Brevet FR2907845A1 — publié le 20080502

La présente invention concerne une ligne d'échappement d'un moteur diesel et un procédé de régénération d'un filtre à particules intégré dans cette ligne, le procédé étant destiné à extraire pendant le fonctionnement du moteur au moins une partie des particules de suies fixées dans le filtre à particules. On installe de façon de plus en plus systématique des systèmes d'épuration de gaz dans la ligne d'échappement de moteurs diesels. Ces systèmes d'épuration peuvent comprendre des systèmes à catalyseur, des pièges à NOx et/ou des filtres à particules, appelés couramment FàP en abrégé. Cette abréviation sera utilisée dans la suite du présent texte pour désigner un filtre à particules. L'emploi de ces FàP a une grande importance dans les moteurs diesels, connus pour émettre des quantités de particules de suies beaucoup plus importantes que les moteurs à essence, les réglementations concernant les émissions des moteurs tendant à devenir de plus en plus sévères. Les FàP sont normalement logés dans un carter intégré dans un tronçon de la ligne d'échappement du moteur. Ils sont constitués d'un élément filtrant monolithique ou segmenté qui est traversé par le gaz d'échappement à filtrer. La porosité du FàP est choisie en fonction des propriétés des composants à séparer et des conditions imposées par la technique des fluides chargés. Les particules de suie sont retenues dans l'élément filtrant qui se colmate progressivement en cours d'utilisation, ce qui entraîne une augmentation de la pression en amont dans la ligne d'échappement, qui a pour conséquence d'engendrer une surconsommation importante de carburant, voire le calage du moteur. Il est donc nécessaire de procéder régulièrement à des opérations de régénération pour éliminer les suies accumulées dans le FàP. JS\ 2.R442.12FR.dpt 2907845 2 Une méthode de régénération connue, dite de régénération thermique, consiste à éliminer les particules de suies par oxydation avec l'oxygène de l'air contenu dans les gaz d'échappement dans des conditions de richesse Revendications : 1. Procédé de régénération d'un FàP (4a,4b) d'une ligne d'échappement d'un moteur diesel, le dit procédé étant destiné à éliminer pendant le fonctionnement du dit moteur au moins une partie des particules de suies fixées dans le dit FàP, caractérisé par les étapes suivantes : -production d'ozone dans un flux d'air par un dispositif ozoneur (14), - injection du dit flux d'air chargé en ozone dans la ligne d'échappement en un point d'injection (5a,5b) situé en aval du moteur et en amont du FàP, -dérivation du flux des gaz d'échappement à partir d'un point de dérivation (2) de la ligne d'échappement situé en amont du dit point d'injection (5a,5b), et poursuite de l'injection d'ozone dans le dit FàP pour réaliser la dite régénération. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit flux d'air est prélevé sur le circuit (11) de suralimentation d'air du moteur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit flux d'air traverse une pompe (12) à air mise en route si la pression de suralimentation est inférieure à la pression des gaz dans la ligne d'échappement et stoppée si la pression de suralimentation est supérieure à la pression des gaz dans la ligne d'échappement. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ozone est produit par un moyen choisi parmi les plasmas non thermiques, les décharges micro-ondes, les décharges électriques sous haute tension et les radiations ultraviolettes. JS\ 2.R442.12FR.dpt 2907845 12 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le débit d'air dans l'ozoneur (14) et la puissance électrique consommée par l'ozoneur sont ajustés de façon à produire la quantité souhaitée d'ozone dans des conditions de consommation énergétique 5 minimale de l'ozoneur. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de l'étape de dérivation est prédéterminée, en particulier que la durée de l'étape de dérivation est comprise entre 10 le 10 secondes et 20 minutes. 7. Procédé selon l'une des revendications 1-5, caractérisé en ce que la durée de l'étape de dérivation est déterminée par une mesure de pression en amont du FàP. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que à la fin d'une dite étape de dérivation, les gaz d'échappement sont redirigés dans le FàP (4a,4b) et que la production d'ozone est arrêtée. 20 9. Application d'un procédé selon l'une des revendication 1-8 à la régénération d'une ligne d'échappement comprenant deux FàPs (4a,4b) montés en parallèle, et un système de by-pass (2) permettant de distribuer le flux des gaz d'échappement entre les 25 deux FàPs, caractérisée par l'utilisation d'un système de vannes (7) permettant de distribuer l'ozone sortant de l'ozoneur (14) entre deux points d'injection (5a,5b) agencés en parallèle respectivement en amont du premier et du deuxième FàP et en aval du by-pass (2). 30 JS\ 2.R442.12FR.dpt 15 2907845 13 10. Application selon la revendication 9, caractérisée en ce que chacun des deux FàP (4a,4b) est alternativement en phase de chargement et en phase de régénération. 5 11. Application selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'une pluralité d'étapes de chargement et de dérivation alternent par cycles, et que la production de l'ozone est continue pendant les dits cycles. 10 12. Ligne d'échappement de moteurs diesels comportant un FàP (4a,4b), caractérisée par la présence d'un dispositif de by-pass (2) en amont dudit FàP et d'une conduite de dérivation permettant aux gaz d'échappement de by-passer ledit FàP et d'être réinjectés en aval (8) dudit FàP, par la présence d'un ozoneur (4) et d'une 15 canalisation d'air passant par le dit ozoneur, ladite canalisation débouchant dans la ligne d'échappement en aval du dispositif de bipass et en amont du FàP, et par la présence d'un calculateur capable de piloter un procédé selon l'une des revendications 1-8. 20 13. Ligne d'échappement selon la revendication 12, caractérisée par la présence d'une pompe à air (12) et d'un débitmètre (13) montés sur la canalisation d'air (6). 14. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 12 ou 13 pour 25 mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications 9-11, comprenant deux FàPs (4a,4b) montés en parallèle , un système de by-pass (2) permettant de distribuer le flux des gaz d'échappement entre les deux FàPs, caractérisée par la présence d'un ozoneur (14), d'un système de vanne (7) permettant de distribuer l'ozone 30 sortant de l'ozoneur (14) entre deux points d'injection (5a,5b) JS\ 2.R442.12FR.dpt 2907845 14 agencés en parallèle respectivement en amont du premier et du deuxième FàP et en aval du dit by-pass (2). JS\ 2.R442.12FR.dpt