Brevet FR2859239A1 — publié le 20050304

Dispositif de régulation thermique de gaz d'échappement L'invention se rapporte aux dispositifs de régulation thermique de gaz circulant le long d'une ligne d'échappement en sortie de moteurs thermiques de véhicules automobiles. Les normes environnementales imposent une réduction importante des niveaux d'émission des moteurs à combustion interne des véhicules automobiles. Pour réduire la formation des oxydes d'azoté, on connaît des dispositifs de régulation thermique des gaz d'échappement qui sortent d' un moteur thermique et vont vers un élément de catalyse du type connu sous la désignation "DENOX" et aptes à réduire la teneur en oxydes d'azote. Ces dispositifs comportent un échangeur de chaleur muni d'une dérivation externe qui permet aux gaz d'arriver à la bonne température dans le catalyseur. Les gaz passent, soit dans l'échangeur pour y être refroidis, soit dans la dérivation pour ne pas être refroidis. L'inconvénient principal d'une dérivation externe est son encombrement. L'invention a pour objet un dispositif de régulation thermique de gaz d'échappement de moteur thermique de véhicule qui remédie à cet inconvénient grâce à la présence d'un échangeur de chaleur à dérivation interne. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que le dispositif de régulation thermique de gaz circulant le long d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique comprend: - un échangeur de chaleur présentant une entrée et une sortie pour les gaz; - une dérivation apte à être traversée par lesdits gaz; - des moyens de distribution pour transmettre les gaz, soit par l'intermédiaire de la dérivation, soit par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur, soit de façon partagée entre ces deux directions, ledit dispositif comprenant un boîtier accueillant au moins lesdits moyens de distribution et ladite dérivation, les entrée et/ou sortie dudit échangeur de chaleur étant situées à la surface dudit boîtier. Ainsi pour les gaz d'échappement, l'élément de catalyse peut être utilisé dans une grande plage de températures, voire quelle que soit la température des gaz d'échappement, ce qui permet de faire fonctionner le moteur en mélange pauvre plus souvent, voire chaque fois que cela est souhaitable pour réduire la consommation de carburant. De manière préférentielle, l'échangeur de chaleur et la dérivation présentent au moins un orifice de communication permettant l'introduction des gaz d'échappement dans ledit échangeur de chaleur depuis ladite dérivation. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la dérivation est réalisée sous la forme d'un tube central de dérivation couplé par une première extrémité à l'entrée du dispositif de régulation pour être alimenté par les gaz d'échappement du moteur thermique, un tube de transfert entourant le tube central de dérivation sur au moins une partie de sa longueur pour transférer les gaz d'échappement circulant au voisinage d'une deuxième extrémité du tube central dans l'échangeur de chaleur disposé autour du tube de transfert. Grâce à ces caractéristiques, l'échangeur de chaleur permet de refroidir les gaz d'échappement qui le traversent, de façon efficace, sans abaisser de façon trop importante la température des gaz d'échappement circulant à l'intérieur de la dérivation qui se trouve séparée du circuit de refroidissement de l'échangeur. Il est d'ailleurs à noter qu'un tel dispositif pourra, selon l'invention, être appliqué à la régulation thermique de tout type de gaz, en particulier de gaz d'échappement recirculés à l'admission du moteur. Les moyens de dérivation sont alors couplés entre la deuxième extrémité du tube central de dérivation et un orifice de sortie des gaz d'échappement du dispositif de régulation pour transmettre les gaz sortant de la deuxième extrémité du tube central de dérivation, soit directement vers l'orifice de sortie des gaz d'échappement du dispositif de régulation lorsque les moyens de dérivation sont dans une position ouverte, soit indirectement vers l'orifice de sortie des gaz d'échappement du dispositif de régulation par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur relié au tube de transfert, lorsque les moyens de dérivation sont dans une position fermée, soit de façon partagée entre ces deux directions lorsque les moyens de dérivation sont dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le tube central de dérivation est traversé au voisinage de sa deuxième extrémité par des ouvertures qui mettent en communication l'intérieur du tube central de dérivation avec le tube de transfert. Cette disposition permet d' éviter que les gaz ne pénètrent dans l'échangeur de chaleur lorsque les moyens de dérivation (généralement une vanne) sont dans une position complètement ouverte. Pour ce faire, les ouvertures du tube central sont situées très proches de la deuxième extrémité du tube central, ce qui permet à la pression des gaz d'échappement de chuter avant et après la traversée des moyens de distribution (généralement un corps de vanne), et de rendre négligeables les fuites de gaz vers l'échangeur de chaleur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur de chaleur comprend un faisceau formé d'une multiplicité de tubes parallèles disposés tout autour du tube de transfert et assemblés avec le tube de transfert, entre une première et une deuxième boîte collectrice avec lesquelles ils communiquent, l'ensemble formé par le tube de transfert, le faisceau de tubes et les boîtes collectrices étant parcourus par les gaz d'échappement traversant les ouvertures du tube central de dérivation situées au voisinage de sa deuxième extrémité, tandis