La pollution atmosphérique est l’un des défis majeurs de notre époque, avec des conséquences graves sur la santé humaine et l’environnement. Les transports, en particulier les véhicules à moteur thermique, sont l’une des principales sources d’émissions nocives, telles que les oxydes d’azote (NOx) et le dioxyde de carbone (CO2). Face à ce constat alarmant, les constructeurs automobiles et les équipementiers ont développé des technologies innovantes pour réduire l’impact des gaz d’échappement. Parmi ces solutions, le recyclage des gaz d’échappement (EGR) s’est imposé comme une méthode efficace pour diminuer les émissions polluantes des moteurs à essence et diesel. Dans cet article, nous vous invitons à découvrir le fonctionnement de l’EGR, ses principaux composants et ses bénéfices pour l’environnement.
I. Le principe de fonctionnement de l’EGR
A. Le recyclage des gaz d’échappement
Le recyclage des gaz d’échappement (EGR) consiste à prélever une partie des gaz d’échappement après leur passage dans les cylindres du moteur, puis à les réinjecter dans le système d’admission d’air. Cette technique permet de diluer le mélange air-carburant entrant dans les cylindres avec des gaz d’échappement inertes, réduisant ainsi la quantité d’oxygène disponible pour la combustion. En diminuant la concentration en oxygène, l’EGR limite la formation d’oxydes d’azote (NOx), polluants atmosphériques particulièrement nocifs pour la santé et l’environnement.
B. L’impact sur la température de combustion
L’un des principaux avantages de l’EGR est son effet sur la température de combustion dans les cylindres. En effet, la quantité d’oxydes d’azote produite lors de la combustion est directement liée à la température maximale atteinte dans la chambre de combustion. Plus la température est élevée, plus la formation de NOx est importante. En réintroduisant des gaz d’échappement inertes dans le mélange air-carburant, l’EGR permet d’abaisser la température de combustion, réduisant ainsi significativement les émissions d’oxydes d’azote, jusqu’à 70 % dans certains cas.
C. Les bénéfices pour les moteurs à essence et diesel
Si l’EGR est particulièrement efficace pour réduire les émissions d’oxydes d’azote des moteurs diesel, il présente également des avantages pour les moteurs à essence. Sur ces derniers, le recyclage des gaz d’échappement permet de diminuer les émissions de dioxyde de carbone (CO2) et la consommation de carburant. En effet, en abaissant la température de combustion, l’EGR limite les pertes thermiques et améliore le rendement du moteur, ce qui se traduit par une réduction de la consommation et des émissions de CO2.
II. Les principaux composants du système EGR
A. La vanne EGR
Le coeur du système EGR est la vanne EGR, qui régule la quantité de gaz d’échappement recyclée vers l’admission d’air. Il existe différents types de vannes EGR, adaptés aux spécificités des moteurs à essence et diesel. On distingue notamment les vannes pneumatiques, commandées par une dépression, et les vannes électriques, pilotées par un signal électrique. Certaines vannes EGR sont également équipées de raccords de refroidissement, permettant de refroidir les gaz d’échappement avant leur réinjection dans le système d’admission.
B. Les volets d’air et les débitmètres
Sur les véhicules diesel, des volets d’air sont souvent intégrés dans le système d’admission pour créer la différence de pression nécessaire entre le côté échappement et le côté admission. Cette différence de pression est essentielle pour atteindre les taux de recyclage élevés requis par les normes anti-pollution. Les débitmètres d’air massique, quant à eux, jouent un rôle clé dans la régulation de l’EGR sur les moteurs diesel. Ils permettent de mesurer précisément la masse d’air admise dans le moteur et de calculer la quantité de gaz d’échappement recyclés, garantissant ainsi un dosage optimal de l’EGR.
C. Les refroidisseurs EGR
Avec le durcissement des normes anti-pollution, le simple recyclage des gaz d’échappement ne suffit plus pour atteindre les objectifs de réduction des émissions. C’est pourquoi de nombreux systèmes EGR modernes sont équipés de refroidisseurs, qui abaissent la température des gaz d’échappement avant leur réinjection dans l’admission. En refroidissant les gaz recyclés, les refroidisseurs EGR permettent de diminuer encore davantage la température de combustion, réduisant ainsi significativement la formation d’oxydes d’azote. Certains refroidisseurs EGR sont également dotés d’un clapet bypass, qui permet de contourner le refroidisseur lors de la phase de mise en température du moteur, afin d’atteindre plus rapidement la température de service optimale.
III. Les bénéfices environnementaux de l’EGR
A. La réduction des émissions d’oxydes d’azote
Le principal bénéfice environnemental de l’EGR est la réduction drastique des émissions d’oxydes d’azote (NOx). Les NOx sont des polluants atmosphériques particulièrement nocifs, qui contribuent à la formation de smog, de pluies acides et d’ozone troposphérique. Ils ont également des effets néfastes sur la santé humaine, pouvant provoquer des maladies respiratoires et cardiovasculaires. En abaissant la température de combustion et en limitant la disponibilité de l’oxygène dans les cylindres, l’EGR permet de réduire jusqu’à 70 % les émissions de NOx des moteurs diesel et à essence, contribuant ainsi à améliorer la qualité de l’air et à préserver la santé publique.
B. La diminution des émissions de CO2 et de la consommation
Sur les moteurs à essence, l’EGR apporte un bénéfice supplémentaire en réduisant les émissions de dioxyde de carbone (CO2) et la consommation de carburant. Le CO2 est le principal gaz à effet de serre d’origine anthropique, responsable du réchauffement climatique. En améliorant le rendement thermique du moteur grâce à une température de combustion plus basse, l’EGR permet de diminuer la quantité de carburant nécessaire pour produire une puissance donnée. Cette optimisation se traduit par une baisse de la consommation et des émissions de CO2, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.
C. La contribution aux normes anti-pollution
L’EGR joue un rôle clé dans le respect des normes anti-pollution de plus en plus strictes, telles que les normes Euro pour les véhicules légers et les normes EPA pour les poids lourds. Ces réglementations fixent des limites d’émissions de plus en plus basses pour les principaux polluants, dont les oxydes d’azote et le dioxyde de carbone. En permettant de réduire significativement ces émissions, l’EGR est devenu un élément incontournable des systèmes de dépollution des véhicules modernes, au même titre que les catalyseurs et les filtres à particules. Sans l’EGR, il serait difficile pour les constructeurs automobiles de respecter les normes en vigueur et de contribuer à l’amélioration de la qualité de l’air.
Le recyclage des gaz d’échappement est donc une technologie innovante et efficace pour réduire les émissions nocives des moteurs à essence et diesel. En réinjectant une partie des gaz d’échappement dans l’admission d’air, l’EGR permet d’abaisser la température de combustion et de limiter la formation d’oxydes d’azote, polluants atmosphériques particulièrement néfastes pour la santé et l’environnement. Sur les moteurs à essence, l’EGR apporte également des bénéfices en termes de réduction des émissions de CO2 et de la consommation de carburant. Grâce à ses principaux composants, tels que la vanne EGR, les volets d’air, les débitmètres et les refroidisseurs, l’EGR est devenu un élément clé des systèmes de dépollution des véhicules modernes, contribuant au respect des normes anti-pollution de plus en plus strictes. En adoptant cette technologie, les constructeurs automobiles et les équipementiers participent activement à la lutte contre la pollution atmosphérique et le changement climatique, pour un avenir plus durable et plus respirable.
