FR2925935A1 - Procede et systeme de gestion de l'injection d'agent reducteur dans un systeme scr. - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de gestion de l'injection d'agent réducteur dans un système de traitement d'oxydes d'azote à réduction catalytique sélective, dite SCR, destiné à être installé dans la ligne d'échappement d'un moteur de véhicule, le traitement consistant à réduire chimiquement, dans un catalyseur poreux, dit catalyseur SCR poreux, les oxydes d'azote par réaction avec de l'ammoniac contenu dans l'agent réducteur. Ce procédé est tel qu'il permet de prendre en compte l'état d'usure du catalyseur poreux.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE GESTION DE L'INJECTION D'AGENT REDUCTEUR DANS UN SYSTEME SCR La présente invention concerne une stratégie d'injection d'urée dans la ligne d'échappement d'un moteur, plus particulièrement d'un moteur installé dans un véhicule automobile de type Diesel ou essence.

Dans les moteurs de véhicule automobile, la combustion du carburant a pour conséquence la création de gaz tels que le monoxyde d'azote (NO), le dioxyde d'azote(NO2) ou encore l'oxyde de diazote (N20). Ces gaz, connus de manière générale sous le nom d'oxydes d'azote (NOx) présentent un danger, d'une part pour la santé des êtres humains, et d'autre part pour l'environnement puisqu'ils contribuent à la formation de brouillard polluants dans les villes, et au réchauffement de la planète en augmentant l'effet de serre. En conséquence, il est nécessaire de prévoir des solutions pour détruire ces gaz à l'intérieur des véhicules, avant qu'ils ne soient émis dans l'atmosphère.

On connaît de nombreuses solutions pour détruire chimiquement ces oxydes d'azote avant leur échappement dans l'atmosphère, par des réactions chimiques de type réduction catalytique sélective, dite SCR. Une telle réduction est effectuée en utilisant de l'ammoniac contenu dans un agent réducteur, l'ammoniac réagissant avec les oxydes d'azote dans un catalyseur SCR, pour former du diazote totalement inoffensif. Parmi les agents réducteurs les plus utilisés, on peut citer l'urée liquide dont l'injection doit être effectuée dans la ligne d'échappement à une température comprise entre 150°C à 200°C, et de préférence supérieure à 180 °C.

En effet, à cette température, la décomposition de l'urée en ammoniac est totale et quasiment instantanée.

La réduction des oxydes d'azote en utilisant de l'urée liquide met en oeuvre plusieurs réactions chimiques successives.

Une solution d'urée injectée dans une ligne d'échappement subit, en premier lieu, une évaporation de l'eau, conduisant ainsi à la formation d'urée solide, sous la forme d'infimes particules. Cette réaction se traduit par l'équation chimique suivante : NH2-CO-NH2(aqueux) -> NH2-CO-NH2(soiide). (Eq1) Généralement, suite à cette évaporation, l'urée solide subit une thermolyse sous l'effet de la température élevée des gaz environnants, à partir de 180°C. Cette thermolyse produit de l'ammoniac gazeux et de l'acide isocyanique au cours de la réaction suivante : NH2-CO-NH2(soiide) -> NH3(gaz) + HNCO(gaz) (Eq2) La dernière étape du processus de réduction consiste en une hydrolyse de l'acide isocyanique pour former de l'ammoniac gazeux et du dioxyde de carbone : HNCO(gaz) + H2O(gaz) -> NH3(gaz) + CO2(gdz) (Eq3) L'ammoniac gazeux réagit ensuite avec les oxydes d'azote, dans un catalyseur spécifique, dit catalyseur SCR, selon une des réactions suivantes : - une réaction de réduction standard : 4NH3 + 4NO + 02 => 4N2 + 6H2O (Eq4) - une réaction de réduction rapide : 4NH3 + 2NO + 2NO2 => 4N2 + 6H2O (Eq5) - une réaction de réduction lente : 8NH3 + 6NO2 => 7N2 + 12H2O (Eq6).

Lors de la décomposition d'un agent réducteur, l'ammoniac obtenu est utilisé directement pour la mise en oeuvre d'une de ces réactions ou stocké dans le catalyseur SCR pour être utilisé ultérieurement.

L'utilisation de procédés de traitement des oxydes d'azote mettant en 25 oeuvre ces réactions chimiques dans un catalyseur non poreux est désormais bien maîtrisée dans les véhicules automobiles poids lourd, puisque le mode de fonctionnement de ces véhicules permet de fournir de parfaites conditions réactionnelles pour la mise en oeuvre des différentes réactions chimiques. En effet, les véhicules de type poids lourd présentent les caractéristiques 30 suivantes : - leurs gaz d'échappement sont émis à une température supérieure à 300°C, ce qui permet de garantir en permanence une température suffisante pour injecter de l'urée, 20 - leurs conditions de roulage sont relativement régulières, puisque les véhicules lourds effectuent peu ou pas d'accélérations et de décélérations brusques, ce qui évite des variations brutales dans les besoins en agent réducteur - les catalyseurs utilisés, ont une très faible capacité de stockage surfacique d'ammoniac. Or, ces matériaux à faible capacité surfacique permettent de garantir une désorption rapide et totale de l'ammoniac stocké avec une accélération rapide.

