Brevet FR2876145A1 — publié le 20060407

DISPOSITIF DE DEPOLLUTION DE GAZ D'ECHAPPEMENT, ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine de la dépollution des gaz d'échappement émis 5 par un véhicule automobile. Plus particulièrement, elle vise un dispositif de dépollution des gaz d'échappement, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif de dépollution des gaz d'échappement. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Pour des raisons de protection de l'environnement, les véhicules automobiles sont de plus en plus souvent dotés de dispositifs de dépollution des gaz d'échappement. Ces dispositifs de dépollution des gaz d'échappement ont pour fonction de retenir dans un filtre à particules les particules présentes dans les gaz d'échappement, et de les traiter, notamment en les faisant brûler périodiquement, afin de régénérer le filtre à particules. En pratique, le dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sur la ligne d'échappement du moteur à combustion interne. Il comporte un filtre à particules constitué d'au moins un support poreux, encore appelé monolithe, réalisé généralement en matériau céramique, qui comporte un très grand nombre d'alvéoles ou cellules, dans lesquelles sont retenues les particules présentes dans les gaz d'échappement. De manière classique, les monolithes ont sensiblement une forme de pièce cylindrique, ayant un axe longitudinal et une section transversale quelconque, circulaire ou non circulaire, avec une face d'entrée et une face de sortie parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal. Lorsque le filtre à particules comporte plusieurs monolithes, ceux-ci sont généralement disposés en série suivant la direction d'écoulement des gaz d'échappement. Le dispositif de dépollution des gaz d'échappement comporte également un catalyseur d'oxydation, disposé en avant du filtre à particules dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement. Ce catalyseur d'oxydation consiste en un revêtement intérieur de la première extrémité 40 de l'enveloppe 38 du dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34. Ce revêtement intérieur est réalisé en un métal précieux, tel que par exemple de l'or ou du platine. Au fur et à mesure de l'utilisation du dispositif de dépollution des gaz d'échappement, le filtre à particules qu'il contient s'encrasse. Il est nécessaire de brûler périodiquement les particules accumulées sur le filtre à particules, afin de le régénérer. Cette régénération est effectuée en élevant la température des gaz d'échappement en entrée du filtre à particule au-delà d'un seuil de température déterminé en fonction du revêtement employé. Le catalyseur d'oxydation contribue à cette élévation de température en entrée du filtre à particules. De manière connue en soi, le dispositif de dépollution des gaz d'échappement peut être installé sous la caisse du véhicule. Plus récemment, on a envisagé d'installer le dispositif de dépollution des gaz d'échappement, non pas sous caisse, mais directement sur le moteur à combustion interne, pour des raisons d'encombrement et de thermique plus favorable à la dépollution. Mais lorsque dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sur le moteur, on constate que le filtre à particules s'encrasse différemment que lorsque le dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sous caisse. Notamment, l'encrassement est le plus important au droit du débouché de l'arrivée des gaz d'échappement dans le dispositif de dépollution des gaz d'échappement, c'est-à-dire sur la partie la plus en avant du monolithe le plus en avant. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que lorsque le dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sous caisse, la longueur du parcours des gaz d'échappement est plus grande que lorsque le dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sur le moteur à combustion interne. Il s'ensuit que l'énergie cinétique des particules est plus faible dans le cas où le dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sous caisse que lorsque le dispositif de dépollution des gaz d'échappement est installé sur le moteur. Par conséquent, la partie la plus en avant du monolithe s'encrasse plus vite dans le cas d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement installé sur le moteur que dans le cas d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement installé sous caisse, car les gaz d'échappement arrivent plus rapidement. Le problème se pose alors de fournir un dispositif de dépollution des gaz d'échappement qui puisse être installé directement sur le moteur, mais dont le filtre à particule ne s'encrasse pas plus rapidement que pour un dispositif de dépollution des gaz d'échappement qui serait installé sous caisse. EXPOSÉ DE L'INVENTION Selon un premier aspect, l'invention se rapporte à un dispositif de dépollution des gaz d'échappement, comportant un monolithe poreux sur lequel arrivent des gaz d'échappement évacués par un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le monolithe poreux comporte une face d'entrée dotée d'une protubérance. De préférence, la protubérance occupe une position centrale sur ladite face d'entrée. De préférence, la protubérance présente sensiblement une forme de dôme semi-sphérique. De préférence, la protubérance est raccordée au reste de la face d'entrée par une surface annulaire concave. Selon un deuxième aspect, l'invention se rapporte à un véhicule automobile, caractérisé en ce 30 qu'il est équipé d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement selon le premier aspect. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de trois quarts représentant schématiquement un moteur à combustion interne de véhicule automobile; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale représentant schématiquement un dispositif de dépollution des gaz d'échappement contenant un monolithe selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIER Sur la figure 1 est représenté partiellement un moteur à combustion interne 10 de véhicule automobile. De manière connue en soi, le moteur à combustion interne 10 comporte un bloc-cylindres 12 sur 20 lequel est monté une culasse 14. De manière connue en soi, les gaz de combustion sont évacués le long d'une ligne d'échappement, qui est détaillée ci-après. La culasse 14 comporte des conduits d'échappement internes (non représentés) qui débouchent sur une face latérale d'échappement 16 de la culasse 14 et qui sont raccordés à un collecteur d'échappement 18. Le collecteur d'échappement 18 est fixé sur la face d'échappement 16 de la culasse 14. Le moteur à combustion interne 10 est équipé d'un turbocompresseur 20, qui comporte un carter de turbine 22 dans lequel est contenue une turbine 220 (représenté à la figure 2), un carter de compresseur 24 dans lequel est contenu un compresseur (non représenté), et un carter intermédiaire 26 disposé entre le carter de turbine 22 et le carter de compresseur 24. Sur l'exemple illustré à la figure 1, la turbine possède un axe de turbine 100 qui s'étend selon une direction longitudinale sensiblement parallèle à la face latérale d'échappement 16 de la culasse 14. Le carter de turbine 22 possède un orifice d'entrée (non représenté) par lequel il est raccordé au collecteur d'échappement 18. Le carter de turbine 22 possède un orifice de sortie (non représenté) par lequel il est raccordé à une extrémité 30 d'un premier conduit de raccordement 28. L'autre extrémité 32 du premier conduit de raccordement 28 est raccordée à un dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34. Le dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34 comporte une enveloppe 36. Cette enveloppe est métallique. L'enveloppe 36 comporte un tronçon principal 38 sensiblement cylindrique, ayant un axe 120 sensiblement parallèle à l'axe 100, une première extrémité 40 et une deuxième extrémité 42. La première extrémité 40 est raccordée au premier conduit de raccordement 28, tandis que la deuxième extrémité 42 est raccordée à un deuxième conduit de raccordement 44, lui-même raccordé à un silencieux d'échappement (non représenté). Sur l'exemple illustré à la figure 1, le premier conduit de raccordement 28 présente une forme 5 coudée, dite en U , et est réalisé monobloc avec la première extrémité 40 de l'enveloppe 36. Egalement sur l'exemple illustré à la figure 1, le deuxième conduit de raccordement 44 est orienté suivant un axe 140 sensiblement perpendiculaire à l'axe 120 du dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34, et est réalisé monobloc avec la deuxième extrémité 42 de l'enveloppe 36. De manière classique, la section du premier conduit de raccordement 28 est plus petite que la section de la première extrémité 40 de l'enveloppe 36. De manière similaire, la section du deuxième conduit de raccordement 44 est plus petite que la section de la deuxième extrémité 42 de l'enveloppe 36. Sur la figure 2 est représentée, de manière schématique et en coupe longitudinale, une partie de la ligne d'échappement du moteur à combustion interne 10 de la figure 1. Pour simplifier la suite de la description, la ligne d'échappement est représentée de manière linéaire sur la figure 2, les axes 100, 120, 140 étant représentés en étant confondus les uns avec les autres. Les