que le faisceau de tubes est refroidi par un liquide de refroidissement circulant dans l'espace laissé libre entre les tubes du faisceau. Lorsque le clapet est complètement fermé, les gaz d'échappement traversent les ouvertures situées à la deuxième extrémité du tube central de dérivation et circulent entre les parois du tube central de dérivation et du tube de transfert en direction de la première boîte collectrice de l'échangeur de chaleur où ils pénètrent pour distribuer au travers des tubes du faisceau de tube. Lors de leur traversée dans les tubes du faisceau, les gaz d'échappement sont refroidis par le liquide de refroidissement qui baigne le faisceau de tubes avant d'être dirigés vers la sortie du dispositif de régulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la première boîte collectrice se compose d'une bride annulaire dont dépend une paroi cylindrique, tandis que la première boîte collectrice est fermée par un couvercle dans lequel débouchent les extrémités des tubes du faisceau et une première extrémité du tube de transfert. Avantageusement, la deuxième boîte collectrice est formée en saillie autour d'une première extrémité d'un manchon dans lequel est engagée la deuxième extrémité du tube central de dérivation et comprend un fond délimité par une paroi cylindrique du manchon dans laquelle est engagée la deuxième extrémité du tube central, et une deuxième paroi cylindrique entourant la paroi cylindrique du manchon, tandis que la deuxième boîte collectrice est fermée par un couvercle dans lequel débouchent les extrémités des tubes du faisceau. Le fond de la deuxième boîte collectrice comporte avantageusement une ouverture annulaire centrée sur l'axe longitudinal du tube central de dérivation qui met en communication l'intérieur de la deuxième boîte collectrice avec une boîte de sortie des gaz d'échappement en forme de tronc de cône, reliée par sa plus grande base à la deuxième boîte collectrice, la plus petite base comportant un orifice de sortie par où s'échappent les gaz d'échappement sortant du dispositif de régulation. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de distribution comprennent un corps de vanne comportant un orifice d'entrée couplé au manchon et un orifice de sortie, opposé à l'orifice d'entrée, débouchant dans la boîte de sortie des gaz d'échappement. Les moyens de distribution comprennent avantageusement une vanne couplée entre l'échangeur de chaleur et la dérivation pour transmettre les gaz d'échappement, soit directement de l'entrée à la sortie lorsque la vanne est en position ouverte, soit indirectement vers la sortie par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur lorsque la vanne est en position fermée, soit de façon partagée entre ces deux directions lorsque la vanne est dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée. Dans l'invention, l'échangeur de chaleur est avantageusement refroidi par un mélange d'eau et de glycol. Il est en outre avantageux que les sections des écoulements des gaz d'échappement dans le tube central et dans le circuit formé par le tube de transfert et l'échangeur de chaleur soient à peu près constantes. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la dérivation est réalisée sous la forme d'un tube droit s'étendant entre une entrée et une sortie du dispositif de régulation, tandis que le circuit de circulation des gaz dans l'échangeur de chaleur a une forme en U et communique avec le tube de dérivation, respectivement avec une intersection amont du côté de l'entrée et une intersection aval du côté de la sortie, les moyens de dérivation étant couplés entre le tube de dérivation et la boîte d'échange de chaleur. Dans cette deuxième forme de réalisation de l'invention, les moyens de dérivation comprennent avantageusement une vanne du type papillon logée dans le tube de dérivation entre l'intersection amont et l'intersection aval. Dans une troisième forme de réalisation la dérivation est réalisée sous la forme d'un tube droit s'étendant entre une entrée et une sortie du dispositif, tandis que l'échangeur de chaleur est réalisé sous la forme de plaques ou de tubes parallèles à la direction longitudinale du tube formant la dérivation et communiquant avec le tube formant la dérivation respectivement avec une intersection amont du côté de l'entrée et une intersection aval du côté de la sortie, les moyens de distribution étant couplés entre le tube de dérivation et l'échangeur de chaleur. Dans une quatrième et cinquième forme de réalisation l'échangeur de chaleur, la dérivation et les moyens de distribution sont enfermés dans un même boîtier. L'échangeur de chaleur est formé par deux demi-faisceaux de plaques ou de tubes parallèles composés de deux blocs parallèles en forme de parallélipipèdes rectangles disposés de part et d'autre d'un même conduit de dérivation s'étendant entre une entrée et une sortie du boîtier. La vanne est montée pivotante dans le conduit de dérivation. Les blocs sont maintenus séparés à l'intérieur du boîtier entre deux plaques parallèles formant respectivement le fond et le couvercle du boîtier, tandis que le conduit de dérivation est délimité par l'espace compris entre les deux plaques et par les faces latérales en vis-à-vis des deux blocs. Dans la quatrième forme de réalisation chaque demi-faisceau est constitué par des plaques parcourues par un liquide de refroidissement, séparées les unes des autres par des espaces ou interstices qui communiquent directement avec le conduit de dérivation. Dans la cinquième forme de réalisation, chaque demi-faisceau est constitué de tubes parallèles à l'axe longitudinal du conduit qui communiquent par leurs