avec 1200 g de couche de fond. Le volume total de catalyseur était de 3646 cm3. Le poids des particules présentes dans le gaz d'échappement était mesuré en faisant passé un volume connu de gaz d'échappement au travers d'un tunnel de dilution o il a été dilué par un volume donné d'air pour empêcher que les solides ne se déposent avant de faire - 14 - passer les gaz au travers du filtre. Le poids des particules permet de calculer une valeur de ces particules exprimé en g/hr. Les particules présentes dans le gaz d'échappement étaient analyséesen outrepour obtenir lepoids thermo- gravimètrique et le poids des constituants volatils hydrocarbures, carbone, et sulfate. En utilisant le procédé ci-dessus, on a obtenu un certain nombre de tampons de filtre pour l'analyse. Le poids de sulfate dans les particules a été mesuré par analyse chimique par voie humide des particules. Un autre échantillon a été disposé dans une balance thermogravimétrique o l'échantil- lon a été chauffé sous atmosphère inerte jusqu'à une température de 7800C jusqu'à ce que le poids restait constant. La perte de poids entre le poids initial et le nouveau poids donne le poids desconstituantsvolati].. On a introduit de l'air et continue à chauffer jusqu'à ce que le poids était de nouveau constant.La différence entre ce poids et la valeur du poids constant précédent donne le poids desconstituantsde carbone présents. Le restant était de la cendre et des matières non combustibles tehs qie du fer. Les mesures de base ortété faites en raccordant un collecteur à un moteur au lieu de la chambre contenant le catalyseur. Les mesures ont été faites avec une automo- bile conduite suivant le cycle Diesel LA4 avec démarrage à froid et les valeurs sont données dans le tableau 6 ci-des- sous, suivant le cycle LA4 avec démarrage à chaud et les valeurs sont données dans le tableau 7 ci-dessus et les résultats pour des essais surles grand -routes sont donnés dans le tableau 8 ci-dessous. Les essais sur grand-routes réalisés étaient les essais standards utilisés aux Etats- Unis d'Amérique pour les essais de consommation de carburants. Les résultats donnés dans les tableaux 6 et 7 sont représentés sous forme graphique dans les figures -9, cycle LA4 avec démarrage à froid et dans les figures à 14 pour le cycle LA4 avec démarrage à chaud. (Traits interrompus pour les valeurs de base et traits continus pour le moteur modifié.) - 15 - La diminution de la concentration des particules (exprimée en g/km) au moyen d'un moteur à combustion selon l'invention est représentée dans la colonne 3. La diminution d'hydrocarbures adsorbés et de carbone présents dans les particules est représentée dans les colonnes 7 et 9 respecti- vement. Les valeurs pour le sulfate montrent une augmenta- tion dans certains cas mais le niveau absolu des émissions reste bas. Des mesures de pressions ont été faites. Elles consti- tuent la différence entre la pression des gaz en quit- tant les orifices de sortie et en quittant la chambre. Les résultats sont donnés dans le tableau 9 pour untautomobile conduite suivant le cycle LA4 et dans le tableau 10 pour l'essai de conduite sur grand-route. TABLEAU 6 (LA4, démarrage à froid) Is st a H> a|t IÈ =g st l _. 