01/03/2016
projet ANR UreeNOx

Projet Ureenox

Le projet UreeNox (Système compact de dépollution SCR-urée intégré dans le filtre à particules, ANR Transports Terrestres Durables 2011) avait pour objectif de répondre aux normes européennes en termes de réduction des émissions d’oxydes d’azote et de particules.

ENJEUX

La norme Euro 6 applicable au 1er septembre 2014 pour les véhicules légers Diesel impose une réduction de plus de 50% des émissions d’oxydes d’azote (NOx) par rapport à la norme Euro 5 entrée en vigueur en 2009, tout en maintenant un seuil très bas pour l’émission de particules (5 mg/km).

Parallèlement, la norme Euro VI (2013) pour les poids-lourds vise à réduire de 80% les rejets de NOx et de 66% ceux des particules par rapport à la norme Euro V. Les normes Euro 7/VII promettent d’abaisser encore ces seuils d’émissions.

Ainsi, quel que soit le type de véhicule considéré, ces nouvelles normes impliquent la mise en œuvre d’un système de dépollution spécifique pour les NOx en plus d’un filtre à particules (FAP).

Aujourd’hui, la réduction catalytique sélective (SCR) des NOx par l’urée semble s’imposer, en particulier pour les moteurs de grosses cylindrées (VL et PL). Contrairement au système « NOx-trap » ce procédé a notamment l’avantage de ne pas induire de surconsommation de carburant si le catalyseur est placé suffisamment proche du moteur. Ainsi, pour des raisons d’efficacité mais aussi d’encombrement, il y a un fort intérêt à intégrer la fonction SCR dans le FAP.

En revanche, le fonctionnement du FAP induit de forts exothermes ce qui implique que les catalyseurs de SCR doivent être particulièrement résistants au vieillissement thermique. Les systèmes catalytiques répondant à ces exigences d’efficacité, de résistance thermique et d’intégrabilité dans la porosité du FAP nécessitent d’être encore développés.

OBJECTIFS, TRAVAUX ET PARTENAIRES

Avec la collaboration de deux industriels du secteur automobile, PSA Peugeot Citroën et Volvo Powertrain, les objectifs principaux du projet UreeNOx étaient de travailler sur l’amélioration des catalyseurs ainsi que sur leur intégration dans le FAP.

Les travaux se sont articulés autour :
– du développement de nouveaux matériaux catalytiques (tâche confiée à Solvay et aux Universités de Lille 1 et Poitiers pour la partie « oxydes », et aux Universités de Montpellier et Lyon 1 pour la partie « zéolithes)
– de la maîtrise de l’incorporation dans le FAP de ces formulations catalytiques adaptées (CTI)
– de la compréhension des mécanismes de réaction, en particulier ceux liés à l’usage de l’urée (Universités de Caen, Lille et Poitiers)
– de la modélisation du devenir de l’urée dans la ligne d’échappement (IFP Energies nouvelles).

Les catalyseurs ont été évalués à trois échelles différentes : échelle poudre dans les laboratoires universitaires ; échelle intermédiaire (mini-filtres à particules évalués sur banc de gaz synthétiques, PSA) ; échelle 1 sur banc moteur (IFP Energies nouvelles).

Pour mener à bien ce projet ambitieux, un consortium regroupant dix acteurs majeurs du domaine a été constitué pour regrouper les compétences nécessaires dans les domaines des matériaux, de la réaction catalytique, de la mise en forme et de l’évaluation en conditions réelles de fonctionnement : PSA Peugeot Citroën, Volvo Powertrain, Solvay, CTI, IFP Energies nouvelles et les Universités de Poitiers, Lille 1, Caen, Lyon 1, Montpellier.

RéSULTATS

Le projet a permis d’étudier un système de dépollution spécifique pour les NOx : la réduction catalytique sélective (SCR) des NOx par l’urée et son intégration dans le FAP.

Il a généré des avancées scientifiques et techniques dont certaines devront être consolidées lors de futurs projets : nouveaux matériaux, intégration des systèmes compacts de dépollution dans les FAP, mécanismes de réaction faisant intervenir l’urée, etc.

L’ANR félicite la coordination du projet par l’Université de Poitiers et encourage l’équipe à poursuivre les efforts de recherches pour répondre au respect des normes européennes d’émission.