extrémités respectives avec le conduit de dérivation par l'intermédiaire d'une boîte collectrice d'entrée et d'une boîte collectrice de sortie emboîtées sur les faces externes du boîtier autour des extrémités du conduit de dérivation. L'ensemble des configurations précédemment décrites permet d'obtenir une intégration dans espace réduit du dispositif de. régulation ce qui facilite la montée en température de l'élément de catalyse DENOX qui peut atteindre très rapidement son point de fonctionnement autour de 250 C nécessaire pour obtenir une réduction efficace de la teneur en oxydes d'azote lorsque la vanne dans le conduit ou le tube de dérivation est en position ouverte. Bien entendu, d'autres formes de réalisation sont possibles, à partir du moment où le dispositif comprend une dérivation interne associée à un échangeur de chaleur, la dérivation interne et l'échangeur de chaleur étant montée entre l'entrée et la sortie du dispositif. Sous un autre aspect, l'invention concerne une installation de circulation des gaz d'échappement pour un moteur thermique, cette installation comportant un dispositif de régulation thermique des gaz d'échappement comme défini précédemment. Le dispositif de régulation est avantageusement interposé entre un catalyseur trois voies et un élément de catalyse, en particulier du type "Denox". D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées. Sur ces figures: -la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un exemple de réalisation d'un dispositif de régulation thermique de gaz d'échappement selon l'invention; -la figure 2 est une vue externe de face du dispositif de régulation thermique de la figure 1; - la figure 3 est un schéma d'une installation comprenant un dispositif de régulation selon l'invention interposé entre un catalyseur trois voies et un élément de catalyse; - la figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif de régulation thermique selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, interposé entre un catalyseur trois voies et un élément de catalyse; - les figures 5 et 6 sont une vue en coupe et une vue en perspective d'un dispositif de régulation thermique selon une troisième forme de réalisation de l'invention comportant un échangeur de chaleur formé par un faisceau de plaques parallèles; - les figures 7 et 8 sont des vues en coupe d'un dispositif de régulation thermique selon une quatrième et une cinquième forme de réalisation de l'invention comportant respectivement un échangeur de chaleur formé par un faisceau de plaques parallèles et un faisceau de tubes parallèles; - la figure 9 une vue éclatée d'un dispositif de régulation thermique selon la quatrième forme de réalisation de l'invention; - les figures 10 et 11 sont deux vues en perspective du dispositif de régulation thermique de la figure 9, à l'état monté, laissant apparaître le chemin de circulation des gaz dans le dispositif lorsque la vanne du circuit de distribution est respectivement en position ouverte et en position fermée; - la figure 12 est une vue en perspective d'un dispositif de régulation thermique selon la cinquième forme de réalisation montrant le chemin de circulation des gaz dans le dispositif lorsque la vanne de distribution est en position ouverte; - la figure 13 une vue en perspective d'un dispositif de régulation thermique selon la cinquième forme de réalisation montrant le chemin de circulation des gaz dans le dispositif lorsque la vanne est en position fermée; et - la figure 14 une vue en perspective d'un dispositif de régulation thermique selon la cinquième forme de réalisation faisant apparaître le circuit de refroidissement du dispositif. Le dispositif de régulation thermique de gaz d'échappement, qui est désigné par la référence 1 sur la figure 1, est plus particulièrement destiné à fonctionner en liaison avec un moteur thermique de véhicule automobile. Le dispositif de régulation 1 comprend un tube central de dérivation 2 d'axe longitudinal XX' dont une première extrémité est engagée dans une collerette d'admission de gaz 3. La paroi du tube central de dérivation 2 est traversée au voisinage de la deuxième extrémité du tube par des ouvertures 4 qui mettent en communication l'intérieur du tube central de dérivation 2 avec un échangeur de chaleur 5 par l'intermédiaire d'un tube de transfert 6 entourant le tube central de dérivation 2 sur une partie de sa longueur. Les ouvertures 4 constituent ainsi l'entrée de l'échangeur de chaleur 5. L'échangeur de chaleur 5 est formé de façon connue par un faisceau formé d'une multiplicité de tubes parallèles 7 disposés tout autour du tube de transfert 6 suivant une direction parallèle à l'axe XX' et assemblés avec le tube de transfert 6, entre une première boîte collectrice 8 et une deuxième boîte collectrice 9 avec lesquelles ils communiquent de sorte que l'ensemble formé par le tube de transfert 6, le faisceau de tubes 7 et les boîtes collectrices 8 et 9 plisse être parcouru par les gaz d'échappement. La première boîte collectrice 8 se compose d' une bride annulaire 10 dont dépend une paroi cylindrique 11. La première boîte collectrice 8 est fermée par un couvercle 12, formant collecteur, dans lequel débouchent les extrémités des tubes 7 du faisceau et une première extrémité du tube de transfert 6. La première boîte collectrice 8 est fixée par des vis 13 contre la collerette d'admission de gaz 3. La deuxième boîte collectrice 9 est formée en saillie autour d'une première extrémité d'un manchon 14 dans lequel est engagée la deuxième extrémité du tube central de dérivation 2. Elle se compose d'un fond 15 délimité par une paroi cylindrique 16 du manchon 14 dans laquelle est