Toutefois, lors de la mise en oeuvre de tels procédés dans des véhicules légers, de nombreux problèmes sont apparus.

En effet, les cycles de fonctionnement de tels véhicules sont relativement froids, c'est à dire que les gaz d'échappement sont souvent émis à une température inférieure à 180°C, température qui empêche une décomposition rapide et totale de l'urée injectée dans la phase gazeuse. Or, les oxydes d'azote sont émis par le moteur quelle que soit la température d'échappement, et il est alors possible que des oxydes d'azote soient émis dans l'atmosphère sans avoir été traités. Afin de remédier à cet inconvénient, on a envisagé d'utiliser des systèmes munis de catalyseurs à gros volume poreux, permettant le stockage de grandes quantités d'ammoniac, et ainsi le maintien des réactions de réduction même lorsque la température est insuffisante pour permettre une injection d'urée. Ces catalyseurs poreux présentent toutefois des inconvénients en termes de disponibilité de l'ammoniac stocké. En effet, d'une part, une certaine fraction de l'ammoniac stocké ne peut pas être désorbé. D'autre part, dans les catalyseurs poreux, une partie de l'ammoniac stocké est dite hautement adsorbé, ce qui signifie qu'il peut, certes, être désorbé, mais à une vitesse de désorption relativement faible. En conséquence, les modèles de comportement des catalyseurs utilisés dans le cadre de réduction catalytique sélective dans un véhicule poids lourd ne sont pas, ou peu, adaptés à une mise en oeuvre sur véhicule léger, puisqu'ils conduiraient à des déterminations incorrectes, notamment en termes de quantité d'ammoniac disponible, et de quantité d'ammoniac à injecter. Ces fausses déterminations peuvent avoir pour conséquence des dégagements inopportuns d'ammoniac dans l'atmosphère, ou une mauvaise conversion des oxydes d'azote.

En outre, dans les systèmes existants à l'heure actuelle, l'ammoniac stocké a tendance à s'oxyder selon les réactions chimiques 4NH3 + 502 -> 4N0 + 6H2O (Eq 7a) et 2NH3 + 1.502 -> N2 + 3H2O (Eq 7b).

Par conséquent, une partie de l'ammoniac injecté dans la ligne d'échappement du moteur est gâché, puisqu'il n'est pas utilisé pour réduire des oxydes d'azote. Or, dans un véhicule de petit gabarit, et donc comportant un réservoir de petites dimensions, tant en taille qu'en poids, il est important d'exploiter au mieux tout l'agent réducteur, afin d'augmenter au maximum l'intervalle de maintenance entre deux remplissages du réservoir.

En outre, on a constaté que les performances des catalyseurs, tant en termes de capacité de stockage que de taux de conversion, diminuaient au fil du temps et des kilomètres parcourus. Or, dans les systèmes actuels, ce paramètre n'est pas pris en compte, ce qui peut conduire à des problèmes de saturation des catalyseurs conduisant à des fuites d'ammoniac dans l'atmosphère, ou encore à des dégagements d'oxydes d'azotes non traités. L'invention vise donc à combler les lacunes des procédés et systèmes de réduction catalytique existants, et ainsi de remédier à au moins une partie des inconvénients précédemment cités, en proposant un procédé de gestion de l'injection d'agent réducteur, tel qu'on optimise l'utilisation de cet agent réducteur de manière à éviter tout gaspillage.

De manière plus précise, l'invention concerne un procédé de gestion de l'injection d'agent réducteur dans un système de traitement d'oxydes d'azote à réduction catalytique sélective, dite SCR, destiné à être installé dans la ligne d'échappement d'un moteur de véhicule, le traitement consistant à réduire chimiquement, dans un catalyseur poreux, dit catalyseur SCR poreux, les oxydes d'azote par réaction avec de l'ammoniac contenu dans l'agent réducteur.

Le procédé comprend les étapes suivantes : - on détermine, en fonction de l'état d'usure du catalyseur, une valeur minimale et une valeur maximale de la quantité d'ammoniac stockée dans le catalyseur poreux, la valeur minimale étant strictement supérieure à zéro, et la valeur maximale étant strictement inférieure à la capacité de stockage maximale théorique du catalyseur, - on détermine la quantité d'ammoniac effectivement stockée dans le catalyseur poreux, - on mesure la température dans la ligne d'échappement du moteur, - si la quantité d'ammoniac stockée est inférieure ou égale à la valeur minimale et si la température est supérieure à une valeur minimale permettant l'injection, on commande une injection d'agent réducteur dans la ligne d'échappement, - si la quantité d'ammoniac stockée est supérieure ou égale à la valeur maximale, on commande un arrêt de l'injection d'agent réducteur, et - si la quantité d'ammoniac est strictement comprise entre la valeur minimale et la valeur maximale, on ne commande aucune action.

On précise ici que, par capacité maximale théorique du catalyseur, on entend la capacité de stockage de ce catalyseur lors de sa première mise en oeuvre. On précise également que le fait de ne commander aucune action consiste à continuer l'injection si elle était activée, et à ne rien faire si l'injection était stoppée.

