Brevet FR2783564A1 — publié le 20000324

La présente invention concerne un dispositif de régénération d'un filtre à particules de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule au- tomobile. On sait que la purification des gaz d'échappement des moteurs des véhicules automobiles est un problème qui prend de plus en plus d'importance. On a en effet proposé dans l'état de la technique, d'utiliser différents moyens pour réduire le niveau des émissions polluantes des moteurs des véhi- cules. C'est ainsi par exemple que l'on a proposé d'utiliser des filtres à parti- cules. Ces filtres présentent une structure alvéolaire à canaux de rétention des particules et sont traversés par les gaz d'échappement de manière que les particules contenues dans ces gaz se déposent sur les parois de ces filtres afin d'éviter qu'elles soient rejetées dans l'atmosphère. Cependant, ces filtres doivent être régénérés périodiquement par exemple par combustion des particules. Cette combustion peut être déclenchée de différentes façons. En fait, la façon la plus connue de détruire ces particules consiste en un apport d'énergie électrique permettant de déclencher leur combustion. C'est ainsi par exemple que l'on peut utiliser des moyens de chauffage électrique des particules déposées sur le filtre, ces moyens de chauffage étant reliés à une source d'alimentation en énergie électrique, pour chauffer ces parti- cules et déclencher leur combustion afin de régénérer le filtre. Cependant, dans l'état de la technique, ces moyens de chauffage sont distincts du filtre et disposés à proximité de celui-ci pour assurer le chauffage des particules. On conçoit alors qu'une telle structure présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de l'énergie électrique requise pour ame- ner les particules à une température suffisante pour déclencher leur combustion. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de régénération d'un filtre à particules de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, auquel sont associés des moyens de destruction des particules contenues dans les gaz, par apport d'énergie électrique, et présentant une structure alvéolaire à canaux de rétention de celles-ci, caractérisé en ce que les moyens de destruction comportent en outre des moyens formant bornes de contact se présentant sous la forme d'un réseau d'électrodes en peigne, insérées dans au moins certains des canaux du filtre, associés à des moyens formant bornes de contact complémentaires, ces moyens formant bornes de contact étant reliés à une source d'alimentation en énergie électrique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va sui- vre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: - les Figs.1 à 4 représentent quatre vues schématiques illustrant qua- tre exemples de réalisation d'un dispositif de régénération d'un filtre à particules selon l'invention. On a en effet représenté sur ces figures, un dispositif de régénération d'un filtre à particules désigné par la référence générale 1, de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile. Ce filtre présente une structure alvéolaire à canaux de rétention de celles-ci en vue de leur destruction, dont cinq désignés par les références géné- rales 2,3,4,5 et 6, sont illustrés sur ces figures. Les extrémités opposées de deux canaux adjacents du filtre, sont ob- turées par exemple par des bouchons, tels que le bouchon désigné par la réfé- rence générale 7 sur ces figures pour le canal désigné par la référence générale 2 et le bouchon désigné par la référence générale 8 pour le canal désigné par la référence générale 3, de manière à amener les gaz d'échappement à traverser la paroi du filtre afin de retenir les particules contenues dans ceux-ci. Pour la régénération du filtre, celui-ci est également associé à des moyens de destruction des particules par apport d'énergie électrique. Ces moyens sont désignés par la référence générale 9 sur ces figures et sont reliés par exemple à une source d'alimentation en énergie électrique dé- signée par la référence générale 10. Selon l'invention, ces moyens de destruction des particules compren- nent en outre des moyens désignés par la référence générale 11 sur ces figures, formant bornes de contact, se présentant sous la forme d'un réseau d'électrodes en peigne, insérées dans au moins certains des canaux du filtre à particules, associés à des moyens formant bornes de contact complémentaires, désignés par la référence générale 12. Ces moyens formant bornes de contact 11 et 12 sont reliés à la source d'alimentation en énergie électrique 10. Les moyens 11 se présentant sous la forme d'un réseau d'électrodes en peigne, comportent en effet plusieurs électrodes, dont deux, désignées par les références générales 13 et 14 sont représentées sur les figures 1 et 2, ces électrodes étant insérées dans certains des canaux du filtre, tels que les canaux 2 et 5 comme cela est illustré. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, les moyens formant bornes de contact complémentaires désignés par la référence générale 12, comportent un autre réseau d'électrodes en peigne également insérées dans au moins certains des canaux du filtre. C'est ainsi par exemple que cet autre réseau d'électrodes 12 comporte également deux électrodes désignées par la référence générale 15 et 16 sur cette figure 1, disposées dans les canaux respectivement 2 et 5 du filtre, en re- gard des électrodes 13 et 14 de l'autre réseau d'électrodes. Certaines de ces électrodes sont alors amenées à traverser les bou- chons d'obturation des extrémités des canaux correspondants du filtre. Ceci permet alors de soumettre les particules piégées dans le filtre à un champ électrique élevé en vue de leur destruction en faisant circuler un cou- rant électrique dans celles-ci. En effet, pour permettre la destruction de ces particules par exemple par combustion, il est possible de déclencher une réaction de combustion de celles-ci en faisant monter leur température à une valeur comprise par exemple entre 600 et 800 C selon la nature du dépôt. L'application d'une différence de potentiel entre les deux réseaux d'électrodes permet par exemple de faire circuler un courant électrique dans les particules déposées sur la paroi correspondante du filtre pour chauffer celles-ci afin de faire monter leur température à la température suffisante pour déclencher leur combustion. On notera également que dans ce cas, la réaction de combustion des particules est exothermique et permet de déclencher la combustion des particu- les piégées dans les canaux du filtre adjacents aux canaux dans lesquels sont disposées des électrodes. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, les électrodes en regard, des réseaux, sont disposées dans des canaux adjacents du filtre. Sur le figure 3, on a représenté un autre exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On reconnaît sur cette figure, le filtre à particules 1, les canaux 2 à 6, les bouchons 7 et 8, les moyens d'apport d'énergie électrique 9, la source d'ali- mentation en énergie électrique 10 et le réseau d'électrodes en peigne 11. Cependant, dans cet exemple de réalisation, les moyens formant bor- nes de contact complémentaires sont désignés par la référence générale 17 et comportent par exemple un réseau de pistes conductrices de l'électricité, for- mées sur la paroi de certains canaux du filtre. C'est ainsi par exemple que ce réseau de pistes comporte des pistes 18 et 19 formées respectivement dans les canaux 2 et 5 du filtre. Ces pistes conductrices sont alors également reliées à la source d'alimentation en énergie électrique. De telles pistes peuvent par exemple être sérigraphiées ou collées sur la paroi correspondante du filtre. D'autres versions de tels moyens peuvent être envisagées comme par exemple l'utilisation de fils électriques associés aux canaux, ces fils électriques pouvant par exemple être intégrés dans la paroi du filtre, sérigraphiés sur cette paroi ou encore déposés et collés sur celle-ci. Enfin, et selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4, les moyens formant bornes de contact complémentaires sont désignés par la réfé- rence générale 20 et comprennent par exemple un treillis métallique disposé en regard du réseau d'électrodes en peigne 11. Dans ce cas, ce treillis est également relié à la source d'alimentation en énergie électrique 10. Ce treillis métallique peut par exemple être formé par une grille dispo- sée à l'extérieur du filtre ou sérigraphiée sur l'extrémité de celui-ci. Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore de ce dispositif peuvent être envisagés. C'est ainsi par exemple que les moyens formant bornes de contact complémentaires peuvent également comporter un substrat perforé en matériau céramique disposé en regard du réseau d'électrodes en peigne et sur lequel est formé un motif de pistes en matériau conducteur de l'électricité. Ces pistes peuvent alors également être sérigraphiées sur le substrat. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régénération d'un filtre à particules de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, auquel sont associés des moyens (9) de destruction des particules contenues dans les gaz, par apport d'énergie électrique, et présentant une structure alvéolaire à canaux (2,3,4,5,6) de rétention de celles-ci, caractérisé en ce que les moyens de destruction des particules comportent en outre des moyens (11) formant bornes de contact se présentant sous la forme d'un réseau d'électrode en peigne, insérées dans au moins certains des canaux du filtre, associés à des moyens (12;17;20) formant bornes de contact complémentaires, ces moyens formant bornes de contact étant reliés à une source d'alimentation en énergie électrique (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens formant bornes de contact complémentaires comportent un autre réseau d'électrodes en peigne (12) également insérées dans au moins certains des ca- naux du filtre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les élec- trodes des deux réseaux (11,12) sont insérées dans les mêmes canaux du filtre. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les élec- trodes des deux réseaux (11,12) sont insérées dans des canaux adjacents du filtre. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens formant bornes de contact complémentaires (17) comportent un réseau de pistes conductrices de l'électricité (18,19), formées sur la paroi de certains des canaux du filtre. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites pistes (18,19) sont sérigraphiées sur la paroi du filtre. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens formant bornes de contact complémentaires comprennent des fils élec- triques associés aux canaux du filtre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits fils sont déposés, sérigraphies ou intégrés à la paroi correspondante du filtre. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens formant bornes de contact complémentaires (20) comprennent un treillis métallique disposé en regard du réseau d'électrodes en peigne (11). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le treillis métallique (20) est formé par une grille disposée à l'extérieur du filtre. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le treillis métallique (20) est formé par une grille sérigraphiée sur l'extrémité correspon- dante du filtre. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens formant bornes de contact complémentaires comprennent un substrat perforé en matériau céramique disposé en regard du réseau d'électrodes en pei- gne et sur lequel est formé un motif de pistes en matériau conducteur de l'électri- cité.