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Grâce à leur bon rendement thermique et à leurs faibles émissions de dioxyde de carbone (CO2), les moteurs Diesel verront leur part de marché dans les transports croître, à condition que leurs émissions d'oxydes d'azote (NOx) et de particules soient réduites.
Le post-traitement
Aujourd'hui, des systèmes de post-traitement adéquat des NOx et des particules sont en passe d'être industrialisés. Cependant, des inconvénients subsistent encore en termes de consommation de carburant, de fiabilité, de sensibilité au soufre présent dans le carburant et de coût lié à leurs stratégies de fonctionnement complexes et sophistiquées.
De nouveaux procédés de combustion comme la combustion homogène de type HCCI (homogeneous charge compression ignition) sont actuellement à l'étude en raison de leur très fort potentiel à atteindre des émissions de NOx et de particules quasi nulles.
Leurs principaux inconvénients sont des émissions d'hydrocarbures imbrûlés (HC) et de monoxyde de carbone (CO) trop élevées, un contrôle de la combustion difficile à forte charge et une puissance limitée. En réponse au défi que doit relever le moteur Diesel, l'IFP a développé un système de combustion capable d'atteindre des émissions de NOx et de particules quasiment nulles tout en conservant les standards de performances des moteurs Diesel actuels.
NADITM est notre sauveur
Ce concept de moteur bi-mode appelé NADITM (Narrow Angle Direct Injection) utilise la combustion homogène à charge partielle et bascule en combustion traditionnelle pour répondre aux exigences de pleine charge. En charges partielles (incluant les cycles MVEG européen et FTP américain), la combustion HCCI permet des émissions de NOx et de particules quasi nulles en maintenant un très bon rendement, proche d'un moteur Diesel Euro III.
À 1500 et 2500 tr/min, le concept NADITM atteint respectivement 0,6 et 0,9 MPa (6 et 9 bar) de pression moyenne indiquée (PMI) avec des émissions de NOx et de particules inférieures à 0,05 g/kWh. Cela représente respectivement 100 et 10 fois moins qu'un moteur Diesel traditionnel.
À pleine charge, le système NADITM est en phase avec les futurs standards de puissance au litre. À 4000 tr/min, 50 à 55 kW/l ont été atteints avec des conditions limites de fonctionnement et des réglages moteur conventionnels. L'utilisation de technologies moteur avancées comme la prochaine génération de systèmes d'injection common rail, les moteurs à distribution variable (VVA : variable valve actuation), les moteurs à taux de compression variable (VCR : variable compression ratio) ou les turbo-compresseurs assistés électriquement sera très utile pour les futures étapes de développement du concept, qui sont bien identifiées.
Une sélection Olivier P./ Sources Institut Français du Pétrole – B Walter & B Gatellier
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