Dossier - FAP PSA en détail

par pacorabat Jeu 30 Aoû 2012 - 20:43

Bonjour,

Voici un résumé de dossiers et documents trouvés sur le net,
présentant le pourquoi-du-comment du FAP, principalement axé sur celui de
PSA ! Ça pourra peut-être intéresser quelqu'un ! Smile

1/ Particules

Les moteurs diesels ont un meilleur rendement que les
moteurs essences, et émettent moins de CO2 (dioxyde de carbone). Mais ils rejettent plus de particules et de Nox
(oxyde d’azote). Pour limiter ces rejets, en Europe les normes ont évoluées,
passant de 140mg/km (Euro1 en 1992) à actuellement 5mg/km (Euro5 et future
Euro6).

Sans trop rentrer dans les détails, les particules sont
formées à cause d’une combustion incomplète dans la chambre. Ces particules ont
un diamètre de 0,01 à 10 microns, dont voici le classement :
PM10 < 10 microns
PM2.5 < 2,5 microns – particules fines
PM1.0 < 1 micron – particules très fines
PM0.1 < 0,1 micron – particules ultrafines
PM0.05 < 0,05 micron – nanoparticules

Ce sont les particules les plus fines qui atteignent le
poumon profond, ce qui peut porter atteinte aux tissus (d’où problèmes
respiratoires ou asthme). De plus elles peuvent injecter des composés cancérogènes
dans l’arbre respiratoire. C’est donc bien la taille qui est importante (pas de blague vaseuse siouplait Dossier - FAP PSA en détail 393200

), ainsi
que leur composition chimique.

2/ Base du FAP

Le tout premier FAP de série est apparu en 1986, aux USA, sur la
Mercedes 300 SDL Turbo, motorisé par un L6
de 150ch. Les particules étaient brulées en continu dans le filtre de
retenu. Malgré une campagne de rappel, la commercialisation de ce moteur fut
stoppée dès l’année suivante à cause de sa mauvaise fiabilité.
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Fonctionnement d’un FAP moderne, à régénération active :
- Les gaz d’échappements passent au travers d’un filtre en nid d’abeille, ce
qui emprisonne les particules.
- Sous forte charge, une partie de ces particules est brulée.
- Plus le filtre se remplit, plus la pression monte en amont dans l’échappement.
Un capteur (différentiel ou absolu) surveille cette pression.
- Quand le calculateur estime qu’il est temps de régénérer, la température est
fortement augmentée pour bruler toutes les particules stockées.

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3/ FAP PSA : régénération active par additif

PSA lança en 2000 la 1^ère voiture de grande série
équipée d’un FAP auto-régénérant : la 607 2.2 HDi. Cette innovante
technologie consiste à piéger les particules dans un filtre, puis à les
éliminer lorsque ce dernier est plein.

La technologie de ce FAP PSA est pour le moment protégée par
130 brevets, donc seul PSA utilise ce FAP à régénération active par additif (et
quelques modèles concurrents, selon les accords commerciaux).
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Le principe de ce FAP est de baisser la température de
combustion des particules à 450°C dans le filtre, grâce à l’ajout d’un additif
dans le gazole. Ce produit (usuellement appelé « cérine ») est ajouté
dans le carburant à chaque passage à la pompe. Quand la régénération est
nécessaire (généralement quand le filtre est plein), une post-injection permet
d’augmenter la température pour bruler les particules stockées.

4/ Evolutions du FAP PSA

Il y a pour le moment trois générations de FAP :

- 1^ère génération (bouchon/clip blancs) : l’additif EOLYS DPX42
(à base de Cérium) nécessite un remplissage tous les 80.000km (volume de 5L).
Ajout de l’additif par une pompe à injection dans le réservoir de Cérine et un
injecteur dans le réservoir de gazole. Ces FAP de 1ères générations doivent toujours
être alimentés par du EOLYS DPX42. La durée de la régénération est de 3 à 5min.

- 2^ème génération (bouchon/clip verts) : nouvel additif EOLYS
DPX10, plus concentré en Cérium, fut utilisée de 2002 à 2010. Cet additif n’existe
plus, il est remplacé par le suivant.

- 3^ème génération (bouchon/clip bleus) : nouvel additif INFINEUM
F7995 ou EOLYS POWERFLEX, il n’est plus à base de Cérium, mais de Fer (abondant
et moins cher), et ne nécessite plus que 1,7L pour 250.000km. Nouvelle méthode
d’ajout d’additif plus précise : une pompe volumétrique et un clapet. La
surconsommation de gazole n’est que de 1% lors de la régénération, qui ne dure
plus que 2 à 3min.

Le filtre en lui-même est en Céramique (un
métal non-précieux, contrairement aux FAP sans additif, voir ci-après). Les 1ères générations étaient en nid d’abeille
classique, et devaient être maintenues tous les 80.000km. Depuis 2003 le nid d’abeille
a une forme spéciale, qui permet aujourd’hui d’atteindre les 250.000km.

5/ FAP à régénération active intégrée

Cette technologie fut proposé par les autres constructeurs quelques
temps après PSA.

Ce FAP est le plus couramment utilisé. Il s’agit d’un filtre
en nid d’abeille imprégné de Palladium et de Platine (métaux précieux). Ces métaux favorisent l’élimination des
particules. La régénération dure de 5 à 10min, à une température de 550°C à 600°C,
et provoque une surconsommation de 3 à 5%. Pour atteindre cette température, le
moteur nécessite une gestion spécifique (post-injection, pression de turbo
abaissée, volet d’admission légèrement fermé, pot catalytique, injecteur dédié,
etc…).

Comparatif avec le FAP PSA :

- Efficacité contre les particules identique (95%)
- Intervalle de maintenance identique (environ 250.000km aujourd’hui)
- Cout de maintenance identique (métaux précieux VS additif)
- Consomme plus de carburant pendant la régénération(3 à 5% pendant 5 à 10min
VS 1% pendant 2 à 3min pour le PSA)

Il existe plusieurs autres technologies, pour les poids
lourds par exemple, mais rien d’intéressant pour l’automobile…

Futur

- Les FAP ne sont pas
efficaces contre les particules les plus fines… Et ce sont justement celles-ci
les plus nocives ! Donc il reste du chemin !

- Les récents moteur essence à injection peuvent aussi
rejeter des particules, car comme les moteurs diesel, l’injection directe
entraine une combustion imcomplète. Donc certains moteurs essence seront
bientôt équipés d’un FAP !