engagée l'extrémité du tube central de dérivation 2, et une deuxième paroi cylindrique 17 entourant la paroi cylindrique 16 du manchon. La deuxième boîte collectrice 9 est fermée par un couvercle 18, formant collecteur, dans lequel débouchent les extrémités des tubes 7 du faisceau. Le couvercle 18 forme ainsi la sortie de l'échangeur de chaleur. Le faisceau de tubes parallèles 7 est disposé à l'intérieur d'une paroi cylindrique 19 concentrique au tube central de dérivation 2, fermée à ses extrémités par les couvercles 12 et 18 des boîtes collectrices 8 et 9 et est refroidi par un liquide réfrigérant tel que par exemple, un mélange d'eau et de glycol, provenant du circuit de refroidissement du moteur, non représenté. Le liquide de refroidissement pénètre dans l'espace laissé libre entre les tubes 7 du faisceau et l'espace délimité par la paroi cylindrique 19 et les couvercles 12 et 18 des boîtes collectrices 8 et 9, par une tubulure d'admission 20 et une tubulure d'évacuation 21 (figure 2) reliées au circuit de refroidissement du moteur. Le couvercle 18 constitue ainsi la sortie de l'échangeur de chaleur 5. Le fond 15 de la deuxième boîte collectrice 9 comporte une ouverture annulaire 22 délimitée par deux bords circulaires centrés sur l'axe longitudinal XX' du tube central de dérivation 2. L'ouverture annulaire 22 met en communication l'intérieur de la deuxième boîte collectrice 9 avec une boîte de sortie 24 des gaz d'échappement, qui comporte une bride 23 pour sa fixation à la boîte collectrice 9. La boîte de sortie 24 a la forme d'un tronc de cône et elle est reliée par sa plus grande base à la boîte collectrice 9, la plus petite base comportant un orifice de sortie 25 par où s'échappent les gaz d'échappement sortant du dispositif de régulation 1. Le manchon 14 met également en communication le tube central de dérivation 2 avec la boîte de sortie 24 des gaz d'échappement par l'intermédiaire d'une vanne 26 munie d'un clapet 27 et dont le corps comporte un orifice d'entrée 28 couplé au manchon 14 et un orifice de sortie 29, opposé à l'orifice d'entrée 28, débouchant en regard de l'orifice de sortie 25. Le corps de la vanne a la forme d'un cylindre centré sur l'axe XX' et il est relié à la boîte de sortie 24 par une entretoise diamétrale 30. Le clapet 27 est commandé en rotation par un actionneur 31, par exemple une vanne pneumatique, représenté à la figure 2, et permet de contrôler la température des gaz d'échappement sortant par l'orifice 25 de la boîte de sortie 24. Le dispositif de régulation comprend un boîtier, formé ici par la collerette d'admission de gaz 3, la paroi cylindrique 19 et la boîte de sortie 24. Ce boîtier accueille au moins les moyens de distribution, c'est à dire ici la vanne 26, et la dérivation 2. L'entrée 4 et/ou la sortie 18 de l'échangeur de chaleur sont situées à la surface dudit boîtier. Un fonctionnement optimum du dispositif qui vient d'être décrit pourra être obtenu en veillant particulièrement à ce que les sections des écoulements des gaz d'échappement dans le tube central 2 et dans le circuit formé par le tube de transfert 6 et l'échangeur de chaleur 5 soient à peu près constantes, ceci afin de minimiser les pertes de charges dans les circuits et les pertes thermiques dans le tube central 2. Afin d'éviter que les gaz ne pénètrent dans l'échangeur de chaleur lorsque la vanne 26 est complètement ouverte, les ouvertures 4 du tube central 2 sont placées très proches de la deuxième extrémité du tube central, ce qui permet à la pression des gaz d'échappement de chuter avant et après la traversée du corps de vanne, et de limiter fortement les fuites de gaz vers l'échangeur de chaleur 5. De la sorte, lorsque le clapet 27 est complètement ouvert, les gaz d'échappement qui arrivent par la collerette d'admission 3 sont dirigés au travers du conduit central de dérivation 2 et du corps de vanne 26 directement vers la boîte collectrice de sortie 24. Lorsque le clapet 27 est complètement fermé, les gaz d'échappement traversent les ouvertures 4 situées à la deuxième extrémité du tube central de dérivation 2 et circulent entre la paroi du tube central de dérivation 2 et celle du tube de transfert 6 en direction de la première boîte collectrice 8 de l'échangeur de chaleur 5 où ils pénètrent pour être distribués au travers des tubes 7 du faisceau de tubes. Lors de leur parcours dans les tubes 7 du faisceau, les gaz d'échappement sont refroidis par le liquide de refroidissement qui baigne le faisceau de tubes 7, puis ils sont dirigés vers la boîte de sortie 24. Lorsque le clapet 27 est dans une position d'ouverture intermédiaire, celui-ci peut être commandé de façon à contrôler le flux des gaz d'échappement sortant du corps de vanne 26 et le flux de gaz circulant dans l'échangeur de chaleur 5 pour obtenir une valeur de température précise déterminée à la sortie dans l'orifice de sortie 25 de la boîte de sortie 24. On se réfère maintenant à la figure 3 qui illustre schématique-ment l'intégration d'un dispositif de régulation 1 selon l'invention entre un catalyseur 32 du type à trois voies et un élément de catalyse 33 du type "Denox". Le catalyseur 32 est relié au collecteur 34 d'un moteur thermique 35 et est ainsi alimenté par les gaz d'échappement de ce dernier. A la sortie du catalyseur 32, les gaz d'échappement sont refroidis à la bonne température grâce au dispositif de régulation de l'invention pour être ensuite envoyés vers l'élément de catalyse 33 qui diminue la teneur en oxydes d'azote des gaz d'échappement. Ces derniers sont ensuite évacués vers l'extérieur par un conduit 36. Dans le schéma de la figure 3, le dispositif de régulation 1 peut être