Touareg TDI Diesel propre : AdBlue expliqué en détail

février 16, 2009 -- Filed under Technologie by Louis-Alain Richard

Je vous ai déjà parlé du système de dépollution du moteur à quatre cylindres de 2,0 litres TDI : celui-ci fait appel à un convertisseur catalytique d’oxydation, à un filtre à particules, à la recirculation des gaz d’échappement, et finalement à une trappe à NOx. Tous ces éléments complexes sont mis à contribution séquentiellement, les uns à la suite des autres, pour permettre à ce moteur TDI d’être le diesel le plus propre de tous les temps.

Dans le cas du futur moteur V6 3,0 litres TDI du Touareg, l’approche est différente et utilise un nouveau système de dépollution par injection d’urée pour finaliser le traitement des gaz d’échappement. La solution est appelée AdBlue.

J’avais effleuré le sujet ici, mais pour ceux et celles qui désirent plus d’explication, voyons cela en détail.

Modifications au moteur

Depuis son lancement en 1989, beaucoup de chemin a été parcouru pour faire de la technologie TDI ce qu’elle est devenue aujourd’hui, soit une technologie qui respecte des normes qui ne sont même pas encore en vigueur! Le développement constant de nouvelles technologies permet au système d’injection actuel de fonctionner à 2000 bars (30 000 lb/po², rien de moins), et l’adoption récente de capteurs de pression dans la chambre de combustion permet de suivre la qualité de cette combustion en temps réel. Ces modifications permettent de diminuer radicalement les émissions polluantes produites par le moteur, avant même qu’elles n’arrivent dans le système d’échappement.

En deuxième lieu, ce qui reste d’émissions polluantes est traité dans un système d’échappement et de dépollution dont l’ingénieuse conception a permis d’installer tout cela sous le véhicule. Il faut dire que les contraintes physiques étaient complexes, car le Touareg est un excellent coureur des bois (voir vidéo) dont il a fallu conserver les qualités, même avec le TDI. Dommage que le résultat soit absolument invisible, car c’est vraiment impressionnant!

Le principe du traitement des gaz

Une fois qu’ils ont quitté la chambre de combustion, même s’ils sont déjà relativement propres, les gaz d’échappement doivent encore subir quelques traitements pour arriver en bout d’échappement sans odeur, sans fumée et avec un minimum de NOx. Tout d’abord, un convertisseur catalytique d’oxydation, situé tout près du moteur, transforme les hydrocarbures imbrûlés et le monoxyde de carbone (CO) en dioxyde de carbone (CO₂) et en eau (H₂O), tout comme sur un moteur à essence.

Par la suite, les gaz atteignent le filtre à particules qui se charge de retirer la suie, en la stockant dans de minuscules tubes métalliques à parois poreuses. Ces suies sont la plupart du temps brûlées automatiquement lors du roulement. Ces deux composantes, le convertisseur et le filtre, sont de série avec tous les moteurs TDI modernes vendus chez nous.

Maintenant, pour réduire les NOx au minimum, une troisième étape est nécessaire. À la sortie du filtre à particules, une solution liquide d’urée (concentrée à 32,5 %) est injectée dans le flot de gaz d’échappement dont la chaleur inhérente décompose la solution en ammoniaque, ce qui par la suite aide à réduire les NOx en azote (N₂) inoffensif et en oxygène (O₂) dans le dernier convertisseur catalytique, la trappe à NOx. Deux capteurs de NOx contrôlent la réaction, et ajustent la quantité de solution injectée. C’est cette solution qu’on a baptisé AdBlue.

Les nouvelles composantes

Précision et homogénéité sont les deux facteurs critiques dans l’injection de la charge de AdBlue. Pour y arriver, un petit réacteur spécial a été conçu pour injecter la solution d’urée en pulsations dans le flot de gaz. Pour obtenir de meilleurs résultats, les gaz et la solution doivent être bien mélangés avant d’atteindre la trappe à NOx.

Les nombreux capteurs du moteur V6 TDI 3.0 Diesel propre jouent un rôle crucial dans l’efficacité du traitement des gaz. Les deux nouveaux capteurs de NOx mesurent la concentration de NOx avant le filtre à particules et après la trappe à NOx, calculant ainsi la quantité de solution AdBlue à injecter. De plus, des capteurs de pression et de température évaluent la charge en suie du filtre à particules et peuvent au besoin commander un processus de régénération.

Même si le réservoir de carburant principal a été redessiné pour pouvoir intégrer le réservoir de solution AdBlue, sa capacité totale est inchangée, à 100 litres. Le volume de solution de 22,5 litres est réparti en deux réservoirs : le réservoir actif, situé directement sous le goulot de remplissage de carburant, contient 7 litres, alors que le réservoir passif, situé sous le plancher, contient 15,5 litres. Une pompe qui opère à 5 bars achemine la solution AdBlue du réservoir actif vers le réacteur, alors que le réservoir passif n’est là que pour assurer un volume suffisant. Une autre pompe assure l’échange entre les deux réservoirs.

Le remplissage de solution se réalise par une petite ouverture située juste à côté de celle du carburant, sous la même trappe. Le remplissage ne sera pas plus fréquent que l’entretien régulier, et sera donc réalisé lors des visites de routine. La solution sera également vendue dans certaines stations-service. La solution AdBlue gèle à une température inférieure à -11 °C, ce qui signifie qu’un système de chauffage est prévu pour le réservoir actif, le module de dosage et la pompe.

Une beauté cachée

Comme je le disais au début, c’est dommage que toute cette « usine à gaz » soit bien cachée sous le châssis, hors de la vue des amateurs, car il y a là-dedans une somme de recherche impressionnante et une beauté intrinsèque. En fait, la technologie qui permet de dépolluer efficacement un moteur diesel est du même ordre que celle qui permet aux moteurs modernes de produire des puissances phénoménales (pensez aux 600 ch des berlines de grand luxe).

Mais je crois que le plus grand défi réside dans la dépollution, car s’il est relativement facile de vendre la puissance, vendre l’absence de pollution est beaucoup plus difficile. Espérons que la venue des Touareg TDI et autres véhicules du genre changera cette perception.<–>

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