Recherche suisse : des gaz d'échappement diesel plus propres

Dans les moteurs diesel, la combustion du carburant produit des oxydes d'azote (NOx) nocifs pour la santé. L'industrie automobile a donc développé un procédé qui permet de réduire ces émissions : De l'ammoniac gazeux est ajouté aux gaz d'échappement qui, stimulé par un catalyseur, réagit avec les oxydes d'azote pour former de l'azote inoffensif ainsi que de l'eau (procédé appelé SCR pour selective catalytic reduction, réduction catalytique sélective. NDLR). Toutefois, ce processus ne fonctionne pas encore de manière optimale à basses températures. Des scientifiques de l'Institut Paul Scherrer PSI ont pour la première fois compris au niveau moléculaire ce qui permet de remédier à cette situation dans le moteur.

Le SCR réduit les émissions d'oxyde d'azote des moteurs diesel jusqu'à 90 pour cent. Cela se fait au moyen d'un adjuvant connu sous le nom de marque AdBlue. L'additif est injecté dans les gaz d'échappement où il se décompose en ammoniac. Grâce à un catalyseur, l'ammoniac transforme les oxydes d'azote nocifs en azote inoffensif et en eau. Toutefois, la SCR ne donne des résultats satisfaisants qu'à partir d'une température des gaz d'échappement nettement supérieure à 200 degrés Celsius. Lors d'un démarrage à froid, il faut donc plusieurs minutes pour que les oxydes d'azote soient décomposés de manière optimale. Pour la même raison, la SCR a également des performances réduites lors des froides journées d'hiver.

Pour découvrir pourquoi les processus de réaction se déroulent si différemment dans différentes conditions, les chercheurs du PSI ont utilisé une méthode de spectroscopie résolue en temps. La principale conclusion est la suivante : c'est justement cet ammoniac qui réduit la performance du cuivre dans le catalyseur à basses températures. En fonction de la température et de l'état de fonctionnement, il faut donc différentes quantités d'ammoniac pour décomposer de manière optimale les oxydes d'azote. Après des essais, les chercheurs peuvent même dire avec précision à quel moment et en quelle quantité il convient d'alimenter le catalyseur en ammoniac afin de maintenir à tout moment les oxydes d'azote dans les gaz d'échappement à un niveau aussi bas que possible. Les chercheurs du PSI en Suisse montrent ainsi à l'industrie automobile un moyen d'améliorer nettement la qualité de l'air à moyen terme, notamment dans les villes.