constitué par un dispositif de régulation tel que représenté aux figures 1 et 2, ou encore par un autre dispositif de régulation à dérivation interne répondant aux caractéristiques de l'invention. La figure 4 illustre schématiquement un autre dispositif de régulation thermique 1 selon l'invention. Ce dispositif 1 comprend une entrée 37 et une entrée 38 reliées respectivement à la sortie d'un catalyseur 32 analogue à celui de la figure 3, et à l'entrée d'un élément de catalyse 33 analogue à celui de la figure 3. On a représenté aussi sur la figure 4 le collecteur 34 des gaz d'échappement et la conduite 36 qui évacue les gaz d'échappement vers l'extérieur. Dans la forme de réalisation de la figure 4, la dérivation est réalisée ici sous la forme d'un tube droit 39 s'étendant entre l'entrée 37 et la sortie 38 du dispositif de régulation thermique. Le dispositif comprend en outre un échangeur de chaleur 40 pourvu d'un circuit de circulation des gaz en forme de U communiquant avec le tube de dérivation 39, respectivement avec une intersection amont 41 du côté de l'entrée 37 et avec une intersection aval 42 du côté de la sortie 38. L'échangeur de chaleur 40 définit deux branches de circulation 43 et 44 reliées par un coude en U 45. Une cloison intermédiaire 46 délimite l'entrée et la sortie des branches 43 et 44. Le dispositif 1 de la figure 4 comprend en outre une vanne 47 du type papillon logé dans le tube de dérivation 39 entre l'intersection amont et l'intersection aval de manière à être couplée entre le tube de dérivation et le tube d'échange de chaleur. Cette vanne de dérivation est montée pivotante autour d'un axe 48. Lorsque la vanne est en position ouverte, les gaz d'échappement sont transmis directement de l'entrée 37 vers la sortie 38. Lorsque la vanne est en position fermée, les gaz d'échappement sont transmis par l'échangeur de chaleur 40. Enfin, lorsque la vanne est dans une position intermédiaire, les gaz d'échappement sont partagés entre le tube 39 et l'échangeur de chaleur 40. Le dispositif de régulation comprend un boîtier 39' qui, comme dans la forme de réalisation précédente, accueille au moins les moyens de distribution, c'est à dire la vanne 47 et la dérivation 39. L'entrée (intersection amont 41) et/ou la sortie (intersection aval 42) de l'échangeur de chaleur sont situées à la surface dudit boîtier. Le liquide de refroidissement circule dans un espace 45' laissé libre entre les branches de circulation de gaz 43, 44 et la paroi interne du tube 40. Les figures 5 et 6 illustrent une variante de réalisation du dispositif de régulation thermique de la figure 4. Ce dispositif comprend, comme le dispositif de la figure 4 où les éléments homologues portent les mêmes références, un conduit de dérivation en forme de tube 39 accueillant des moyens de distribution sous la forme d'un clapet de vanne 47 de type papillon commandé de façon similaire au clapet 27 de la figure 1 par un actionneur 31. Le tube de dérivation 39 joue le rôle du boîtier 39' et s'étend entre une entrée 37 et une sortie 38 reliées respective-ment, comme représenté sur la figure 3, à la sortie d'un catalyseur 32 analogue à celui de la figure 3, et à l'entrée d'un élément de catalyse 33 analogue à celui de la figure 3. Le dispositif comprend en outre un échangeur de chaleur 40 communiquant avec le tube de dérivation 39 respectivement avec une branche d'intersection amont 41 du côté de l'entrée 37 et une branche d'intersection aval 42 du côté de la sortie 38. Pour limiter au maximum les pertes de charge entre l'entrée 37 et la sortie 38 de l'échangeur, il est avantageux que les sections des écoulements dans le circuit formé par le tube de dérivation 39, les branches d'intersection amont et aval 41, 42 et l'échangeur de chaleur 40 soient à peu près constantes. L'échangeur de chaleur 40 est formé, comme montré à la figure 6, d'un faisceau de plaques ou de tubes 49 parallèles à la direction longitudinale du tube 39 et parcouru par un liquide réfrigérant circulant entre un orifice d'entrée 51 et un orifice de sortie 52. Pour augmenter la puissance calorifique dissipée par l'échangeur tout ou partie des plaques 49 peuvent être formées de façon connue par des plaques génératrices de turbulences. Le clapet de la vanne 47 est monté pivotant dans le tube de dérivation 39 entre la branche d'intersection amont 41 et la branche d'intersection aval 42. Le gaz pénètre dans le dispositif par l'orifice d'entrée 37 du tube 39.La régulation de sa température est contrôlée par le clapet 47 de la vanne. Lorsque le clapet 47 est en position ouverte, les gaz d'échappement sont transmis directement de l'entrée 37 vers la sortie 38. Lorsque le clapet 47 est en position fermée, les gaz d'échappement suivent un circuit en forme de "C". Ils sont transmis dans l'échangeur de chaleur 40 par la branche d'intersection 41 et ressortent de l'échangeur de chaleur 40 par la branche d'intersection 42 en direction de la sortie 38 pour pénétrer dans l'élément de catalyse 38. Enfin lorsque la vanne est dans une position intermédiaire, les gaz d'échappement sont partagés entre le tube 39 et l'échangeur de chaleur 40. Les figures 7 à 13 illustrent deux autres exemples de réalisation d'un dispositif de régulation selon l'invention. Dans ces exemples, où les éléments homologues à ceux des figures 5 et 6 portent les mêmes références, l'échangeur de chaleur 40, le conduit de dérivation 39 et les moyens de distribution 47 sont enfermés dans un même boîtier 39'. L'échangeur de chaleur est constitué par deux demi-faisceaux de plaques ou de tubes parallèles formant deux blocs parallèles 40a et 40b en forme de parallélipipèdes rectangles disposés