Etude théorique et expérimentale des filtres à particules à substrat céramique pour moteur Diésel : application à une nouvelle géométrie de cellules

par Bernard Bouteiller

Thèse de doctorat en Énergétique. Mécanique des fluides. Thermique

Sous la direction de Pascal Higelin.

Soutenue en 2006

à Orléans .

mots clés

• Moteurs diesel -- Gaz d'échappement
• Automobiles -- Dispositifs antipollution
• Suie -- Déchets -- Élimination
• Filtration

Résumé

Les attentes des consommateurs et les normes antipollution contraignent les constructeurs à diminuer les émissions polluantes des moteurs à combustion interne. Le Filtre A Particule (FAP) à substrat céramique, sous forme de nid d’abeille, est un dispositif de post traitement des gaz d’échappement, qui permet de supprimer plus de 99% des particules. Le FAP doit filtrer les particules avec un minimum de perte de charge pendant la phase de chargement. Il doit aussi être le lieu de l’élimination des suies collectées. L’oxydation de ces dernières s’appelle la régénération. L’optimisation de ce type de dispositif nécessite la mise en place de critères objectifs de mesure des performances basés sur une approche expérimentale et théorique. Cette thèse propose différentes méthodes expérimentales et méthodes d’analyse qui permettent de mesurer les caractéristiques d’un FAP, lors des phases de chargement et de régénération. Pour la phase de chargement, la méthodologie proposée permet de quantifier la perte de charge du FAP et de qualifier sa durée de vie. Pour la régénération, les outils proposés, permettent de définir le niveau de sévérité de la régénération à partir de laquelle une perte d’intégrité du filtre est observée. Parallèlement, un modèle de perméabilité de FAP est proposé. Il permet de prédire la perte de charge d’un filtre avec ou sans suies, avec ou sans résidus au fond des canaux, pour différentes géométries de canaux. Plusieurs méthodes expérimentales permettant de définir les différents coefficients physiques qui décrivent les caractéristiques d’un filtre ou du dépôt de suies, sont aussi présentées.

Titre traduit

Experimental and theoretical study of ceramic honeycomb Diesel particle filter : application to a new cell

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