La dépollution par voie plasma : serait-elle une solution d’avenir ? (inspiré de La Recherche, Février 1999)
Mots clés : traitement, gaz d’échappement, pollution, plasmas, catalyseur.
Les émissions gazeuses des moteurs Diesel sont de plus en plus sévèrement limitées par les normes européennes. Pour parvenir à les respecter, de nouvelles technologies sont mises au point.
Pour les camions, il existe des catalyseurs très performants, tels ceux où l’ammoniac, provenant d’urée hydrolysée, joue le rôle d’agent réducteur. Mais ils doivent fonctionner à des températures élevées, généralement supérieures à 200 °C. Or ces températures ne sont pas atteintes par les gaz d’échappement des voitures particulières au démarrage ou lors des trajets urbains.
Ce catalyseur développé par Siemens est constitué d’électrodes entre lesquelles un plasma est créé. Il mesure environ 20 cm de long pour 6 cm de diamètre. (Cliché Siemens, II/98).
A moins de recourir à un réchauffement supplémentaire des gaz, ce qui serait énergétiquement très coûteux, la solution passe par une autre voie de purification. Pour ce faire, le groupe Siemens, en collaboration avec le ministère de la Recherche allemand, a mis au point un procédé de catalyse en phase plasma .
Reduction des oxydes d’azote dans des gaz d’échappement à 220°C d’un moteur diesel à travers un dielectrique et des décharges plasma
Le principe est de mettre en contact les gaz d’échappement avec un plasma dont les électrons de haute énergie vont amorcer, d’une part, l’oxydation des composés carbonés en dioxyde de carbone et en eau et, d’autre part, la réduction des oxydes d’azote en azote. Le plasma est obtenu uniquement en provoquant une brève décharge électrique (quelques nanosecondes) au sein du gaz. Mais l’efficacité de ce procédé diminue considérablement lorsque la teneur en eau et en oxygène devient importante, la réduction des oxydes d’azote étant alors très défavorisée.
Reduction des NOx en fonction de la technologie employée.
Pour remédier à ce problème, les chercheurs ont placé ce système en série avec un catalyseur classique du type de ceux évoqués plus haut. Ils ont observé que, grâce à cette association, celui-ci fonctionnait à des températures inférieures à 200 °C. Par exemple, la diminution des émissions d’oxydes est évaluée à 60% si la température est de seulement 100 °C. La quantité d’urée à hydrolyser est par ailleurs très inférieure dans ces conditions. Les premiers tests sont menés à l’université d’Erlangen. Le temps nécessaire pour développer des prototypes, et mettre au point une alimentation performante pour assurer la décharge est estimé à six ou sept ans. Pour en savoir plus sur cette technologie, visitez le site de Siemens
Des recherches toujours en cours
Malgré la date de cet article, 1999, les recherches sont toujours en cours notamment au CNRS dont voici un document de synthèse : Dépollution des effluents gazeux par Plasma (CNRS et GREMI)
Les constructeurs francais Renault et PSA ont récement co-déposé un brevet intitulé: Réacteur plasma non thermique et ligne d’échappement de véhicule automobile comprenant ce réacteur
Documents de synthèse :
– Article original de Siemens (Allemand)
– Dépollution des effluents gazeux par Plasma (par le GREMI, Université d’Orléans et le CNRS)
– Brevet de PSA-Renault ( téléchargement reservé aux membres )
– Visiter le site du GREMI