Brevet FR3126237A1 — publié le 20230224

PROCEDE DE REFROIDISSEMENT D’UN CONDUIT D’ACHEMINEMENT D’UREE Un aspect de l’invention concerne un procédé (100) de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée comportant les étapes de : activer (101) une pompe (18) pour créer une dépression dans la ligne d’urée ; appliquer (102) une pression ambiante dans la ligne d’urée ; mesurer (103) une température des gaz d’échappement ; mesurer (104) une température d’un injecteur d’urée ; si la température des gaz d’échappement mesurée est supérieure à un seuil de température des gaz d’échappement et la température de l’injecteur mesurée est supérieure à un seuil de température d’injecteur, le procédé (100) comporte une étape de refroidir (105) le conduit d’acheminement d’urée par l’introduction, puis le retrait de solution d’urée dans le conduit d’acheminement d’urée. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 PROCEDE DE REFROIDISSEMENT D’UN CONDUIT D’ACHEMINEMENT D’UREE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte à un procédé de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée. Le domaine technique de l’invention est ainsi celui des véhicules munis d’un moteur à combustion interne et d’une ligne d’urée coopérant avec une ligne de gaz d’échappement pour limiter les émissions polluantes de ce moteur. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les émissions polluantes des moteurs à combustion, notamment des moteurs équipant les véhicules automobiles, sont réglementées par des normes. Les polluants réglementés sont, selon la technologie de moteur à combustion considérée, le monoxyde de carbone CO, les hydrocarbures imbrûlés HC, les oxydes d'azotes NOx, et les particules. Il est connu d'employer un certain nombre de moyens de dépollution dans la ligne de gaz d'échappement des moteurs à combustion pour en limiter les émissions de polluants réglementés. Pour le traitement des oxydes d'azote NOx, on connaît des technologies de réduction catalytique sélective, ou « SCR » selon un acronyme anglophone pour « Sélective Catalytic Réduction », qui consistent à réduire les NOx par introduction d'un agent réducteur. L’agent réducteur employé peut notamment être une solution d'urée. On peut par exemple citer la solution d’urée connue sous la référence AUS32. Il s’agit d’une solution d’urée composée de 32,5% d’urée et de 67,5% d’eau déminéralisée. Cette urée, transformée en ammoniac, est alors utilisée dans la ligne de gaz d’échappement pour réaliser une réduction catalytique sélective. L’ammoniac permet alors de réduire les composants de type NOx présents dans les gaz d’échappement en azote et eau. A cette fin, comme illustré à la , les véhicules 1 sont équipés d’une ligne de gaz d’échappement 2 comportant un catalyseur de gaz d’échappement 3 de type SCR disposé en aval du moteur à combustion interne 4 du véhicule 1. De tels véhicules 1 sont également équipés d’une ligne d’urée 5 munie d’un injecteur 6 connecté en amont du catalyseur de gaz d’échappement 3 de type SCR. La ligne d’urée 5 comporte également un conduit d’acheminement d’urée 7 coopérant avec une pompe 8 et un réservoir de solution d’urée 9 pour l’introduction, via l’injecteur 6, d’une solution d’urée dans le catalyseur de gaz d’échappement 3. Lorsque le moteur à combustion interne 4 est coupé, la ligne d’urée 5 est purgée au moyen de la pompe 8. Cette purge permet d’éviter qu’une quantité de solution d’urée stagne dans la ligne d’urée 5. Malgré cette purge, une faible quantité de solution d’urée reste habituellement dans la ligne d’urée 5. Lorsque le moteur à combustion interne 4 est chaud, le conduit d’acheminement d’urée 7 de la ligne d’urée 5 est déformé par la chaleur des gaz d’échappement passant à proximité. Ainsi, lorsque le moteur 4 est coupé et que le conduit d’acheminement d’urée 7 refroidit, le conduit d’acheminement d’urée 7 reprend sa forme initiale. Un phénomène de dépression se produit alors dans la ligne d’urée 5 facilitant l’ébullition de la solution d’urée stagnant dans la ligne d’urée 5. Comme la solution d’urée est composée de 67,5% d’eau déminéralisée, un phénomène de cristallisation d’urée peut se produire. Une telle cristallisation est notamment sensible sur l’injecteur 6 et sur la partie du conduit d’acheminement d’urée 7 se trouvant en amont de l'injecteur 6. Cette cristallisation obstrue une partie de la section d'écoulement de la solution d’urée, générant une baisse des performances de la pompe 8. L'efficacité de la dépollution diminue alors très rapidement. Un bouchage complet de l’injecteur 6 peut en outre se produire dans des cas extrêmes. Il est connu du document EP-B1-2762693 un procédé pour éliminer une matière étrangère située dans un trajet d’urée d’un système de catalyseur à réduction sélective. Ce procédé comporte un mode d’élimination d’une matière étrangère comprenant une alternance de pression et dépression de la ligne d’urée afin de retirer des corps étrangers de cette ligne. Il ne permet en revanche pas d’éviter que des corps étrangers formés par une cristallisation d’urée ne s’y déposent. Le procédé de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée selon un aspect de l’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment en permettant d’éviter la formation de cristaux d’urée dans l’injecteur d’une ligne d’urée, et plus généralement dans la ligne d’urée. Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée, le conduit d’acheminement d’urée coopérant avec un réservoir contenant une solution d’urée et une pompe agencée pour faire circuler la solution d’urée dans le conduit d’acheminement d’urée, la ligne d’urée comportant en outre un injecteur agencé pour injecter la solution d’urée dans un catalyseur à réduction sélective d’une ligne de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne, le procédé comportant les étapes exécutées par un calculateur de, lorsque le moteur à combustion interne est éteint, activer la pompe pour créer une dépression dans la ligne d’urée en retirant la solution d’urée contenue dans la ligne d’urée ; appliquer une pression ambiante dans la ligne d’urée une première fois ; mesurer une température des gaz d’échappement ; mesurer une température de l’injecteur ; si la température des gaz d’échappement mesurée est supérieure à un seuil de température des gaz d’échappement et la température de l’injecteur mesurée est supérieure à un seuil de température d’injecteur, le procédé comporte une étape de refroidir le conduit d’acheminement d’urée par l’introduction, puis le retrait de solution d’urée dans le conduit d’acheminement d’urée. Grâce à l’invention, il est possible, lorsque le moteur est éteint, de refroidir la ligne d’urée pour éviter une cristallisation de la solution d’urée. Ce refroidissement s’effectue par un échange de chaleur entre le conduit d’acheminement d’urée et la solution d’urée introduite dans le conduit d’acheminement d’urée une fois le moteur à combustion interne éteint. La solution d’urée introduite chauffée est ensuite retirée du conduit d’acheminement d’urée. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’étape de refroidir le conduit d’acheminement d’urée comporte les étapes de : activer la pompe pour augmenter la pression dans la ligne d’urée en introduisant la solution d’urée dans le conduit d’acheminement d’urée; appliquer une pression ambiante dans la ligne d’urée une deuxième fois; échanger la chaleur entre le conduit d’acheminement d’urée et la solution d’urée contenue dans le conduit d’acheminement d’urée ; activer la pompe pour créer une dépression dans la ligne d’urée en retirant la solution d’urée contenue dans le conduit d’acheminement d’urée ; appliquer une pression ambiante dans la ligne d’urée une troisième fois. Selon un aspect non limitatif de l’invention, lors de l’étape d’activer la pompe pour augmenter la pression dans la ligne d’urée, la pompe est activée sur une période prédéterminée qui est fonction du volume de la ligne d’urée. Selon un aspect non limitatif de l’invention, lors de l’étape d’activer la pompe pour créer une dépression dans la ligne d’urée, la pompe est activée jusqu’à ce que la pression mesurée dans la ligne d’urée soit en deçà d’une pression minimum prédéterminée. Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’étape d’appliquer une pression ambiante dans la ligne d’urée comporte les sous-étapes de : ouvrir l’injecteur ; désactiver la pompe ; et fermer l’injecteur. Selon un aspect non limitatif de l’invention, lors de l’étape d’appliquer une pression ambiante dans la ligne d’urée une deuxième fois, l’injecteur est ouvert sur une période prédéterminée fonction du volume de la ligne d’urée. Selon un aspect non limitatif de l’invention, lors de l’étape d’appliquer une pression ambiante dans la ligne d’urée une troisième fois, l’injecteur est ouvert sur une période fonction d’une pression mesurée dans la ligne d’urée. Selon un aspect non limitatif de l’invention, si la température du conduit d’acheminement d’urée est supérieure à un seuil de température de conduit, le procédé comporte une étape de réitérer l’étape de refroidir le conduit d’acheminement d’urée. Selon un aspect non limitatif de l’invention, lorsque la température du conduit d’acheminement d’urée est inférieure au seuil de température de conduit, le procédé comporte une étape d’autoriser l’extinction du calculateur. Un autre aspect non limitatif de l’invention porte sur un système de catalyseur à réduction sélective comportant : un catalyseur à réduction sélective relié à une ligne de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne ; une ligne d’urée comportant un conduit d’acheminement d’urée et un injecteur agencé pour injecter une solution d’urée dans le catalyseur à réduction sélective ; un réservoir contenant une solution d’urée ; une pompe agencée pour faire circuler la solution d’urée dans le conduit d’acheminement d’urée ; et un calculateur construit et agencé pour piloter la pompe, piloter l’injecteur et exécuter les étapes du procédé de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. illustre un véhicule équipé notamment d’une ligne d’urée selon un état de l’art. montre un système de catalyseur à réduction sélective selon un aspect non limitatif de l’invention. représente de façon schématique un diagramme d’étapes d’un mode de mise en œuvre d’un procédé de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée d’une ligne d’urée selon un aspect non limitatif de l’invention. illustre un exemple non limitatif d’un diagramme de temps des étapes exécutées par le procédé selon l’invention illustré à la . montre un niveau de remplissage de solution d’urée d’une ligne d’urée en fonction de