0 0,395 0,0055 0,1492 0,2411 0 bteur modifié 0,177 -55,0 0,0058 +44 0,0267 -82,1 0,1454 -39,7 965 0,175 -55,5 0,0109 +95,6 0,0333 -77,6 0,1315 -45,4 1930 0,211 -46,5 0,0075 +34,5 0,0448 -69,9 0,1589 -34,1 2896 0,137 -65,3 0,0061 +10,4 0,0196 -86,6 0,1115 -53,7 4827 0,195 -50,6 0,0144 +158,9 0,040 -72,8 0,1401 -41,9 5792 0,259 -34,3 0,0410 +633,3 0,0822 -44,9 0,1366 -43,3 6757 0,226 -42,8 0,0123 +121,1 0,0236 -84,2 0,1902 -21,1 7884 0,173 -56,1 0,0062 +11,1 0,0324 -78,3 0,1347 -44,1 8205 Valeurs de 0,430 0,0160 0,1266 0,2873 base 8849 Moteur modi- 0,164 61,9 0,0086 -46,3 0,0302 -76;1 0,1251 -56,4 fié 9815 0,196 -54,3 0,0233 +44,8 0,0420 -66,8 0,1310 -54,4 * 1367 0,190 -55,8 0,0094 -41,3 0,0272 -78,5 0,1535 -46,6 20112 Valeur de 0,403 0,0143 0,1249 0,2635 base 20112 Moteur 0,192 -52,4 0,0119 -16,9 0,0305 -75,6 0,1497 -43,2 modifié L_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.... _ _ _ _ _ _ _ _ / oe CO TABLEAU 7 (LA4 démarrage à chaud) l base. _ _4_ 0 Moteur modi- 0, 164 -53,8 0,0041 -17,7 0,0267 -81,3 0,133 -35,9 fié 965 0,133 -62,4 0,0046 -6,5 0,0224 -84,.3 0,1065 -48,7 1930 0,147 -58,4 0,0045 -9,1 0,0226 -84,1 0,1206 -41,9 2896 0,127 -64,2 0,0586 +17,7 0,0203 -85,7 0,1011 -51 4827 0,193 -45,6 0,0217 +336,4 0,0377 -73,6 0,1337 -35,6 5792 0,188 -46,9 0,0254 +411,2 0,0438 -69,3 0,1197 -42,3 6757 0,175 -50,5 0,0142 +185,5 0,0169 -88,2 0,1448 -30,2 7884 0,163 -54,0 0,0090 +82,0 0,0188 -86,8 0,1354 -34,7 8205 Valeurs de 0,340 0,0119 0,1215 0,2070 base 8849 Moteur 0,141 -58,6 0, 0118 -1,0 0,0188 -84,5 0,1103 -46,7 9815 modifié 0,165 -51,5 0,0229 +91,7 0,016 -86,7 0,1261 -39,0 13676 0,172 -49,3 0,0113 -5,7 0,018 -84,7 0,1429 -30,9 20112 Valeurs de 0,323 0,0102 0,129 0,1839 base 20112 Modifié 0,177 -45,1 0s0080 -21,2 0,0216 -83,3 0,1479 -19,6 0%> o o0 TABLEAU 8 0 Valeurs de 0,330 0,0105 0,1280 0,1920 base 2896 Moteur mod- 0,220 -33,3 0,0346 +229,6 0,0486 -62,0 0,1373 -28,5 fié 9815 Valeus de 0,306 0,0109 0, 1052 0,190 base 9815 Moteur mo- 0,558 + 82,1 0,080 +633,0 0,0141 -86,6 0, 4636 +143,8 1 difié H Co 13676 Valeuisde 0,382 0,0177 0,1385 0,2262 base 113676 Moteur mo- 0,344 -10,1 0,0218 +23,2 0,0618 -55,5 0,260 +15,1 difié 20112 Valeuis de 0,388 0,0192 0,1430 0,2261 base 20112 Moteur mo- 0,231 i -40,3 0,0261 +35,5 0,0609 -57,4 0,1441 -36,3 idifié N) 0% as. co oe C4 (A Co - 19 - TABLEAU 9 Pression en mm Hg km couverts Valeurs de base Max. Moyenne Apres lyse Max. la chambre de cata- Moyenne Démarrage chaud 79,24 16,00 61,46 16,51 Démarrage à froid 0 67,05 12,19 9815 122,9* 15,49 * Valeur élevée probablement due 89,91 21,84 ,01 29,21 116,84 24,38 114,3 24,13 123,44 41,91 117,34 35,05 83,312 24,38 63,5 21,08 à une accumulation de suie. o0 73,15 86,86 96,52 93,21 ,89 116,33 84,07 ,45 19,05 ,4 24,89 23,11 48,26 36,32 24,38 21,59 - 20 - TABLEAU 10 Pression en mm Hg km couverts Valeurs de Après chambre de catalysa base Max. Moyenne Max. Moyenne 2896 84,83 50,29 9815 50,8 27,94 102,87 73,66 13676 79,24 50,8 TABLEAU 11 Pression en mm Hg km couverts Valeurs de Après chambre de catalyse base _ Max. Moyenne Max. Moyenne 73,15 14,22 81,28 20,32 13676 113,7 15,49 117,34 35,05 Dans la description précédente, les abrévia- tions suivantes ont été utilisées et leur signification est indiquée cidessous: CVS - échantillon à volume constant LA4 - cycle de Los Angeles déposé par Environmnental Protection Agency (EPA) et les Etats-Unis et est un cycle d'essai standard conçu pour simuler une conduite dans des conditions de trafic à Los Angèles. C'est en outre unessai auquel tous les nouveaux véhicules sont soumis. Taxi Cycle: - Un cycle d'essai d'environ 80 km accepté par l'EPA et réalisé à faible vitesse de 40 km/h et comprend des périodes ou le véhicule est à l'arrêt et que le moteur tourne à vide. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au moteur et procédé qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. - 21 - Revendications: 1. Moteur à combustion comprenant un appareil pour diminuer les matières poluantes se trouvant dans les gaz d'échappement émis par le moteur comprenant au moins un orifice d'évacuation, caractérisé en ce que cet appareil comprend une enceinte définissant une chambre contenant un catalyseur, le catalyseur comprenant un substrat réalisé en une matière métallique filamentaire et réalisée en treillis à ramales tissée ou sous forme broyée, une première couche d'oxyde de métal réfractaire appliquée au substrat et une seconde couche d'un catalyseur appliquée sur la première couche, cette chambre comprenant une entrée en communication avec l'orifice d'évacuation par lequel le gaz d'échappement émis par le moteur est amené dans la cham- bre et passe au travers du catalyseur avant de passer au travers du système d'évacuation vers l'atmosphère. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette enceinte comprend un certain nombre d'entrées correspondant au nombre des orifices d'évacuation du moteur. 3. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que cet appareil est disposé adjacent auxorifioesd'évacuation du moteur. 4. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le substrat métallique est disposé de façon à établir un contact maximum entre la matière du catalyseur et le gaz d'échappement. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière de catalyseur est un métal ou un alliage métallique ou une composition contenant deux ou plusieurs métaux et/ou leursoxydes. 6. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat métallique est sous forme d'un ruban avec au moins deux surfaces opposées sensiblement plates. 7. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière métallique filamentaire est sous forme d'un fil. 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le substrat métallique induit une turbulence dans les gaz d'échappement quittant la chambre - 22 - 9. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la couche d'oxyde de métal réfractaire est choisie dans le groupe comprenant: Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, les lanthanides, Ti, Zr, Hf, Th, Ta, V, Cr, Mn, Co, Ni, B, Al, Si et Sn. 10. Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première couche est en Al203, hydrates d'alumine, BaO, TID2, ZrO2, HfO2, ThO2 ou Cr203. 11. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est réalisé en un alliage résistant à la corro- sion contenant un métal non noble. 12. Moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le substrat est réalisé en un alliage contenant du nickel et du chrome ayant une teneur globale de nickel plus chrome supérieure à 20% en poids. 13. Moteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le substrat est réalisé en un alliage de fer contenant au mokhs un des éléments: chrome (30à 40% en poids), aluminium (1 à 10% en poids), cobalt (trace à 5% en poids), nickel (trace à 72% en poids) et carbone (trace à 0,5% en poids). 14. Moteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'alliage en métal non noble comprend de l'yttrium en une quantité de 0,1 à 3,0 %. 15. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est réalisé en une matière métallique ayant une épaisseur tombant dans le domaine de 0,02 à 0,05 cm. 16. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la matière de catalyseur est un métal choisi dans le groupe comprenant Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mo, W, Y, Ce, des alliages contaiant au moins un des ces métaux et des composés intermétalliques contenant au moins 20% en poids d'un ou plusieurs de ces métaux. 17. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il fonctionneselmc>Wycle de combustion Diesel. 18. Procédé pour diminuer la pollution par lesgaz d'échappe- ment des moteurs à combustion caractérisé en ce qu'il consis- te à faire passer ces gaz d'échappement depuis le cylindre - 23 - de ce moteur dans une chambre contenant un catalyseur sur un support d'un modèle tel qu'une turbulence est obtenue et les matières polluantes dans le gaz d'échappement viennent en contact avec ce catalyseur et au mdns une partie de ces constituants nocifs et ces particules nocives subissent une oxydation catalytique.