Brevet FR2900063A1 — publié le 20071026

La présente invention concerne un dispositif de réduction de pollution pour véhicule automobile, un véhicule automobile comportant un tel dispositif et un tuyau de transport d'un fluide de dépollution correspondant. L'invention est applicable à tout type de véhicule auto-mobile et notamment aux camions, voitures particulières et autres. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Les systèmes anti-pollution se sont beaucoup dé- veloppés sur les véhicules automobiles en vue de réduire les émissions polluantes de ceux-ci. Parmi ces systèmes anti-pollution, on trouve le pot catalytique qui s'est imposé sur la plupart des véhicules. Toutefois, les normes environnementales ont abaissé le niveau maximal tolé- ré d'émission des composés azotés (NOx). Le pot catalytique seul s'est alors avéré insuffisant pour obtenir une telle réduction des émissions de ces composés. Il a donc été imaginé d'injecter, dans le pot catalytique, une solution résultant d'un mélange d'urée et d'eau afin de créer dans le pot catalytique des réactions chimiques d'oxydoréduction avec les composés azotés. Cette technologie est mise en oeuvre dans les dispositifs de réduction de pollution dits SCR (de l'anglais Selective Catalyst Reduction ou réduction sélective par ca- talyse). Le transport de la solution dans le véhicule automobile est délicat en raison de la sensibilité de la solution à la température : la solution se décompose à partir de 70 C en dégageant de l'ammoniac et gèle dès -7 C, la solidification de la solution entraînant son ex- pansion volumique. Les tuyaux utilisés pour le transport de cette solution doivent donc être résistants chimique-ment et pouvoir soutenir de fortes variations dimensionnelles. Les tubes actuellement utilisés comprennent des matériaux fluorés en couche interne pour être en contact avec la solution et intègrent des systèmes de chauffage afin d'éviter le gel de la solution ou afin de liquéfier la solution si celle-ci a gelé. Les tubes sont en outre renforcés afin de résister à une dilatation de la solution qui peut notamment résulter du gel de celle-ci. Ces tuyaux sont donc très coûteux, peu flexibles et encombrants. Ceci a pour conséquence d'augmenter le coût et l'encombrement des dispositifs de réduction de pollution eux-mêmes. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un moyen pour diminuer le coût d'un tel dispositif de réduction de pollution. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de réduction de pollution, comprenant un réservoir de fluide de dépollution relié par un tuyau à un organe d'injection du fluide dans un catalyseur d'une ligne d'échappement de gaz brûlés, caractérisé en ce que le tuyau comporte un tube extérieur recevant un organe com- pressible selon un taux adapté pour compenser une augmentation de pression exercée par le fluide sur ce tuyau. Ainsi, lorsque la pression du fluide va augmenter, le fluide va provoquer une diminution du volume de l'organe compressible de sorte que la pression exercée sur le tube extérieur sera relativement limitée, permet-tant au tube extérieur de conserver des dimensions sensiblement identiques. L'organe compressible permet égale-ment d'amortir des pulsations du fluide, la. déformation de l'organe compressible réduisant l'amplitude de l'onde de pression résultant d'un pic de pression. Selon un mode de réalisation particulier, le tuyau comporte un tube intérieur s'étendant coaxialement dans le tube extérieur, les tubes intérieur et extérieur ayant des diamètres tels qu'est laissé entre eux un es- pace de circulation du fluide, le tube intérieur ayant une surface externe compatible avec le fluide transporté et le tube intérieur étant plus souple que le tube extérieur pour se déformer en compensant une dilatation du fluide. Le tube intérieur constitue un organe compressible s'étendant sur toute la longueur du tube extérieur, de sorte qu'il ne perturbe pas la circulation du fluide et peut avoir une section relativement réduite, la réduction de volume entraînée par la dilatation du fluide se traduisant par une diminution de section répartie sur toute la longueur du tube intérieur. Selon différents modes de réalisation : - le tube intérieur