de part et d'autre d'un même conduit de dérivation 39 s'étendant partiellement entre l'entrée 37 et une sortie 38 du conduit de dérivation 39, l'entrée 37 et la sortie 38 étant reliées respectivement à la sortie d'un catalyseur 32 analogue à celui de la figure 3, et à l'entrée d'un élément de catalyse 33 analogue à celui de la figure 3. Les blocs 40a, 40b sont maintenus séparés à l'intérieur du boîtier 39' entre deux plaques rectangulaires parallèles 53 et 54 formant respectivement une paroi de fond 53 et une paroi de fermeture 54 du boîtier 39'. Le conduit de dérivation 39 est délimité par l'espace compris entre les deux plaques 53 et 54 et par les faces latérales 55 et 56 des deux blocs 40a, 40b en vis à vis et il est prolongé en dehors de cet espace par deux portions de tubes 57, 58 permettant le raccordement du conduit de dérivation 39 entre la sortie du catalyseur 32 et l'entrée de l'élément de catalyse 33. La clapet 47 de la vanne est introduit dans le tube de dérivation 39 par un orifice 47a traversant la plaque de fermeture 54 du boîtier 39' et est maintenu en suspension dans le tube de dérivation par une plaque support 47b vissée sur la plaque de fermeture 54. Sur les figures 7, 9, 10 et 11 les parois latérales 59 à 62 du boîtier 39' sont réalisées par repliement à angle droit de deux extrémités opposées des plaques 53 et 54 et par encastrement des extrémités repliées de chaque plaque dans le U formé par les parties repliées de l'autre plaque. Les parois latérales 59, 60 du boîtier 39', qui sont parallèles au conduit de dérivation 39, recouvrent respectivement les faces des blocs 40a, 40b, opposées aux faces latérales 55, 56 des deux blocs 40a, 40b en vis à vis. Les blocs 40a, 40b peuvent ainsi être fixés au boîtier 39'sur les parois du dièdre correspondant formé par la plaque de fond 53 et les parois latérales 59, 60 parallèles à la conduite de dérivation 39. Chaque demi-faisceau est constitué par des plaques parallèles 61 empilées au dessus de la plaque de fond 53 et parcourues par un liquide de refroidissement circulant entre une conduite d'entrée 63a et une conduite de sortie 63b. Les demi-faisceaux composant les blocs 40a et 40b sont reliés entre eux par un conduit de circulation de liquide de refroidissement 64. Les plaques sont séparées les unes des autres par des espaces ou interstices 65 qui communiquent directement avec le conduit de dérivation 39. Comme représenté sur la figure 10, lorsque le clapet 47 de la vanne est en position ouverte, les gaz d'échappement sont transmis directement de l'entrée 37 vers la sortie 38. Lorsque le clapet 47 de la vanne est en position fermée comme le montre la figure 11, les gaz d'échappement sont transmis dans l'échangeur de chaleur 40 par les interstices 65 des plaques et parcourent dans l'échangeur 40 un circuit, comme le montrent les flèches, en forme de "0". Enfin lorsque la vanne est dans une position intermédiaire, les gaz d'échappement sont partagés entre le tube 39 et l'échangeur de chaleur 40. Sur les figures 8, 12 et 13, où les éléments homologues à ceux des figures 7, 9, 10, 11 portent les mêmes références, le boîtier 39' comprend une plaque de fond 53, une plaque de fermeture 54 et de deux parois latérales 59, 60 parallèles à l'axe longitudinal du conduit de dérivation 39. Les parois latérales 59, 60 du boîtier 39', parallèles au conduit de dérivation 39 recouvrent respectivement les faces des blocs 40a, 40b opposées aux faces latérales 55, 56 en vis à vis des deux blocs 40a, 40b. Contrairement à l'exemple précédent les faces latérales 55, 56 en vis à vis des blocs 40a, 40b ne communiquent plus avec le conduit de dérivation 39, mais elles sont isolées de celui-ci soit par une seule plaque respectivement 66, 67 ou par deux plaques séparées par une lame d'air ou par un matériau thermiquement isolant disposés en entretoise entre la paroi de fond 53 et la paroi de fermeture du boîtier 54. Les blocs 40a, 40b sont fixés au boîtier 39' contre les parois du dièdre correspondant formé par la plaque de fond 53 et les parois latérales 59, 60 parallèles à la conduite de dérivation 39. Les extrémités du boîtier 39' qui étaient recouvertes sur les figures 9, 10, 11 par les plaques latérales 61, 62 perpendiculaires à l'axe longitudinal du conduit de dérivation 39 sont ouvertes et communiquent respectivement avec l'entrée et la sortie. du dispositif au travers d'une boîte collectrice respectivement 68, 69. L'échangeur de chaleur est constitué par deux demi-faisceaux de tubes 70 parallèles à l'axe longitudinal du conduit de dérivation 39. Les deux demi-faisceaux communiquent par les extrémités respectives de leurs tubes 70 avec le conduit de dérivation 39 par l'intermédiaire d'une boîte collectrice d'entrée 68 en forme de pyramide tronquée en son sommet et d'une boîte collectrice de sortie 69 en forme également de pyramide tronquée en son sommet. Les deux boîtes collectrices 68 et 69 ont leurs grandes bases emboîtées sur les faces externes du boîtier 39' autour dés extrémités du conduit de dérivation 39. Elles communiquent respectivement avec l'entrée 37 et la sortie 38 du dispositif de régulation par des conduits 57, 58 engagés dans des orifices pratiqués sur les plus petites bases des boîtes collectrices 68 et 69. Lorsque le clapet 47 de la vanne est en position ouverte, les gaz d'échappement sont transmis directement de l'entrée 37 vers la sortie 38 au travers du conduit de dérivation 39. Lorsque le clapet 47 de la vanne est en position fermée comme montré à la figure 9, les gaz d'échappement sont transmis dans l'échangeur de chaleur 40 par la boîte collectrice d'entrée 68 et ressortent par la boîte collectrice de