Brevet FR2960862A1 — publié le 20111209

Réservoir renfermant de l'urée sécurisé [0001 L'invention concerne un réservoir renfermant de l'urée sécurisé, notamment en cas d'accident entraînant un choc dudit réservoir. [0002] L'utilisation de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion, en particulier le carburant dans un moteur, entraine la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être déchargés par l'échappement dans l'environnement et y causer des dégâts. Parmi ces polluants, les oxydes d'azote (appelés NOx) posent un problème particulier puisque ces gaz sont soupçonnés d'être un des facteurs qui contribuent à la formation des pluies acides et donc à la déforestation. En outre, les NOx sont liés à des problèmes de santé pour les humains et sont un élément clé de la formation de « smog » (nuage de pollution) dans les villes. La législation impose des niveaux de rigueur croissante pour leur réduction et/ou leur élimination de sources fixes ou mobiles. [0003] Parmi les polluants que les législations tendent à réglementer de façon de plus en plus stricte figurent également les suies ou autres matériaux particulaires résultant essentiellement d'une combustion incomplète du carburant, plus particulièrement lorsque le moteur est opéré en mélange dit pauvre, c'est-à-dire avec un excédent d'oxygène (d'air) par rapport à la stoechiométrie de la réaction de combustion. Les mélanges pauvres sont de règle pour les moteurs dits diesel, dont l'allumage est obtenu par compression. [0004] Pour limiter les émissions de NOx, la principale voie mise en oeuvre sur les véhicules actuels a été celle de la réduction des émissions à la source, autrement dit, en opérant le moteur dans des conditions telles que les taux de NOx produits soient inférieurs aux taux limites. Ces conditions sont réunies notamment en pilotant de manière très fine les différents paramètres du moteur, à commencer par les paramètres d'injection de carburant et de réinjection à l'admission d'une partie des gaz d'échappement, ceci afin de réduire la concentration en oxygène favorable à la formation des oxydes d'azote. [0005] Les niveaux d'émission tolérés tendant à être de plus en plus sévères, une autre solution consiste à utiliser des solutions de post-traitement, en introduisant un agent réducteur dans la ligne d'échappement. Ainsi, une solution de post-traitement 1 ayant fait la preuve de son efficacité est l'utilisation d'une source d'ammoniac (NH3). L'ammoniac réagit avec les NO, sur un catalyseur pour former de l'azote N2 inerte et de l'eau H2O. Cette solution est essentiellement connue sous le nom de son acronyme anglais SCR pour « Selective Catalytic Reduction ». Par conséquent, il est nécessaire de stocker ce réducteur sur le véhicule. Pour cela, plusieurs concepts ont été développés pour embarquer l'ammoniac : sous forme d'urée solide, sous forme d'urée liquide en solution aqueuse, sous forme de carbamate d'ammonium, etc.... [0006] En effet, l'ammoniac étant lui-même un gaz dont les émanations sont nuisibles à la santé et posant de ce fait des problèmes de manutention et un risque de fuite si le véhicule est impliqué dans un choc, il est connu de le stocker dans un réservoir sous la forme d'urée en solution aqueuse, hydrolysé en ammoniac au contact des gaz d'échappement. [0007] Apporter le réducteur sous forme liquide présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, la limite de solubilité de l'urée est relativement élevée, de sorte que les solutions commercialisées pour les véhicules équipés d'un tel système catalytique sont typiquement constituées par une solution aqueuse à 30%, dont seulement un tiers du volume est donc réellement actif. Pour les poids lourds pour lesquels ces systèmes ont été tout d'abord développés, il est relativement facile d'embarquer un réservoir de quelques dizaines de litres. Par contre, pour les véhicules légers, l'encombrement d'un tel réservoir devient rapidement critique, et peut compromettre en particulier une partie du volume dédié à la roue de secours ou aux bagages. [000si Dans beaucoup de cas, ce réservoir est donc implanté en zone arrière (soit à l'intérieur du véhicule soit à l'extérieur). Cependant, en cas de choc arrière, le réservoir présente de grandes chances de se percer et le liquide de couler sur divers éléments (échappement, batterie, ....). Ce