est en matériau thermoplastique comprenant par exemple du polypropylène et de l'éthy- lène propylène diène monomère, - le tube intérieur est en matériau élastomère par exemple à base de silicone, Une bonne aptitude à la déformation du tube intérieur est ainsi obtenue. Avantageusement, le tube extérieur est en matériau thermoplastique et, de préférence, choisi parmi les matériaux suivants : polyéthylène, polyamide et mélange de polypropylène et d'éthylène propylène diène monomère ; ou le tube extérieur comprend une couche interne en poly- éthylène haute densité, une couche intermédiaire en polyéthylène greffé anhydride maléique et une couche externe en polyamide. Dans la version multicouche, le polyéthylène forme une barrière à l'urée et à l'ammoniaque résultant de la décomposition ou dégradation de l'urée, et résiste chimiquement à ceux-ci. On évite ainsi qu'une odeur d'ammoniaque se dégage du dispositif et ne soit perceptible par l'utilisateur. En outre, on élimine les risques de corrosion du tuyau. Le polyamide confère au tuyau sa résistance mécanique. Selon un mode de réalisation particulier, le tuyau a des extrémités reliées respectivement à un élément émetteur de fluide et à un élément récepteur de fluide de telle manière que le fluide circule dans l'es- Pace s'étendant entre les tubes et que le tube intérieur soit en échappement libre. Ainsi, lors de la compression du tube intérieur sous l'effet de la dilatation du fluide, l'air contenu dans le tube intérieur peut s'échapper. Avantageusement, au moins une des extrémités du tuyau est pourvue d'un raccord comprenant un corps tubulaire ayant une extrémité agencée pour coopérer avec l'extrémité correspondante du tube extérieur, et une extrémité opposée obturée par une cloison radiale, une fourrure interne s'étendant coaxialement dans le corps et ayant une extrémité solidaire de la cloison radiale et débouchant à l'extérieur du raccord et une extrémité op-posée agencée pour coopérer avec l'extrémité correspondante du tube intérieur de manière à mettre en communica- tion l'espace de circulation du tuyau avec un espace annulaire délimité par le corps et la fourrure, le raccord comportant des moyens de raccordement de cet espace annulaire avec l'élément. Le raccordement du tuyau est alors réalisé de ma- nière simple et fiable en assurant d'une part l'étanchéité du transfert de fluide et, d'autre part, l'échappement libre de l'air s'étendant dans le tube intérieur. L'invention a également pour objet un véhicule automobile à moteur thermique comportant une ligne d'échappement de gaz brûlés pourvu d'un catalyseur et d'un dispositif de réduction de pollution présentant l'une au moins des caractéristiques ci-dessus. L'invention concerne en outre un tuyau pour dis-positif de réduction de pollution présentant l'une au moins des caractéristiques ci-dessus. De préférence, le tuyau est agencé pour être rigide et conformable par thermoformage. Ce mode de fabrication est peu coûteux et simplifie la mise en place du tuyau sous la caisse d'un véhi- cule. D'autres caractéristiques et. avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile conforme à l'invention, - la figure 2 est vue, en coupe longitudinale, d'un tronçon de circuit du dispositif de réduction de pollution conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, le véhicule conforme à l'invention (représenté schématiquement en trait mixte double) comprend, de façon connue en soi, un moteur thermique 100 à combustion interne comportant une ligne d'admission 101 et une ligne d'échappement 102 pourvue d'un catalyseur 103 fonctionnant selon la technologie SCR ( Selective Catalyst Reduction ) connue en elle-même. Un dispositif de réduction de pollution 104 équipe la ligne d'échappement 102. Le dispositif de réduction de pollution 104 comprend un réservoir 105 relié par un premier tuyau 10 à un organe de dosage 106 lui- même relié par un deuxième tuyau 10 à un organe d'injection 107 débouchant de façon connue en elle-même dans le catalyseur 103. Le réservoir 105 comprend un fluide de dépollution comprenant ici un mélange d'urée et d'eau en propor- tions respectives de 30ô et 70ô environ. Un tel fluide est par exemple commercialisé sous la marque ADBLUE par la