R2DS Île-de-France

Réseau de Recherche sur le Développement Soutenable

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Dépollution des effluents de combustion automobile

Coordination : ODIC Emmanuel - Supelec

Objectifs scientifiques

Sur véhicule thermique, le traitement par catalyse des gaz d’échappement est inefficace tant que le catalyseur n’a pas atteint sa température de fonctionnement. Le moteur, à température basse, est particulièrement polluant pendant cette période. L’objectif est de proposer une méthode de dépollution efficace pendant la phase de montée en température du moteur, particulièrement sur les polluants produits dans cette séquence. Cela s’avèrerait ainsi complémentaire du traitement usuel par catalyseur. La technique envisagée utilise des plasmas froids. Le dispositif "plasma" remplacerait le catalyseur pendant le fonctionnement à froid et fournirait un complément au traitement catalytique pendant le fonctionnement à chaud. Cela permettrait de satisfaire aux normes antipollution à venir concernant les véhicules à moteur thermique et notamment celles relatives aux Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)

Problématiques et programme de travail

Cette problématique ne peut être traitée que par une approche pluridisciplinaire, à la croisée du génie électrique, de la physique et de la chimie.

Ce programme de travail, qui s’étend sur trois ans, dispose d’une infrastructure d’étude et de mesure particulièrement performante comprenant :

  • des réacteurs à décharge électrique froide ;
  • des générateurs haute tension permettant d’alimenter ces systèmes ;
  • différents matériels pour l’identification des sous-produits organiques.

Etapes

- Etape 1 :

  • Identification des verrous à lever pour développer des procédés viables (recherche bibliographique, établissement d’un cahier des charges précis)
  • Mise en place des dispositifs expérimentaux et des méthodes d’analyse. Etude paramétrique visant à identifier des voies à explorer en termes de technique de décharge électrique (type de réacteur, type de générateur).

- Etape 2 :

  • Etablissement des performances du dispositif choisi en termes d’efficacité de destruction du HAP introduit et de coût énergétique ;
  • Identification et quantification des sous-produits de dégradation des HAP ;
  • Etablissement de bilans matière sur le carbone ;
  • Proposition de modèles cinétiques rendant compte de la réactivité chimique du milieu ;
  • Identification des voies à explorer en termes de procédés (configuration de cellule de traitement, association plasma - catalyseur, …).

- Etape 3 :

  • Réalisation d’un pré-pilote ;
  • Optimisation du procédé grâce aux études précédentes ;
  • Validation des bilans énergétiques et bilans matière.

Les études antérieures réalisées ont démontré la faisabilité du procédé sur une des molécules modèle. Toutefois, réaliser un dispositif fonctionnant sur véhicule constitue un saut technologique. En effet, les contraintes énergétiques, d’encombrement et de coût sont drastiques sur un véhicule. Pour atteindre cet objectif, une recherche scientifique amont accompagnant cette avancée technologique est indispensable. Ce projet lie une recherche fondamentale à un objectif industriel identifié.

Equipes et partenaires

Coordination : ODIC Emmanuel - Supélec