Brevet FR2714695A1 — publié le 19950707

PROCEDE POUR MAINTENIR PROPRE LES CIRCUITS D'UN MOTEUR TURBOCOMPRESSE ET POUR REDUIRE LES REJETS CARBONES D'UN TEL MOTEUR La présente invention a pour objet un procédé pour maintenir propre les circuits d'un moteur turbocompressé et pour réduire les rejets carbones d'un tel moteur. Elle concerne plus particulièrement l'utilisation de réactif à base de terres rares pour améliorer le fonctionnement des moteurs à combustion interne équipé d'un turbocompresseur. Lors de la combustion des carburants et notamment celle du gazole dans le moteur diesel, les produits carbones, ou hydrocarbonés, ont tendance à former dans leurs produits de combustion, des particules carbonées que l'on désignera dans la suite de la description sous l'expression de "suie(s)" qui sont réputées nocives tant pour l'environnement que pour la santé des mammifères supérieurs. En outre ces suies souillent et encombrent les circuits du turbocompresseur. Cette accumulation des suies est susceptible de nuire au bon fonctionnement de l'ensemble moteur- turbocompresseur. Depuis longtemps, on a recherché des techniques qui permettraient de réduire l'émission de ces suies. Cette recherche doit tenir compte de la contrainte d'éviter d'augmenter l'émission de monoxyde de carbone et/ou de gaz réputés toxiques et mutagènes tels que les oxydes d'azote. De très nombreuses solutions ont été proposées pour réduire ces émissions carbonées. On s'oriente de plus en plus vers la combustion d'une grande partie des particules carbonées éventuellement retenues par un filtre équipant le pot d'échappement. En outre, les moteurs à combustion interne, notamment diesels, équipés d'un "turbo" ne délivrent pratiquement pas de gaz d'échappement à la température adéquate (c'est-à-dire que la température est insuffisante pour que l'inflammation se déclenche), ce qui conduisait les spécialistes en la matière à considérer qu'aucune des techniques de combustion envisagées pour les moteurs diesels simples ne pouvaient être transposables sur les moteurs à combustion interne turbocompressés, notamment diesels. Et cela, au point même qu'aucun essai n'avait été réalisé avant la présente invention. C'est pourquoi un des buts de la présente invention est de fournir un procédé qui permette d'éviter l'accumulation des particules carbonées dans les circuits du turbocompresseur. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette l'élimination des fines particules même lorsqu'il y a un turbo dans le moteur diesel. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette d'oxyder les particules les plus fines et réduise la quantité de suies imbrûlées émises par le système. Ces buts et d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints au moyen d'un procédé de traitement des moteurs à combustion interne équipé d'un turbocompresseur, procédé dans lequel on alimente ledit moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur au moyen d'un combustible contenant au moins un composé de terre(s) rares(s). En effet, de manière complètement imprévue, il a été montré que l'addition de cérium, ou de toute(s) autre(s) terre(s) rare(s), permettait d'éviter tout dépôt carboné dans les pièces du turbocompresseur, facilitant ainsi leur mise en oeuvre et leur marche, et ce, bien que les conditions de température régnant dans le turbo soient très significativement inférieures à celles qui permettent l'inflammation des suies même dopées en terre rare. Ainsi, de manière complètement inattendue, lorsque l'on alimente un moteur turbocompressé avec un carburant additionné de composé à base de terre(s) rare(s) les conditions qui règnent dans le turbo d'un moteur diesel sont suffisantes pour obtenir une combustion des particules carbonées qui, en général, souillent le circuit de turbo compression des moteurs dits "turbocompressés". Lorsque le moteur à combustion interne est un moteur diesel équipé d'un turbocompresseur, les résultats sont particulièrement probants cependant que la marche du moteur en est considérablement améliorée. Les terres rares préférées sont le cérium, le néodyme et le lanthane et leurs mélanges. Toutefois, à ce jour, les meilleurs résultats sont ceux obtenus au moyen de cérium. Dans leur fonction catalytique après la sortie du moteur, ces métaux sont, de préférence, sous la forme de leur oxyde, de cérium IV dans le cas du cérium, trivalent dans les autres cas. Il est possible d'utiliser des mélanges de terre rare mais, dans ce cas, il est préférable que le cérium et/ou le lanthane soient majoritaires. En général, les terres rares sont introduites dans les suies par l'addition dans le carburant de dérivé(s) tel(s) que leurs sels ou de leurs sols. Il convient toutefois de souligner que la forme sous laquelle est introduite la, ou les, terre(s) rare(s) dans le combustible, n'est pas sans effet sur la taille des cristallites et agrégats qui se trouvent dans la suie, taille qui joue un rôle dans la capacité catalytique des terres rares présente au sein des suies (cf. Demande de brevet français N 92/14158 déposé le 25.11.1992 et intitulé "agrégat de cristallites d'oxyde cérique, procédé d'obtention et son utilisation pour réduire les résidus de combustion"). Par ailleurs, lorsque l'on choisit cet élément comme catalyseur, la durée de vie des sels et des sols de cérium en milieu organique est souvent faible et peut être cause de mauvais résultats dans l'effet catalytique. Aussi quand on désire utiliser le cérium il est préférable d'utiliser soit les sols, soit les sels objet de la demande de brevet Européenne déposée sous le N 93/304760.7 et publiée sous le N 0575189. Avantageusement les terres rares sont présentes dans les suies à un niveau compris entre 500 ppm et 10 % de préférence au moins 1000 ppm (masse de métal contenu) et au plus 5 % en moyenne pendant un cycle européen. Pour être efficace, il convient d'ajouter la terre rare à une teneur d'au moins ppm par rapport au combustible carboné, de préférence 20 ppr, plus avantageusement 50 ppm. Il est préférable que la teneur en terre rare ne dépasse pas 500 ppm pour des raisons de coût. Il est préférable que l'oxyde de cérium ainsi formé présente une granulométrie telle que le d80 soit au plus égal à 10.000 A (1.000 nanomètres), de préférence à 5.000 A (500 nanométres). Il est également préférable que le d20 soit supérieur à 200 A (20 nanométres) et de préférence 500 A (50 nanométres). Ainsi selon la présente invention, on à mis au point une nouvelle utilisation de composition à base de terre(s) rare(s). Le plus souvent les compostions sont des composés de terre(s) rare(s) liquides dans les conditions d'utilisation (notamment température ambiante au moteur), sous forme de sol, ou dissous, dans des diluants hydrocarbonés, notamment les combustibles, y compris les gazoles. REVENDICATIONS. 1. Procédé pour maintenir propre les circuits d'un moteur turbocompressé caractérisé par le fait que on alimente ledit moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur au moyen d'un combustible contenant au moins un composé de terre(s) rares(s). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la teneur en terre(s) rare(s) est d'au moins 10 ppm par rapport au combustible carboné, avantageusement 20 ppm, de préférence 50 ppm (en masse). 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la teneur en terre rare ne dépasse pas 500 ppm. 4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moteur à combustion interne est un moteur diesel. 5. Utilisation de composition à base de terre(s) rare(s) pour maintenir propre les circuits d'un moteur turbocompressé. 6. Utilisation selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la composition est choisie parmi les composés de terre(s) rare(s) liquides dans les conditions d'utilisation.