société GREENCHEM. L'organe de dosage 106 commande la délivrance de la quantité nécessaire de fluide de dépollution à injec- ter. Cet organe de dosage est connu en lui-même et incorpore notamment une pompe de dosage et une unité de commande. L'organe d'injection 107, de structure classique, assure l'introduction du fluide de dépollution dans le catalyseur 103 éventuellement avec de l'air selon des quantités déterminées par l'organe de dosage 106. Chaque tuyau 10 est rigide et conformé par thermoformage selon une géométrie permettant son implantation dans le dispositif de réduction de pollution 104. Chaque tuyau 10 comprend un tube extérieur 1 et un tube intérieur 2 s'étendant ici coaxialement dans le tube extérieur 1. Le tube extérieur 1 et le tube intérieur 2 ont respectivement des diamètres interne et ex-terne tels qu'est laissé entre eux un espace 7 de circu- lation du fluide. Le tube extérieur 1 est un tube multicouche comportant une couche interne 3 en polyéthylène haute densité, une couche intermédiaire 4 en polyéthylène greffé anhydride maléique et une couche externe 5 en polyamide. Le tube extérieur 1 peut avoir une structure différente et être par exemple un tube monocouche comportant une couche d'un matériau thermoplastique tel qu'un mélange de polypropylène et d'éthylène-propylène-diène monomère, un polyéthylène ou un polyamide. Le tube intérieur 2 est ici un tube monocouche réalisé en matériau thermoplastique, plus particulière-ment ici un mélange de polypropylène et d'éthylènepropylène-diène monomère. Le tube intérieur 2 peut égale-ment être réalisé en élastomère et plus particulièrement en un élastomère incorporant du silicone. Le tube intérieur 2 est plus souple que le tube extérieur 1. La souplesse et le comportement thermique du tube intérieur 2 sont tels que le tube intérieur 2 est déformable à basse température. Le tube intérieur 2 doit ainsi conserver sa souplesse à des températures inférieures à -7 C. Les matériaux employés présentent l'avantage d'être peu coûteux. Le matériau du tube intérieur 2 et de la couche interne 3 sont compatibles avec le fluide transporté, à savoir qu'ils sont chimiquement résistants à celui-ci. Le tube intérieur 2 incorpore en outre dans son épaisseur un élément chauffant 6, ici un fil métallique s'étendant hélicoïdalement dans la matière du tube inté- rieur 2, qui peut être raccordé à une source d'alimentation en énergie électrique pour chauffer le fluide circulant dans le tuyau 10. En variante, l'élément chauffant 6 peut être une tresse ou un ruban ou tout élément résistif réalisé en un matériau susceptible de s'échauffer lors- qu'il est soumis à une tension électrique. Le tuyau 10 conforme à l'invention est réalisé par coextrusion. Le premier tuyau 10 est relié au réservoir 105 et à l'organe de dosage 106 (formant des éléments du circuit de transport du fluide de dépollution) par l'intermédiaire de raccords fixés aux extrémités du tuyau 10 et généralement désignés en 20. Chaque raccord 20 comprend un corps 21 tubulaire ayant une extrémité 21.1 obturée par une cloison radiale 22 et une extrémité opposée 21.2 agencée pour être engagée dans l'extrémité correspondante du tube extérieur 1. Une fourrure 23 s'étend coaxialement à l'intérieur du corps 21. La fourrure 23, également de forme tubulaire, a une extrémité 23.1 reliée au corps 21 par la cloison 22 et une extrémité 23.2 opposée agencée pour être engagée dans l'extrémité correspondante du tube intérieur 2. L'extrémité 23.1 débouche à l'extérieur du raccord 20. La fourrure 23 incorpore un conducteur électrique 27 débouchant à l'extérieur au niveau de l'extré- mité 23.2 pour être en contact avec une extrémité de l'élément chauffant et au niveau de l'extrémité 23.1 pour être raccordé à une alimentation électrique 28 connue en elle-même. Sur un véhicule automobile, l'alimentation 28 peut être la batterie du véhicule. Le raccordement de l'élément chauffant 6 à l'alimentation 28 peut en outre réalisé par tout type de connexion électrique. La fourrure 23 et le corps 21 délimitent un espace annulaire 24 en communication avec l'espace 7 lors-que le tuyau 10 est relié au raccord 20. Le raccord 20 comprend un embout 25 s'étendant en saillie radiale du corps 21 et