liquide est corrosif et peut entraîner des court-circuits, un début de feu, .... [0009] En particulier dans certains véhicules hybrides, pour des questions d'encombrement, le réservoir d'urée est placé à coté de la batterie Li-ion, au dessus de l'onduleur (Haute tension et 12V) et proche du moteur électrique ce qui peut générer des risques importants de feu. [0010] Il est donc important de prévoir de tels risques et d'éviter notamment la diffusion de l'urée en cas de choc endommageant le réservoir contenant cette urée. [0011] Afin de pallier ces inconvénients, une solution consiste à proposer un dispositif permettant de neutraliser l'effet de l'urée en cas de choc au niveau du réservoir de manière à éviter l'écoulement de celle-ci. [0012] Ainsi l'invention a pour objet un réservoir d'urée aqueuse destiné à être implanté dans une ligne d'échappement de véhicule équipée d'un dispositif de post-traitement des NOX, ledit réservoir présentant un compartiment principal dans lequel est stocké de l'urée aqueuse, caractérisé en ce que ledit réservoir comporte un second compartiment dans lequel est stocké un composant permettant de neutraliser les effets de l'urée, des moyens de communication étant prévus entre les compartiments, qui sont uniquement actionnables en cas de choc subi par ledit réservoir. [0013] Ainsi de manière avantageuse, le compartiment dans lequel se trouve le composant permettant de neutraliser les effets de l'urée ou encore agent neutralisant, se trouvant en communication avec le compartiment renfermant l'urée qu'en cas de choc ce qui permet ainsi une neutralisation de l'urée et de ses effets et évite que celle-ci n'endommage les organes adjacents en cas de destruction du réservoir. On prévoit d'utiliser en tant qu'agent de neutralisation tout composant permettant de neutraliser l'urée, par neutraliser on entend ici au moins limiter les effets de l'urée, notamment son caractère corrosif, qui s'écoule hors du réservoir et notamment, soit par réaction dudit composant avec l'urée, ou ce composant peut être de l'eau, qui agit en diluant l'urée contenue dans le réservoir et limitant ainsi son impact en cas d'écoulement. [0014] Selon une forme de réalisation, le réservoir comporte une cloison interne définissant les deux compartiments. Cette cloison est pourvue d'amorces de rupture. Sur la paroi du réservoir opposée à la cloison interne sont ménagés des orifices au travers desquels passent des tiges portées par une plaque s'étendant à l'extérieur du réservoir et de manière écartée de celui-ci, l'extrémité des tiges étant en regard des points d'amorces de rupture de la cloison interne et la course des tiges étant telle que lorsqu'on enfonce la plaque extérieure, par exemple sous l'effet d'un choc, l'extrémité des tiges frappe alors la cloison interne au niveau desdites amorces de rupture ce qui provoque la rupture de cette cloison, la mise en communication des deux compartiments et la neutralisation de l'urée par mélange avec l'agent de neutralisation. Ainsi, si lors de ce même choc le réservoir est endommagé l'écoulement en résultant ne pose aucun problème, l'urée ayant été neutralisée. [0015] L'invention concerne également une ligne d'échappement de véhicule équipée d'un dispositif de post-traitement des NOX comportant un tel réservoir ainsi qu'un véhicule équipé d'une telle ligne d'échappement. [0016] On décrira maintenant l'invention plus en détails en référence au dessin dans lequel [0017] la figure 1 représente une vue en perspective d'un réservoir selon l'invention ; [0018] La figure 2 représente une vue en coupe transversale du réservoir de la figure 1 ; [0019] La figure 3 représente une vue en perspective éclatée du réservoir selon l'invention ; et [0020] La figure 4 représente une vue en coupe d'un détail du réservoir selon l'invention. [0021] Comme on peut le voir à la figure 1, un réservoir 1 d'urée aqueuse est destiné à être implanté dans un véhicule équipé d'un dispositif de post-traitement des NOX. Un tel réservoir 1 présente un compartiment principal 2 dans lequel est stocké de l'urée aqueuse, et également un second compartiment 3 dans lequel est stocké un agent de neutralisation de l'urée, ces deux compartiments étant définis de part et d'autres d'une cloison interne 4 dans le réservoir 1. [0022] Des moyens de communication sont prévus entre les compartiments 2 et 3, ces moyens étant uniquement actionnables en cas de choc subi par ledit réservoir 1. [0023] Ainsi, la cloison 4 est pourvue d'amorces de rupture 4a. De telles amorces peuvent notamment être constituées par une épaisseur plus faible de la cloison interne 4 à certains endroits. [0024] Sur la paroi 1 a du réservoir 1 opposée à la cloison interne 4 côté compartiment 3, sont ménagés des orifices 5 au travers desquels passent des tiges 6 portées par une plaque 7 qui s'étend à l'extérieur du réservoir 1 parallèlement à la paroi 1 a et de manière écartée de celle-ci. [0025] Chaque extrémité 6a des tiges 6 est en regard d'un point d'amorce de rupture 4a de la cloison interne 4. Cette extrémité 6a est de préférence configurée en forme de pointe pour aider au perçage des amorces de rupture 4a de la paroi 4 tandis que la course des tiges 6 est telle que, lorsqu'on enfonce la plaque 7 extérieure, par exemple sous l'effet d'un choc, l'extrémité 6a des tiges 6 frappe alors la cloison interne 4 au niveau desdites amorces de rupture ce qui provoque la rupture de cette cloison 4. Le réservoir selon l'invention est donc positionné de manière à permettre ce type de fonctionnement, la plaque mobile 7 devant être disposée dans la bonne direction pour réagir en cas de choc arrière, par exemple. [0026] Une fois la rupture de la cloison 4 obtenue, la mise en communication des deux compartiments 2 et 3 et la neutralisation de l'urée par mélange avec l'agent de neutralisation sont obtenus. [0027] On prévoit au niveau des orifices 5 des moyens d'étanchéité prévenant la fuite de l'agent de neutralisation mais n'empêchant pas la course des tiges 6. [0028] On prévoit d'utiliser en tant qu'agent ou composant permettant de neutraliser les effets de l'urée tout composant permettant notamment au moins de limiter les effets de l'urée ou de les neutraliser totalement, qui s'écoule hors du réservoir et notamment de l'eau qui permet de diluer l'urée contenue dans le réservoir et limiter ainsi son impact en cas d'écoulement. [0029] L'invention n'est bien entendu nullement limitée à l'exemple décrit mais englobe les variantes entrant dans le champ de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Réservoir (1) renfermant de l'urée aqueuse, destiné à être implanté dans un véhicule équipé d'un dispositif de post-traitement des NOX de type SCR, ledit réservoir (1) présentant un compartiment principal (2) dans lequel est stocké de l'urée aqueuse, caractérisé en ce que ledit réservoir (1) comporte un second compartiment (3) dans lequel est stocké un composant permettant de neutraliser les effets de l'urée, des moyens permettant la communication entre les compartiments (2, 3) étant prévus opérationnels uniquement en cas de choc subi par ledit réservoir. 2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une cloison interne (4) définissant les deux compartiments (2, 3). 3. Réservoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens permettant la communication entre les deux compartiments (2, 3) sont constitués par ladite cloison (4) pourvue d'amorces de rupture (4a) tandis que, sur la paroi du réservoir (1) opposée à la cloison interne (4), côté compartiment de l'agent de neutralisation, sont ménagés des orifices (5) au travers desquels passent des tiges (6) portées par une plaque (7) s'étendant à l'extérieur du réservoir (1) et de manière écartée de celui-ci, l'extrémité des tiges (6) étant en regard des points d'amorces de rupture (4a) de la cloison interne (4) et la course des tiges(6) étant telle que lorsqu'on enfonce la plaque extérieure (7), sous l'effet d'un choc, l'extrémité (6a) des tiges (6) frappe alors la cloison interne (4) au niveau desdites amorces de rupture (4a), provoquant la rupture de cette cloison (4) et la mise en communication des deux compartiments (2, 3). 4. Réservoir selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agent de neutralisation est de l'eau. 5. Réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité (6a) des tiges (6) est configurée en forme de pointe pour aider au perçage des amorces de rupture (4a) de la paroi (4). 6. Ligne d'échappement de véhicule équipée d'un dispositif de post-traitement des NOX, caractérisée en ce qu'elle comporte un réservoir d'urée selon l'une des revendications 1 à 5. 6 7. Véhicule équipé d'une ligne d'échappement selon la revendication 6.