sortie 69 après avoir suivi un chemin en forme de "O". Enfin lorsque le clapet 47 de la vanne est dans une position intermédiaire, les gaz d'échappement sont partagés entre le conduit 39 et l'échangeur de chaleur 40. Comme indiqué précédemment, le dispositif de régulation thermique 1 selon l'invention peut être utilisé dans d'autres applications. Revendications 1. Dispositif de régulation thermique de gaz circulant le long d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique, comprenant: - un échangeur de chaleur (5; 40) présentant une entrée (4; 41) et une sortie (18; 42) pour les gaz; - une dérivation (2; 39) apte à être traversée par lesdits gaz; - des moyens de distribution (26; 47) pour transmettre les gaz, soit par l'intermédiaire de la dérivation (2; 39), soit par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur (5; 40), soit de façon partagée entre ces deux directions, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un boîtier (3, 19, 24; 39') accueillant au moins les dits moyens de distribution {26; 47) et ladite dérivation (2; 39), les entrée (4; 41) et/ou sortie (18; 42) dudit échangeur de chaleur étant situées à la surface dudit boîtier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation des gaz dans l'échangeur de chaleur est réalisée à l'intérieur d'un cylindre (19) concentrique à ladite dérivation (2) . 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit échangeur de chaleur (5; 40) et ladite dérivation (2; 39) présentent au moins un orifice de communication (4; 41) permettant l'introduction des gaz d'échappement dans ledit échangeur de chaleur depuis ladite dérivation. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la dérivation est réalisée sous la forme d'un tube central de dérivation (2), couplé par une première extrémité à l'entrée du dispositif pour être alimenté par les gaz d'échappement du moteur thermique, en ce qu'un tube de transfert (6) entoure le tube central de dérivation (2) sur au moins une partie de sa longueur pour transférer les gaz d'échappement circulant au voisinage d'une deuxième extrémité du tube central dans l'échangeur de chaleur (5) disposé autour du tube de transfert (6), et en ce que les moyens de distribution (26) sont couplés entre la deuxième extrémité du tube central de dérivation (2) et un orifice de sortie (25) des gaz d'échappement du dispositif de régulation (1) pour transmettre les gaz sortant de la deuxième extrémité du tube central de dérivation (2), soit directement vers l'orifice de sortie (25) des gaz d'échappement du dispositif de régulation lorsque les moyens de distribution (26) sont dans une position ouverte, soit indirectement vers l'orifice de sortie (25) des gaz d'échappement du dispositif de régulation (1) par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur (5) relié au tube de transfert (6) lorsque les moyens de distribution (26) sont dans une position fermée, soit de façon partagée entre ces deux directions lorsque les moyens de distribution (26) sont dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube central de dérivation (2) est traversé au voisinage de sa deuxième extrémité par des ouvertures (4) qui mettent en communication l'intérieur du tube central de dérivation (2) avec le tube de transfert (6). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (5) comprend un faisceau formé d'une multiplicité de tubes parallèles (7) disposés tout autour du tube de transfert (6) et assemblés avec le tube de transfert (6), entre une première boîte collectrice (8) et une deuxième boîte collectrice (9) avec lesquelles ils communiquent, l'ensemble formé par le tube de transfert (6) , le faisceau de tubes (7) et les boîtes collectrices 8,9) étant parcouru par les gaz d'échappement traversant les ouvertures (4) du tube central de dérivation (2) situées au voisinage de sa deuxième extrémité, et en ce que le faisceau de tubes (7) est réfrigéré par un liquide réfrigérant circulant dans l'espace laissé libre entre les tubes (7) du faisceau. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première boîte collectrice (8) se compose d'une bride annulaire (10) dont dépend une paroi cylindrique (11), et en ce que la première boîte collectrice (8) est fermée par un couvercle (12) dans lequel débouchent les extrémités des tubes (7) du faisceau et une première extrémité du tube de transfert (6) 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la deuxième boîte collectrice (9) est formée en saillie autour d'une première extrémité d'un manchon (14) dans lequel est engagée la deuxième extrémité du tube central de dérivation (2) et comprend un fond (15) délimité par une paroi cylindrique (16) du manchon (14) dans laquelle est engagée la deuxième extrémité du tube central (2), et une deuxième paroi cylindrique (17) entourant la paroi cylindrique (16) du manchon {14), et en ce que la deuxième boîte collectrice (9) est fermée par un couvercle (18) dans lequel débouchent les extrémités des tubes (7) du faisceau. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fond (15) de la deuxième boîte collectrice (9) comporte une ouverture annulaire (22) centrée sur l'axe longitudinal du tube central de dérivation (2) qui met en communication l'intérieur de la deuxième boîte collectrice (9) avec une boîte de sortie des gaz d'échappement (24) en forme de tronc de cône, reliée par sa plus grande base à la deuxième boîte collectrice (9), la plus petite base comportant un orifice de sortie (25) par où s'échappent les gaz d'échappement sortant du dispositif de régulation (1). 