l’exécution des étapes du procédé selon l’invention illustré à la . Procédé (100) de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée (15) d’une ligne d’urée (14), ledit conduit d’acheminement d’urée (15) coopérant avec un réservoir (17) contenant une solution d’urée et une pompe (18) agencée pour faire circuler la solution d’urée dans le conduit d’acheminement d’urée (15), ladite ligne d’urée (14) comportant en outre un injecteur (16) agencé pour injecter la solution d’urée dans un catalyseur à réduction sélective (11) d’une ligne de gaz d’échappement (12) d’un moteur à combustion interne (13), ledit procédé (100) comportant les étapes exécutées par un calculateur (19) de, lorsque ledit moteur à combustion interne (13) est éteint, activer (101) ladite pompe (18) pour créer une dépression dans ladite ligne d’urée (14) en retirant la solution d’urée contenue dans ladite ligne d’urée (14) ; appliquer (102) une pression ambiante dans ladite ligne d’urée (14) une première fois ; ledit procédé (100) étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes de : mesurer (103) une température des gaz d’échappement ; mesurer (104) une température dudit injecteur (16) ; si ladite température des gaz d’échappement mesurée est supérieure à un seuil de température des gaz d’échappement et ladite température dudit injecteur (16) mesurée est supérieure à un seuil de température d’injecteur, ledit procédé (100) comporte une étape de refroidir (105) ledit conduit d’acheminement d’urée par l’introduction, puis le retrait de solution d’urée dans ledit conduit d’acheminement d’urée (15). Procédé (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’étape de refroidir (105) le conduit d’acheminement d’urée (15) comporte les étapes de : activer (105a) la pompe (18) pour augmenter la pression dans la ligne d’urée (14) en introduisant la solution d’urée dans ledit conduit d’acheminement d’urée (15); appliquer (105b) une pression ambiante dans ladite ligne d’urée (14) une deuxième fois; échanger (105c) une chaleur entre ledit conduit d’acheminement d’urée (15) et la solution d’urée contenue dans ledit conduit d’acheminement d’urée (15) ; activer (105d) ladite pompe (18) pour créer une dépression dans ladite ligne d’urée (14) en retirant la solution d’urée contenue dans ledit conduit d’acheminement d’urée (15) ; appliquer (105e) une pression ambiante dans ladite ligne d’urée (14) une troisième fois. Procédé (100) selon la revendication 2 caractérisé en ce que lors de l’étape d’activer (105a) la pompe (18) pour augmenter la pression dans la ligne d’urée (14), ladite pompe (18) est activée sur une période prédéterminée (t1) qui est fonction du volume de ladite ligne d’urée (14). Procédé (100) selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que lors de l’étape d’activer (105d) la pompe (18) pour créer une dépression dans la ligne d’urée (14), ladite pompe (18) est activée jusqu’à ce que la pression mesurée dans ladite ligne d’urée (14) soit en deçà d’une pression minimum prédéterminée. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’étape d’appliquer (102, 105b, 105e) une pression ambiante dans la ligne d’urée (14) comporte les sous-étapes de : ouvrir l’injecteur (16) ; désactiver la pompe (18) ; et fermer l’injecteur (16). Procédé (100) selon les revendications 2 et 5 caractérisé en ce que lors de l’étape d’appliquer (105b) une pression ambiante dans la ligne d’urée (14) une deuxième fois, l’injecteur (16) est ouvert sur une période prédéterminée (t2) fonction du volume de ladite ligne d’urée (14). Procédé (100) selon les revendications 2 et 5 caractérisé en ce que lors de l’étape d’appliquer (105e) une pression ambiante dans la ligne d’urée (14) une troisième fois, l’injecteur (16) est ouvert sur une période (t6) fonction d’une pression mesurée dans ladite ligne d’urée (14). Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que si la température du conduit d’acheminement d’urée (15) est supérieure à un seuil de température de conduit, ledit procédé (100) comporte une étape de réitérer (106) l’étape de refroidir (105) ledit conduit d’acheminement d’urée (15). Procédé (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que lorsque la température du conduit d’acheminement d’urée (15) est inférieure au seuil de température de conduit, ledit procédé (100) comporte une étape d’autoriser une extinction du calculateur (19). Système de catalyseur à réduction sélective (10) comportant : un catalyseur à réduction sélective (11) relié à une ligne de gaz d’échappement (12) d’un moteur à combustion interne (13) ; une ligne d’urée (14) comportant un conduit d’acheminement d’urée (15) et un injecteur (16) agencé pour injecter une solution d’urée dans ledit catalyseur à réduction sélective (11) ; un réservoir (17) contenant une solution d’urée ; une pompe (18) agencée pour faire circuler ladite solution d’urée dans ledit conduit d’acheminement d’urée (15) ; et un calculateur (19) construit et agencé notamment pour piloter ladite pompe (18) et ledit injecteur (16) ; ledit système de catalyseur à réduction sélective (10) étant caractérisé en ce que ledit calculateur (19) est en outre construit et agencé pour exécuter les étapes du procédé (100) de refroidissement d’un conduit d’acheminement d’urée (15) d’une ligne d’urée (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes.