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"STRUCTURE EN NID D'ABEILLE ET SON PROCEDE DE
PRODUCTION"
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à une structure en nid d'abeille constituée de cordiérite utilisée comme support de catalyseur, dans un dispositif d'épuration des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'à un procédé de production de ladite structure.
2. Description de la technique connexe
On a utilisé jusqu'à présent, en tant que support de catalyseur pour un dispositif d'épuration des gaz d'échappement, comme le montrent les Fig. 1 et 2, une structure en nid d'abeille 9 dans laquelle des parois d'alvéole 90 constituées de cordiérite sont agencées en nid d'abeille pour former un certain nombre d'alvéoles 99. Un catalyseur 8 d'épuration des gaz d'échappement est supporté par les surfaces des parois d'alvéole 90 de la structure en nid d'abeille 9 pour réaliser la fonction d'épuration des gaz d'échappement.
En ce qui concerne la structure en nid d'abeille, et vu les sévères réglementations imposées aux gaz d'échappement des véhicules automobiles depuis ces dernières années, il est apparu nécessaire d'activer aussi rapidement que possible le catalyseur du système d'épuration des gaz d'échappement. Dans ce but a été proposée une méthode d'abaissement de la capacité calorifique de la structure en nid d'abeille dans son ensemble, afin de réduire le temps
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nécessaire à une élévation de la température. Concrètement, l'épaisseur des parois d'alvéole de la structure en nid d'abeille est diminuée, de manière à réduire le poids du support de catalyseur afin d'abaisser la capacité calorifique.
Il existe toutefois une limitation à la diminution du poids par réduction de l'épaisseur des parois d'alvéole, par suite de problèmes au niveau de la production. On a dès lors souhaité mettre au point des moyens d'abaisser la capacité calorifique de la structure en nid d'abeille dans son ensemble, moyens basés sur une méthode autre que celle consistant à réduire l'épaisseur des parois d'alvéole.
Pour appliquer le catalyseur sur les parois d'alvéole de la structure en nid d'abeille, on enduit les parois d'alvéole d'une boue contenant le catalyseur et on sèche ensuite. Dans la structure en nid d'abeille conventionnelle, les parois d'alvéole présentent une faible absorption d'eau et la quantité de boue que l'on peut appliquer en une fois est réduite. C'est pourquoi il faut, soit répéter l'application et le séchage à plusieurs reprises, soit appliquer une boue qui contient une forte concentration de catalyseur.
L'application en plusieurs fois réduit sensiblement le rendement de la production. Par ailleurs, lorsque l'on applique une boue fortement concentrée, l'épaisseur t2 du catalyseur déposé dans les angles des alvéoles 99 devient très importante et cause un déséquilibre vis-à-vis de l'épaisseur t1 du catalyseur déposé sur le reste des parois, comme le montre la Fig. 3. Concrètement, il serait souhaitable que la surface de la couche de catalyseur suive la ligne pointillée 71 de la Fig. 3, mais l'épaisseur de la couche de catalyseur augmente aux angles et suit la ligne continue 72.
Dans ce cas, la surface superficielle des alvéoles est réduite et l'effet promoteur de réaction du catalyseur diminue. En outre, la résistance à l'écoulement des gaz qui passent dans les alvéoles est
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également réduite. En d'autres termes, le rendement de la réaction catalytique diminue.
C'est pourquoi l'on a cherché jusqu'à présent à mettre au point une structure en nid d'abeille comportant des parois d'alvéole présentant un pouvoir d'absorption d'eau supérieur à celui des systèmes antérieurs et que l'on pourrait recouvrir d'une boue d'une concentration adéquate, en quantité supérieure à celle des méthodes antérieures.
L'invention a été conçue compte tenu des problèmes inhérents à la technique antérieure précitée, et procure une structure en nid d'abeille dont les parois d'alvéole présentent un excellent pouvoir d'absorption d'eau et peuvent activer en un temps très bref le catalyseur appliqué, ainsi qu'une méthode de production de ladite structure.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention consiste en une structure en nid d'abeille dans laquelle des parois de séparation (c'est-à-dire des parois d'alvéole) comportant, en tant que principal constituant, de la cordiérite d'une
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composition chimique contenant 45 à 55% en poids deys'02, 33 à 42% en poids de Art203 et 12 à 18% en poids de MgO, sont configurées en forme de nid d'abeille, lesdites parois de séparation (ou parois d'alvéole) présentant une épaisseur d'un maximum de 250 um et une porosité de 45 à 80%.
Le point essentiel de l'invention est le fait que les parois d'alvéole présentent une épaisseur non supérieure à 250 um et une porosité de 45 à 80%.
Si l'épaisseur des parois d'alvéole excède 250 pm, il devient difficile de réduire le poids de la structure en nid d'abeille. De préférence, l'épaisseur des parois d'alvéole n'est pas supérieure à 110 um. Il est d'autre part souhaitable que la limite inférieure de l'épaisseur des parois d'alvéole soit de 50 pm, ceci pour des raisons liées à la technologie actuelle de production.
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Si la porosité des parois d'alvéole est inférieure à 45%, les effets de la réduction de poids et de l'amélioration du pouvoir d'absorption d'eau sont supprimés. Si la porosité excède 80%, il devient difficile de conserver la résistance, même si l'on améliore la structure du support.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Fig. 1 illustre l'aspect d'une structure en nid d'abeille selon une technique conventionnelle ;
La Fig. 2 est une vue agrandie d'une partie M de la Fig. 1 ;
La Fig. 3 illustre une situation où la catalyseur est appliqué selon une technique conventionnelle ;
La Fig. 4 est un diagramme qui illustre les porosités mesurées de structures en nid d'abeille selon une réalisation 1 ;
La Fig. 5 est un diagramme qui illustre les masses mesurées des structures en nid d'abeille selon la réalisation 1 ;
La Fig. 6 est un diagramme qui illustre le temps d'activation du catalyseur déposé sur la structure en nid d'abeille selon la réalisation
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1 ;
La Fig. 7 est un diagramme qui illustre une relation entre la porosité et le temps d'activation du catalyseur selon une réalisation 2 ;
La Fig. 8 est un diagramme qui illustre l'effet de la concentration de la boue sur l'épaisseur du support dans les angles des alvéoles selon une réalisation 3 ; et
La Fig. 9 est un diagramme qui illustre l'effet de la concentration de la boue sur l'épaisseur du support sur les surfaces générales des alvéoles selon la réalisation 3.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
L'action et l'effet de l'invention sont décrits ci-après.
La structure en nid d'abeille selon l'invention est constituée par les parois d'alvéole présentant une épaisseur de 250 pm au
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maximum et une porosité de 45 à 80%. Vis-à-vis de la structure en nid d'abeille conventionnelle, la structure en nid d'abeille selon l'invention permet ainsi de réduire considérablement le poids et d'augmenter fortement le pouvoir d'absorption d'eau.
En fait, la structure en nid d'abeille conventionnelle présente généralement une porosité d'environ 35%, et une limitation régit la diminution de poids même si l'on réduit l'épaisseur des parois d'alvéole. Selon l'invention d'autre part, le poids de la structure en nid d'abeille peut encore être diminué par une amélioration de la porosité dans la plage particulière susmentionnée, alors que l'épaisseur des parois d'alvéole est similaire à celle des structures conventionnelles.
C'est pourquoi, selon l'invention, la capacité calorifique de la structure en nid d'abeille peut être abaissée jusqu'à être inférieure à celle des structures conventionnelles, ce qui permet d'activer le catalyseur déposé en un laps de temps restreint.
L'augmentation de la porosité des parois d'alvéole à une plage de 45 à 80% augmente le pouvoir d'absorption d'eau des parois d'alvéole vis-à-vis de celui des réalisations conventionnelles. C'est pourquoi, lorsque l'on recouvre les parois d'alvéole d'une boue contenant un catalyseur, on peut augmenter la quantité de revêtement vis-à-vis de la technique conventionnelle. L'utilisation d'une plus grande quantité de revêtement permet de diminuer la concentration de catalyseur dans la boue (concentration de la boue) vis-à-vis de la technique conventionnelle lorsque le catalyseur est déposé sur les parois d'alvéole dans la même quantité que dans la technique conventionnelle.
Si la concentration de la boue peut être diminuée, la viscosité de la boue peut être abaissée, et ceci permet dès lors d'éliminer l'inconvénient inhérent à la technique conventionnelle, à savoir que la boue de revêtement est épaissie à l'excès dans les angles des alvéoles.
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Ceci permet d'augmenter l'efficacité de l'application du catalyseur (rendement de réaction) vis-à-vis des techniques conventionnelles.
En conséquence, l'invention procure une structure en nid d'abeille comportant des parois d'alvéole dotées d'un excellent pouvoir d'absorption d'eau, permettant l'activation du catalyseur déposé en un laps de temps restreint, ainsi qu'un procédé de production de ladite structure.
En outre, la structure en nid d'abeille selon l'invention fait office de support de catalyseur qui porte un catalyseur sur les surfaces des parois d'alvéole. Dans ce cas, la structure en nid d'abeille susmentionnée peut être utilisée comme support de catalyseur dans un convertisseur catalytique pour l'épuration des gaz d'échappement provenant, par exemple, de véhicules automobiles.
En outre, pour la production de l'excellente structure en nid d'abeille susmentionnée, l'invention procure une structure en nid d'abeille dans laquelle des parois d'alvéole comportant, en tant que principal constituant, de la cordiérite d'une composition chimique contenant 45 à
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55% en poids deys'02, 33 à 42% en poids de Art203 et 12 à 18% en poids de MgO, sont configurées en forme de nid d'abeille, lesdites parois d'alvéoles présentant une épaisseur maximale de 250 um et une porosité de 45 à 80%.
Dans le procédé de production selon l'invention, le point essentiel est le fait que les matériaux de départ de la cordiérite contiennent de 5 à 15 parties en poids de particules combustibles.
Si les particules combustibles sont ajoutées en une quantité inférieure à 5 parties en poids aux matériaux de départ de la cordiérite, le taux d'occupation des fins pores formés dans les parois d'alvéole diminue et l'on n'obtient pas une porosité élevée. Si d'autre part la quantité ajoutée excède 15 parties en poids, le taux d'occupation des fins
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pores des parois d'alvéole augmente de manière excessive et les parois d'alvéole y perdent en résistance.
L'action et l'effet du procédé de production selon l'invention sont décrits ci-après.
Le procédé de production utilise les matériaux de départ de la cordiérite auxquels sont ajoutées des particules combustibles d'une granulométrie déterminée, en quantité spécifique mentionnée plus haut.
Lors de la cuisson, après malaxage, formage et séchage, les particules combustibles brûlent et disparaissent, laissant ainsi de fins pores dans les parois d'alvéole.
La teneur en particules combustibles est limitée à la proportion spécifique susmentionnée. Le taux d'occupation des fins pores formés dans les parois d'alvéole est ainsi contrôlé, ce qui permet d'atteindre aisément une porosité de 45 à 80%.
Le procédé de production de l'invention permet donc d'obtenir aisément l'excellente structure en nid d'abeille susmentionnée.
Il est souhaitable que les particules combustibles soient des particules de carbone. Ceci permet d'obtenir de manière relativement aisée des particules combustibles d'une granulométrie spécifique et de réduire le coût de la production.
Les particules combustibles utilisées peuvent être constituées de diverses substances combustibles comme la sciure, des miettes de pain ou des agents moussants au lieu des particules de carbone.
Dans le procédé de production susmentionné, on peut utiliser de la silice, du talc et de l'hydroxyde d'aluminium comme matériaux de départ pour la cordiérite, et leurs teneurs peuvent être ajustées de manière à contrôler la porosité. Par exemple, la silice et le talc favorisent la formation de pores par suite de la migration des composants au stade de la réaction de cuisson. L'hydroxyde d'aluminium
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favorise la formation de pores lors de l'évaporation de l'eau de cristallisation des matériaux de départ.
Réalisation 1
La structure en nid d'abeille et le procédé de production selon une réalisation de l'invention sont décrits ci-après avec référence aux Fig. 4 à 6.
Comme le montrent les Fig. 1 et 2, la structure en nid d'abeille de cette réalisation contient des parois d'alvéole 90 en forme de nid d'abeille, comportant, en tant que principal constituant, de la cordiérite d'une composition chimique contenant 45 à 55% en poids de
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Si02, 33 à 42% en poids de AOg et 12 à 18% en poids de MgO, sont configurées en forme de nid d'abeille, lesdites parois de séparation (ou parois d'alvéole) présentant une épaisseur d'un maximum de 250 um et une porosité de 45 à 80%.
Dans cette réalisation, une structure en nid d'abeille (spécimen E 1) produite selon l'invention et constituée comme décrit cidessus, et une structure en nid d'abeille (spécimen C1) produite de manière conventionnelle et à titre de comparaison, ont été préparées et étudiées quant à leur effet sur la réduction de poids et l'activation rapide du catalyseur. Les deux structures en nid d'abeille (E1, C1) présentaient un diamètre extérieur de 76 mm, une longueur de 85 mm et un maillage de 400 mesh, avec une épaisseur de paroi d'alvéole de 110 um.
On trouvera d'abord ci-dessous une description du procédé de production du spécimen E 1 produit selon l'invention.
Pour produire le spécimen E1, on utilise d'abord les matériaux de départ de la cordiérite comme indiqué aux tableaux 1 et 2.
Comme il ressort clairement de ces tableaux, la structure en nid d'abeille du spécimen E1 a été préparée par mélange des matériaux de départ de la cordiérite, comprenant du kaolin, de l'hydroxyde d'aluminium, de l'alumine, du talc et des particules de carbone dans les quantités
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indiquées au tableau 1, après quoi l'on ajoute des particules de carbone d'un diamètre particulair moyen de 1 #m à raison de 15 parties en poids, en tant que particules combustibles.
Tableau 1
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<tb>
<tb> Matériaux <SEP> de <SEP> départ <SEP> Spécimen <SEP> E1 <SEP> Spécimen <SEP> C <SEP> 1
<tb> (invention) <SEP> (conventionnel)
<tb> Granulométrie <SEP> Teneur <SEP> Granulométrie <SEP> Teneur
<tb> moyenne <SEP> (parties <SEP> en <SEP> moyenne <SEP> (parties <SEP> en
<tb> (um) <SEP> poids) <SEP> (um) <SEP> poids)
<tb> Matériaux <SEP> kaolin <SEP> 3-8 <SEP> 45 <SEP> 3-8 <SEP> 45
<tb> de <SEP> départ <SEP> alumine <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 20
<tb> de <SEP> la <SEP> talc <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 35
<tb> cordiérite <SEP> particules <SEP> de <SEP> 1 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 0
<tb> carbone
<tb> Liant <SEP> méthylcellulose <SEP> - <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 5
<tb> Agent <SEP> glycérine <SEP> 3-3
<tb> lubrifiant
<tb> Eau <SEP> - <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 25
<tb>
Tableau 2
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<tb>
<tb> Matériaux <SEP> de <SEP> départ <SEP> Composition <SEP> des <SEP> composants <SEP> (% <SEP> en <SEP> poids)
<tb> SiO2 <SEP> MgO <SEP> AOs <SEP> AI <SEP> (OH) <SEP> 3 <SEP> Fe203 <SEP> CaO+Na2O+K2O
<tb> kaolin <SEP> 45, <SEP> 20 <SEP> 0,07 <SEP> 38, <SEP> 2010, <SEP> 78 <SEP> 0, <SEP> 50
<tb> alumine <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 99,50 <SEP> - <SEP> 0,01 <SEP> 0, <SEP> 23
<tb> talc <SEP> 62,
<SEP> 75 <SEP> 31,44 <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> - <SEP> 0,11 <SEP> 0,38
<tb>
Aux matériaux de départ de la cordiérite ont ensuite été ajoutées de la méthylcellulose en tant que liant, de la glycérine comme lubrifiant et de l'eau, en quantités prédéterminées (tableau 1). Le mélange a alors été malaxé et extrudé en forme de nid d'abeille au moyen d'une matrice pour formage de nid d'abeille. Le matériau
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intermédiaire extrudé en forme de nid d'abeille a ensuite été séché, coupé à un format prédéterminé et cuit.
La cuisson a été effectuée par élévation de la température jusqu'à 1400 C à raison de 10C par minute, maintien de cette température pendant 1 heure, puis refroidissement progressif jusqu'à température ambiante. Au terme de la cuisson, la structure en nid d'abeille était terminée (spécimen E1).
Le spécimen C1, qui est le produit conventionnel, a ensuite été préparé à partir de matériaux de départ de la cordiénte de la même composition que ceux du spécimen E1 selon l'invention, mais sans addition de particules de carbone comme l'indique le Tableau 1. Les autres conditions étaient les mêmes que pour le spécimen E1 selon l'invention.
Le tableau 3 donne les spécifications et les propriétés des structures en nid d'abeille (E1, C1) obtenue.
Les porosités ont été mesurées par la méthode de pénétration au mercure au moyen d'un porosimètre.
Les résultats de mesure sont reproduits au Tableau 3 et à la Fig. 4, où l'abscisse représente le type de structure en nid d'abeille et l'ordonnée représente la porosité.
Comme le montrent le Tableau 3 et la Fig. 4, le spécimen E1, produit selon l'invention, présente une porosité de 50%, ce qui représente une augmentation sensible vis-à-vis de la porosité du produit conventionnel C 1.
En outre, les effets de la réduction du poids des structures en nid d'abeille (spécimens E1, C1) sont reproduits au Tableau 3 et à la
Fig. 5, où l'abscisse représente le type de structure en nid d'abeille et l'ordonnée représente la masse de la structure en nid d'abeille. A titre de référence, la Fig. 5 montre également un produit conventionnel C2 qui est une structure en nid d'abeille à parois d'alvéole d'une épaisseur de
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150 um, principalement utilisée jusqu'à présent. Le produit conventionnel C2 a été préparé de la même manière que le produit conventionnel C1 mentionné ci-avant.
Comme le montrent le Tableau 3 et la Fig. 5, le produit conventionnel C1 présente un poids réduit d'environ 25% vis-à-vis de celui du produit conventionnel C2, par suite d'une diminution de l'épaisseur des parois d'alvéole. D'autre part, le produit selon l'invention présente un poids lui-même inférieur d'environ 20% à celui du produit conventionnel C1.
Le Tableau 3 donne également le taux d'absorption d'eau, les résistances isostatiques et les coefficients de dilatation thermique des spécimens E1 et C1. Ici, une amélioration du taux d'absorption d'eau du spécimen E1 signifie une augmentation de la porosité qui conditionne l'effet de réduction de poids du support.
Pour déterminer la résistance isostatique, on a fixé des plaques d'aluminium de 20 mm sur les deux surfaces terminales de la structure en nid d'abeille, puis on a scellé l'ensemble de la structure au moyen d'un tube de caoutchouc, on a appliqué une pression isostatique et on a mesuré la pression au moment de la rupture de la structure en nid d'abeille. Le spécimen E1 présente une résistance isostatique inférieure à celle du spécimen C1, par suite d'une inévitable augmentation de la porosité.
Toutefois, il est possible de compenser une perte de résistance isostatique de cet ordre de grandeur en modifiant la forme de la structure en nid d'abeille ou en améliorant le gainage de soutien de la structure en nid d'abeille.
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Tableau 3
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<tb>
<tb> Caractéristiques <SEP> Unité <SEP> Spécimen
<tb> E1 <SEP> C1
<tb> (invention) <SEP> (conventionnel)
<tb> épaisseur <SEP> de <SEP> paroi <SEP> d'alvéole <SEP> mm <SEP> 0,11 <SEP> 0,11
<tb> densité <SEP> d'alvéoles <SEP> cpsi <SEP> 406 <SEP> 406
<tb> masse <SEP> 9/1 <SEP> 220 <SEP> 290
<tb> porosité <SEP> % <SEP> 50 <SEP> 35
<tb> pouvoir <SEP> d'absorption <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> 37,0 <SEP> 30,5
<tb> résistance <SEP> isostatique <SEP> MPa <SEP> 1,7 <SEP> 3,5
<tb> coeff.
<SEP> de <SEP> dilatation <SEP> thermique <SEP> x10/ C <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 5
<tb>
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Dans cette réalisation en outre, un catalyseur était déposé sur les spécimens E1 et C1, et l'on a procédé à un test d'évaluation quantitative des propriétés d'activation du catalyseur des spécimens. Le catalyseur était déposé sur chacun des spécimens E1 et C1 en quantité véhiculaire de 120 9/l.
Le test a été mené en montant chacun des spécimens sur le système d'échappement d'un moteur à essence à 8 cylindres en V et d'une cylindrée de 4000 cc, le moteur tournant à régime constant, de manière que le température des gaz soit de 500 C à leur entrée dans l'échantillon.
La Fig. 6 montre les résultats du test, avec en abscisse les spécimens et en ordonnée le temps (en secondes) nécessaire à l'élimination de 50% des hydrocarbures (HC).
La Fig. 6 montre que le spécimen E1, produit selon l'invention, réduit considérablement le temps d'activation du catalyseur vis-à-vis de celui du spécimen C1, qui est le produit conventionnel.
Réalisation 2.
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Dans cette réalisation, on a étudié plus en détail l'effet de la porosité sur les parois d'alvéole au moment de l'activation du catalyseur.
Concrètement, on a fait varier la porosité de 25% à 85% sur base du spécimen E1 de la réalisation 1, et on a mesuré les temps jusqu'à élimination de 80% ou plus des HC après démarrage du moteur. Pour le reste, cette réalisation était identique à la réalisation 1.
La Fig. 7 montre les résultats du test, avec en abscisse la porosité (%) et en ordonnée le temps T (en secondes) jusqu'à élimination de 80% des HC.
Comme le montre la Fig. 7, le temps d'activation est réduit et l'on obtient une excellente performance d'épuration grâce à l'augmentation de porosité. En pratique en outre, il est souhaitable que le temps d'activation n'excède pas 28 secondes et, de ce point de vue, que la porosité ne soit de préférence pas inférieure à 45%. On peut attendre une amélioration des performances d'épuration même lorsque la porosité n'est pas inférieure à 80%. Toutefois, du point de la conservation de la résistance de la structure en nid d'abeille, il n'est actuellement pas souhaitable d'augmenter la porosité au-delà de 80%. C'est pourquoi la porosité sera de préférence de 45 à 80%.
Réalisation 3.
Dans cette réalisation, on a évalué quantitativement l'effet dû à une augmentation du taux d'absorption d'eau des parois d'alvéole de la structure en nid d'abeille.
On a tout d'abord préparé des structures en nid d'abeille en faisant varier la porosité dans une plage de 30 à 80% sur base du spécimen E 1 de la réalisation 1. On a alors procédé à deux tests en recouvrant les parois d'alvéole des structures en nid d'abeille au moyen de deux boues, dont une boue A à haute concentration et une boue B à faible concentration.
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Les boues A et B ont été préparées au moyen de deux composants, un solvant et un catalyseur solide. Si l'on considère la quantité totale de boue comme représentant 100% en poids, la boue A contenait le composant solide à raison de 46% en poids et la boue B contenait le composant solide à raison de 43% en poids.
Dans le premier test, les structures en nid d'abeille présentant des porosités différentes ont été recouvertes d'une boue puis séchées, de sorte que le catalyseur a été déposé de manière que l'épaisseur t, du catalyseur sur les surfaces planes représentées à la Fig. 3 soit d'environ 20 um (120 g/l au total de quantité déposée). Lorsque le catalyseur n'était pas déposé dans la quantité désirée en une seule passe, le processus de recouvrement a été répété plusieurs fois.
Lorsque le catalyseur a été déposé à l'épaisseur t1 d'environ 20 um, on a mesuré un rapport (tut1) de l'épaisseur t, du catalyseur déposé sur les surfaces planes à l'épaisseur t2 du catalyseur déposé dans les angles (Fig. 3).
Les résultats sont reproduits à la Fig. 8, avec en abscisse la porosité (%) et en ordonnée le rapport (tut1).
Comme le montre la Fig. 8, le rapport est plus élevé lorsque l'on utilise la boue A à haute concentration que lorsque l'on utilise la boue B à faible concentration, et l'épaisseur t2 est supérieure. Pour la boue A comme pour la boue B, le rapport diminue lorsque la porosité augmente, et l'épaisseur t2 s'approche de l'épaisseur t, au fur et à mesure que la porosité augmente.
Dans le second essai, les quantités de catalyseur déposées en une passe d'application sur les structures en nid d'abeille de porosités différentes, ont été mesurées avec la boue A et avec la boue B. Les quantités de dépôt ont été évaluées via l'épaisseur t1 du catalyseur déposé sur les surfaces planes.
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La Fig. 9 illustre les résultats de mesure, avec en abscisse la porosité (%) et en ordonnée l'épaisseur t1 (um) du catalyseur déposé. L'épaisseur cible de catalyseur déposé est de 20 um, et les produits acceptables sont ceux où l'épaisseur se situe dans une plage de 20 10 um.
Comme le montre la Fig. 9, la quantité de catalyseur déposée en une passe d'application est plus faible lorsque l'on applique la boue B à faible concentration que lorsque l'on applique la boue A à haute concentration. Toutefois, lorsque l'on utilise la structure en nid d'abeille présentant une porosité d'environ 35%, il faudra donc, soit appliquer la boue A, soit appliquer la boue B plusieurs fois de suite. Si l'on utilise la structure en nid d'abeille d'une porosité non inférieure à 45%, d'autre part, on constate qu'il est possible de déposer le catalyseur en une seule passe à une épaisseur suffisante, même si l'on utilise la boue B à faible concentration.
On déduira des résultats ci-avant qu'en contrôlant la porosité dans une plage de 45 à 80%, on réalise des conditions dans lesquelles le dépôt de catalyseur est favorablement effectué en une seule passe, ce qui permet d'améliorer les performances du dispositif d'épuration des gaz d'échappement tout en réduisant son coût.
Si les réalisations susmentionnées ont traité de structures en nid d'abeille comportant des cellules de forme carrée, les cellules peuvent également présenter une forme hexagonale ou autre, outre la forme carrée.
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Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 POROSITE (%) SPECIMEN Fig. 5 MASSE (g) SPECIMEN Fig. 6 TEMPS D'ELIMINATION DE 50% DES HC (s) SPECIMEN Fig. 7 TEMPS D'ACTIVATION (s)
POROSITE (%)
Fig. 8
POROSITE (%)
Fig. 9
POROSITE (%)