délimitant un canal 26 en communication avec l'espace annulaire 24. L'embout 25, de forme connue en elle-même, est engagé dans l'élément de circuit 105, 106. L'embout 25 peut avoir une forme en dent de sapin, ou en tétine, être lisse ou être équipé de moyen de liaison de type vis/écrou. La liaison du deuxième tube à l'organe de dosage 106 et à l'organe d'injection 107 est également réalisée par des raccords 20. Lorsque la température descend sous la température de solidification du fluide, le fluide gèle et son volume augmente. La dilatation du fluide exerce une pression sur le tube extérieur 1 et sur le tube intérieur 2. Du fait de sa souplesse, le tube intérieur 2 se déforme en se comprimant, voire en s'écrasant: pour absorber l'expansion du fluide sans engendrer une pression excessive sur le tube extérieur 1. L'air contenu dans le tube intérieur 2 peut s'évacuer par l'extrémité 23.1 de celui-ci qui est en échappement libre. En l'espèce, l'extrémité 23.1 permet un libre passage de l'air de l'extérieur vers l'intérieur et inversement. Ainsi, le diamètre extérieur du tuyau ne varie pas, ce qui facilite sa mise en place et son maintien en position dans le véhicule. L'élément chauffant 6 permet de liquéfier le fluide en consommant relativement peu d'énergie du fait de sa disposition à l'intérieur du tuyau au plus près du fluide A titre d'exemple, on considère que le tuyau doit pouvoir supporter une expansion de 20 % du fluide. Pour un espace de circulation 7 ayant une section de 100 mm2 (on parle de section hydraulique ou de section de passage du tuyau), la section hydraulique doit donc pouvoir croître jusqu'à 120 mm2. Le tube intérieur a alors par exemple une section hydraulique de 40rmn2 : l'accroissement nécessaire de la section hydraulique du tuyau résultant d'un taux de compressibilité de 50 % du tube intérieur. Une expansion du fluide de 40 % serait également supportable, puisqu'un accroissement correspondant de la section hydraulique du tuyau résulterait de l'écrasement total du tube intérieur. Un dimensionnement différent du tuyau est évidemment possible. Dans un exemple particulier de réalisation, le tube extérieur a une épaisseur comprise entre 1 mm et 1,4 mm environ et le tube intérieur a une épaisseur comprise entre 0,4 mm et 0,6 mm environ. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, le tuyau peut comporter, au ni- veau de ses extrémités, des entretoises maintenant à dis-tance les tubes intérieur et extérieur. Le tube intérieur peut être obturé à ses extrémités. Le tube intérieur peut ne pas être coaxial au tube extérieur. L'organe compressible peut avoir une forme différente d'un tube et corn- porter un cylindre de matériau alvéolaire. Il est possi- ble de jouer sur la compressibilité d'un gaz enfermé dans les alvéoles. Les extrémités 21.1 et 23.2 peuvent avoir une forme annelée, en dent de sapin, en tétine... Bien que le tuyau ait été représenté avec ses extrémités équipées de raccords 20 identiques, le passage de l'air depuis le tube intérieur 2 peut n'être prévu qu'à une extrémité de même que le raccordement électrique de l'élément chauffant 6 si les extrémités de celui-ci peuvent être ramenees sur une seule extrémité du tube in- térieur 1. L'élément chauffant intégré au tube intérieur 2 peut également être secondé par un élément chauffant intégré au tube extérieur 1, ou être omis si un élément chauffant équipe le tube extérieur. L'élément chauffant peut être prévu autour du tube extérieur 1. L'élément chauffant est facultatif. Le raccord 20 peut avoir une structure différente de celle décrite et par exemple être agencé pour s'enga- ger sur les tubes intérieur et extérieur et non pas dans ceux-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réduction de pollution, compre- nant un réservoir (105) de fluide de dépollution relié par un tuyau (10) à un organe d'injection (107) du fluide dans un catalyseur (103) d'une ligne d'échappement (102) de gaz brûlés, caractérisé en ce que le tuyau (10) comporte un tube extérieur (1) recevant un organe compressi- ble (2) selon un taux adapté pour compenser une augmenta- tion de pression exercée par le fluide sur ce tuyau. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le taux de compressibilité est adapté pour compenser une dilatation du fluide. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le tuyau (10) comporte un tube intérieur (2) s'étendant coaxialement dans le tube extérieur (1), les tubes intérieur et extérieur ayant des diamètres tels qu'est laissé entre eux un espace de circulation (7) du fluide, le tube intérieur ayant une surface externe compatible avec le fluide transporté et le tube intérieur étant plus souple que le tube extérieur pour se déformer en compensation de l'augmentation de pression du fluide. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans le- quel le tube intérieur (2) est en matériau thermoplastique. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans le-quel le matériau thermoplastique du tube intérieur (2) comprend du polypropylène et de l'éthylène propylène diène monomère. 6. Dispositif selon la revendication 3, dans le-quel le tube intérieur (2) est en matériau élastomère. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans le-quel l'élastomère du tube intérieur (2) est à base de si- licone. k- 12 8. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le tube extérieur (1) est en matériau thermoplastique. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans le- quel le matériau thermoplastique du tube extérieur (1) est choisi parmi les matériaux suivants . polyéthylène, polyamide et mélange de polypropylène et d'éthylène propylène diène monomère. 10. Dispositif selon la revendication 8, dans le- quel le tube extérieur (1) comprend une couche interne (3) en polyéthylène haute densité, une couche intermédiaire (4) en polyéthylène greffé anhydride maléique et une couche externe (5) en polyamide. 11. Dispositif selon la revendication 1, dans le- quel le tuyau (10) comporte un élément résistif de chauffage (6). 12. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel l'organe compressible (2) est agencé pour absorber une dilatation résultant d'une solidification du fluide à basse température. 13. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le fluide comprend de l'urée et le tuyau (10) est en un matériau thermoplastique formant barrière à l'urée et à au moins un produit résultant d'une décomposition de l'urée, et a une surface interne résistante chimiquement à l'urée et à au moins un produit résultant d'une décomposition de l'urée. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, ayant des extrémités reliés à des élé- ments de circuit (101, 102) de telle manière que le fluide circule dans l'espace de circulation (7) s'étendant entre les tubes (1, 2) et que le tube intérieur (2) soit en échappement libre. 15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel au moins une des extrémités du tuyau (10) est 13 équipée d'un raccord (20) comprenant un corps (21) tubulaire ayant une extrémité (21.2) agencée pour coopérer avec l'extrémité correspondante du tube extérieur (1), et une extrémité (21.1) opposée obturée par une cloison {22) radiale, une fourrure (23) s'étendant coaxialement dans le corps et ayant une extrémité (23.1) solidaire de la cloison (23.2) et débouchant à l'extérieur du raccord et une extrémité opposée agencée pour coopérer avec l'extrémité correspondante du tube intérieur (2) de manière à mettre en communication l'espace de circulation (7) du tuyau avec un espace (24) annulaire délimité par le corps et la fourrure, le raccord comportant des moyens de raccordement (25, 26) de cet espace annulaire avec l'élément. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de raccordement comprennent un embout (25) s'étendant en saillie radiale du corps (21). 17. Véhicule automobile à moteur thermique (100) comportant une ligne d'échappement (102) de gaz brûlés pourvu d'un catalyseur (103) et d'un dispositif de réduction de pollution (104) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 18 Tuyau (10) comportant un tube extérieur (1) recevant un organe compressible (2) selon un taux adapté pour compenser une augmentation de pression exercée par le fluide sur ce tuyau pour dispositif de réduction de pollution conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 16. 19. Tuyau (10) selon la revendication 18, agencé pour être rigide et conformable par thermoformage.