éléments de cette ligne d'échappement visualisée à la figure 2 sont, successivement, la roue de turbine 220, le carter de turbine 24, le premier conduit de raccordement 28, le dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34, et le deuxième conduit de raccordement 44. De manière connue en soi, un monolithe 50 est agencé à l'intérieur de l'enveloppe 36 du dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34. Le monolithe 50 est réalisé en un matériau céramique, par exemple en carbure de silicium. Le monolithe 50 occupe sensiblement le volume intérieur du tronçon principal 38. Il présente une forme globalement cylindrique d'axe 120, une face d'entrée 52 et une face de sortie 54. Selon l'invention, le monolithe 50 présente, en outre, une protubérance 60 de la face d'entrée 52, qui déborde dans la première extrémité 40 du dispositif de dépollution des gaz d'échappement 34. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 2, la protubérance 60 présente sensiblement une forme de dôme semi-sphérique d'axe 120, et occupe une position centrale sur la face d'entrée 52 du monolithe 50. La protubérance 60 est raccordée au reste de la face d'entrée 52 par une surface annulaire concave 58. Un premier avantage lié à la présence de la protubérance 60 réside dans le fait que l'aire de la face d'entrée du monolithe 50 est plus grande que l'aire de la face d'entrée des monolithes de la technique antérieure, pour une même section médiane de monolithe. Par conséquent, la face d'entrée 52 du monolithe 50, sur laquelle arrivent les gaz d'échappement en débouchant hors du premier conduit de raccordement 28, est capable de recevoir davantage de particules que les faces d'entrée des monolithes de la technique antérieure. Il en résulte que l'encrassement du monolithe est plus uniformément réparti sur un monolithe conforme à la présente invention que pour les monolithes de la technique antérieure, ce qui augmente son efficacité et sa durée de vie. Un autre avantage lié à la présence de la protubérance 60 réside dans le fait que cette protubérance 60 présente un faible volume et une surface importante en comparaison avec une face d'entrée classique plane d'un monolithe de la technique antérieure. Par conséquent, lors de la régénération du filtre à particules, la température de cette protubérance 60 peut être portée à une température plus élevée que la température d'une face d'entrée classique plane d'un monolithe de la technique antérieure. Par conséquent, la régénération du filtre à particules d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement conforme à l'invention est plus efficace que la régénération d'un filtre à particules d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement de la technique antérieure. Il devient même envisageable, avec un monolithe 50 conforme à l'invention, de se passer du catalyseur d'oxydation, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication des dispositifs de dépollution des gaz d'échappement conformes à l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. En particulier, il est possible de conférer à la face d'entrée 52 du monolithe 50 une autre forme que celle d'une protubérance 60 en dôme, afin d'augmenter l'aire de la face d'entrée du monolithe en comparaison avec une face plane classique. Cependant, une forme en dôme s'avère être la plus avantageuse. Par ailleurs, lorsque le dispositif de dépollution des gaz d'échappement comporte plusieurs monolithes disposés en série le long de son axe longitudinal, on augmente alors l'aire de la face d'entrée de monolithe le plus en avant. REVENDICATIONS 1. Dispositif de dépollution des gaz d'échappement (34) comportant un monolithe poreux (50) sur lequel arrivent des gaz d'échappement évacués par un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le monolithe poreux (50) comporte une face d'entrée (52) dotée d'une protubérance (60). 2. Dispositif de dépollution des gaz d'échappement (34) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite protubérance (60) occupe une position centrale sur ladite face d'entrée (52). 3. Dispositif de dépollution des gaz d'échappement (34) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite protubérance (60) présente sensiblement une forme de dôme semi-sphérique. 4. Dispositif de dépollution des gaz d'échappement (34) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite protubérance (60) est raccordée au reste de la face d'entrée (52) par une surface annulaire concave (58). 5. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de dépollution des gaz d'échappement (34) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.