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les moyens de distribution comprennent un corps de vanne (26) comportant un orifice d'entrée (28) couplé au manchon (16) et un orifice de sortie (29), opposé à l'orifice d'entrée, débouchant dans la boîte de sortie des gaz d'échappement (24). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de distribution comprennent une vanne (26; 47) couplée entre l'échangeur de chaleur (5; 40) et la dérivation (2; 39) pour transmettre les gaz d'échappement, soit directement de l'entrée à la sortie lorsque la vanne est en position ouverte, soit indirectement vers la sortie par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur (5; 40) lorsque la vanne est en position fermée, soit de façon partagée entre ces deux directions lorsque la vanne (26; 47) est dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (5) est refroidi par un mélange d'eau et de glycol. 13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les sections des écoulements des gaz d'échappement dans le tube central (2) et dans le circuit formé par le tube de transfert (6) et l'échangeur de chaleur (5) sont à peu près constantes. 14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dérivation est réalisée sous la forme d'un tube droit (39) s'étendant entre une entrée (37) et une sortie (38) du dispositif, en ce que le circuit de circulation des gaz dans l'échangeur de chaleur (40) a une forme en "U" et communique avec le tube de dérivation (39), respectivement avec une intersection amont {41) du côté de l'entrée (37) et une intersection aval (42) du côté de la sortie (38), et en ce que les moyens de distribution (47) sont couplés entre le tube de dérivation et le tube d'échange de chaleur. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de distribution comprennent une vanne (47) du type papillon logée dans le tube de dérivation (39) entre l'intersection amont (41) et l'intersection aval (42). 16. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dérivation est réalisée sous la forme d'un tube droit (39) s'étendant entre une entrée (37) et une sortie (38) du dispositif, et en ce que l'échangeur de chaleur (40) présente un circuit de circulation des gaz en forme de "C" et est réalisé sous la forme de plaques ou de tubes parallèles à la direction longitudinale du tube droit formant la dérivation et communiquent avec le tube de dérivation (39), respectivement avec une intersection amont (41) du côté de l'entrée et avec une intersection aval (42) du côté de la sortie, et en ce que les moyens de distribution (47) sont aménagés dans le tube de dérivation (39) entre l'intersection amont (41) et l'intersection aval (42). 17. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dérivation (39), l'échangeur de chaleur (40) et les moyens de distribution (47) sont enfermés dans un même boîtier (39') et en ce que l'échangeur de chaleur (40) présente un circuit de circulation des gaz en forme de "0" et est formé par deux demi-faisceaux de plaques (61) ou de tubes (70) parallèles composés de deux blocs parallèles (40a,40b) en forme de parallélipipèdes rectangles disposés de part et d'autre d'un conduit formant la dérivation (39). 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les blocs (40a,40b) sont maintenus séparés à l'intérieur du boîtier (39') entre deux plaques parallèles (53,54) formant respectivement le fond (53) et une plaque de fermeture (54) du boîtier (39') et en ce que le conduit de dérivation (39) est délimité par l'espace compris entre les deux plaques (53,54) et par les faces latérales (55,56) en vis-à-vis des deux blocs (40a,40b). 19. Dispositif selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les moyens de distribution comprennent un clapet (47) de vanne monté pivotant dans le conduit de dérivation (39). 20. Dispositif selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que chaque demi-faisceau composant les blocs (40a,40b) est constitué par des plaques (61) de refroidissement parallèles séparées les unes des autres par des espaces ou interstices (65) qui communiquent directement avec le conduit de dérivation (39). 21. Dispositif selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que les deux demi-faisceaux sont composés de tubes (70) parallèles à l'axe longitudinal du conduit (39) qui communiquent par leurs extrémités respectives avec le conduit de dérivation (39) par l'intermédiaire d'une boîte collectrice d'entrée (68) et d'une boîte collectrice de sortie (69) emboîtées sur les faces externes (53,54,59,60) du boîtier (39') autour des extrémités du conduit de dérivation (39). 22. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de circulation des gaz dans l'échangeur de chaleur est réalisé à l'intérieur d'un cylindre concentrique (19) à ladite dérivation (2). 23. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de circulation des gaz présente la forme d'un "U", les deux extrémités du "U" (41,42) étant en communication avec les extrémités de ladite dérivation (39). 24. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de circulation des gaz présente la forme d'un "C" (40), les deux extrémités du "C" (41,42) étant en communication avec les extrémité de ladite dérivation (39). 25. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de circulation des gaz présente la forme d'un "0" traversé par ladite dérivation (39) avec laquelle il communique. 26. Installation de circulation des gaz d'échappement pour un moteur thermique, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de régulation thermique des gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 25. 27. Installation selon la revendication 26, caractérisée en ce que le dispositif de régulation (1) est interposé entre un catalyseur (32) à trois voies et un élément de catalyse (33).