Brevet FR2686374A1 — publié le 19930723

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour neutraliser les effets, sur l'ozone stratosphérique, des émissions, à haute altitude, d'oxydes de l'azote, dues à l'aviation subsonique ou supersonique. I1 est bien connu que les oxydes de l'azote et notamment l'oxyde azotique NO2 détruisent, par une série de réactions photochimiques, l'ozone stratosphérique. Or les gaz d'échappement produits par des avions volant à haute altitude ont une teneur relativement élevée en oxydes d'azote et sont donc particuliérement nuisibles pour l'environnement. La présente invention vise à procurer un procédé et un dispositif permettant, par des moyens très simples, de détruire les oxydes d'azote produits par la combustion d'un carburant et de créer, à partir de ces oxydes d'azote, des produits de décomposition non dangereux à l'égard de l'ozone stratosphérique. A cet effet ce procédé pour neutraliser les effets, sur l'ozone stratosphérique, des émissions, à haute altitude, d'oxydes d'azote présents dans les gaz d'échappement des moteurs d'avions subsoniques ou supersoniques, est caractérisé en ce qu'on injecte, dans le panache des gaz d'échappement du moteur, un produit neutralisant, liquide ou gazeux, c'est-à-dire réagissant avec les oxydes d'azote pour les détruire à terme et les transformer en produits de décomposition non nuisibles à l'égard de l'ozone stratosphérique, et on asservit le débit de produit neutralisant notamment à la consommation de carburant. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend une source d'un produit neutralisant, sous forme liquide ou gazeuse sous pression, laquelle est reliée à la circulation interne et/ou externe des gaz d'échappement du moteur par l'intermédiaire d'une vanne asservie de manière à laisser passer un débit de produit neutralisant vers les gaz d'échappement qui soit fonction des caractéristiques de fonctionnement du moteur. Le produit utilisé pour la neutralisation des effets des oxydes d'azote peut être notamment de l'eau, du méthane, des produits hydrocarbonés ou d'autres produits à action semblable, ce produit neutralisant étant stocké dans un réservoir spécifique de l'avion, sous une forme liquide ou gazeuse sous pression, ou bien encore étant obtenu à bord de l'avion par un procédé approprié thermique, catalytique ou associant ces deux voies. La quantité d'oxyde azotique NO2 émise par un moteur (tel qu'un réacteur) d'avion est proportionnelle à la consommation de carburant C, mesurée par un débitmètre, et à l'indice d'émission I, qui est égal au rapport entre la masse, en grammes, d'oxyde azotique NO2 dans les gaz d'échappement et la masse, en kilogrammes, du carburant consommé correspondant, cet indice d'émission I étant une fonction prédéterminée de la richesse stoechiométrique de mélange R. Cette dernière est accessible par une mesure du débit de l'air comburant dans les conditions de température et de pression liées au régime de la chambre de combustion et à l'altitude de vol. Le débit N d'oxyde azotique NO2 est alors N = KCI. Le dispositif suivant l'invention comprend des moyens pour calculer, en fonction du débit d'oxyde azotique N, un débit de gaz neutralisant devant etre injecté dans les gaz d'échappement. Le débit désiré de gaz neutralisant est obtenu en réglant d'une manière corrélative une servovanne branchée entre la source de gaz neutralisant et le panache des gaz d'échappement. En première approximation le débit L de gaz neutralisant est donné par L = K'CI, mais plus généralement, prend la forme L(K,K',C,I). Les coefficients K et K' sont tabulés à partir des données thermocinétiques du niveau de vol considéré, dont les teneurs externes en oxydes de l'azote. Ces dernières peuvent être déterminées soit par des mesures effectuées à partir de l'avion lui-même, tant locales qu'à distance - par exemple par spectrométrie - soit par des mesures transmises à partir de points de mesure terrestres ou aéroportés. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour neutraliser les effets, sur l'ozone stratosphérique, des émissions, à haute altitude, d'oxydes d'azote présents dans le panache des gaz d'échappement des moteurs d'avions subsoniques ou supersoniques, caractérisé en ce qu'on injecte, dans le panache des gaz d'échappement du moteur, un produit neutralisant, liquide ou gazeux, c'est-àdire réagissant avec les oxydes d'azote pour les détruire à terme et les transformer en produits de décomposition non nuisibles à l'égard de l'ozone stratosphérique, et on asservit le débit de produit neutralisant notamment à la consommation de carburant. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le produit neutralisant est obtenu à bord de l'avion par un procédé thermique, catalytique ou associant ces deux voies. 3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'on régule, au moyen d'une vanne asservie, l'émission du produit neutralisant en tenant compte également du niveau des oxydes de l'azote dans l'environnement atmosphérique où circule l'avion, ce niveau faisant l'objet soit de mesures effectuées à partir de l'avion lui-meme, tant locales qu'à distance - par exemple par spectrométrie -, soit de mesures retransmises effectuées du sol ou d'un autre véhicule aérien. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendications 1 caractérisé en ce qu'il comprend une source d'un produit neutralisant, sous forme liquide ou gazeuse sous pression, laquelle est reliée au panache des gaz d'échappement du moteur par l'intermédiaire d'une vanne asservie de manière à laisser passer un débit de produit neutralisant vers les gaz d'échappement qui soit fonction des caractéristiques de fonctionnement du moteur au régime et au niveau de vol considérés. 5.- Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le produit utilisé pour la neutralisation des effets des oxydes d'azote est de l'eau, du méthane, des produits hydrocarbonés ou d'autres produits à action semblable. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le produit neutralisant est stocké dans un réservoir spécifique de l'avion, sous une forme liquide ou gazeuse sous pression.