Le procédé ainsi défini est avantageusement mis en oeuvre dans des systèmes dans lesquels la réaction chimique de réduction est effectuée dans un catalyseur microporeux, c'est à dire avec des pores dont le diamètre est de l'ordre du micron, ou mésoporeux, c'est à dire avec des pores dont le diamètre est de l'ordre de 50 à 500 angstrôms. Le fait de fixer des limites minimales et maximales à la quantité d'ammoniac stocké dans le catalyseur poreux permet de prendre en compte le reliquat d'ammoniac qui ne peut pas être désorbé. En outre, ces limites permettent de simplifier les modèles de gestion de l'injection, puisqu'on garantit, à chaque instant, que la quantité d'ammoniac stocké est située dans une fourchette très précise. En outre, les limites haute et basse sont choisies de façon telle que : - la valeur haute permet d'éviter tout saturation du catalyseur, et - la valeur basse permet de garantir, à tout instant, la disponibilité d'une quantité non nulle d'ammoniac pour réduire des oxydes d'azote échappés du moteur. Dans une réalisation particulièrement avantageuse, la valeur minimale de température permettant l'injection est fixée à 180°C. En effet, ainsi que mentionné précédemment, un des agents réducteurs les plus couramment employés dans ce type de dispositif est l'urée, qui ne se décompose qu'à des températures supérieures à 180°C.

Dans une réalisation, la détermination des valeurs minimale et maximale de la quantité d'ammoniac pouvant être stockée dans le catalyseur comprend les étapes suivantes : - on détermine le nombre de kilomètres parcourus par le véhicule depuis l'installation du catalyseur, et - on utilise une table de correspondance contenant des données représentant l'évolution de la capacité de stockage du catalyseur en fonction du nombre de kilomètres parcourus depuis son installation, en tenant compte du volume du catalyseur.

La table de correspondance peut également être présentée sous forme d'une cartographie enregistrée dans une mémoire d'un calculateur destiné à mettre en oeuvre le procédé. Un exemple de cartographie sera ultérieurement décrit à l'aide d'une figure. On a également constaté que la capacité de stockage du catalyseur pouvait également diminuer du fait d'autres paramètres, notamment la formation de charbon dans le catalyseur, ou encore l'obstruction des pores par du soufre présent dans le carburant. En effet, ces phénomènes, bien que considérés comme réversibles du fait de la régénération des filtres à particules dans les lignes d'échappement de véhicules automobiles, ont toutefois un impact sur la dégradation des catalyseurs SCR et la diminution de la capacité de stockage, notamment à cause des hautes températures mises en jeu au cours des phases de régénération.

Dans une réalisation, la détermination de la quantité d'ammoniac effectivement stocké dans le catalyseur poreux est effectuée en soustrayant, à la quantité d'ammoniac déterminée au cours de la précédente mise en oeuvre du procédé, la quantité d'ammoniac consommé pour réduire les oxydes d'azote émis depuis cette dernière mise en oeuvre.

Dans une réalisation, la quantité d'ammoniac consommé est déterminée en tenant compte d'un ou plusieurs des paramètres suivants : - la quantité d'oxydes d'azote émis par le moteur, - le ratio entre la quantité de monoxyde d'azote et de dioxyde d'azote présents dans les oxydes d'azote émis, - le nombre de kilomètres parcourus depuis la mise en fonctionnement du véhicule, et - la température dans la ligne d'échappement du moteur.

Dans une réalisation, pour déterminer la quantité d'oxydes d'azote émise par le moteur, on utilise une cartographie des émissions d'oxydes d'azote en fonction de la température et de la vitesse des gaz d'échappement.

L'invention concerne également un système de traitement d'oxydes d'azote à réduction catalytique sélective, dite SCR, destiné à être installé dans la ligne d'échappement du moteur d'un véhicule comprenant un injecteur d'agent réducteur contenant de l'ammoniac, un catalyseur à réduction catalytique sélective poreux siège d'une réaction chimique de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote par l'ammoniac, et le système comprenant en outre - des moyens pour déterminer, en fonction de l'état d'usure du catalyseur, une valeur minimale et une valeur maximale de la quantité d'ammoniac stocké dans le catalyseur poreux, la valeur minimale étant strictement supérieure à zéro, et la valeur maximale théorique étant strictement inférieure à la capacité de stockage maximale du catalyseur, -des moyens pour déterminer une quantité d'ammoniac stockée dans le catalyseur, et - en fonction de cette quantité d'ammoniac stockée et des valeurs minimale et maximale déterminées, des moyens pour commander un injection ou un arrêt d'injection d'agent réducteur dans la ligne d'échappement.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, cette description étant effectuée à titre non limitatif à l'aide des figures sur lesquelles : - la figure 1 montre une ligne d'échappement de véhicule automobile, munie d'un système de traitement conforme à l'invention, dans le cas où l'agent réducteur utilisé est de l'urée, 35 - la figure 2 montre un graphe des différentes étapes mises en oeuvre au cours d'un procédé de gestion conforme à l'invention, - la figure 3 montre un graphe d'évolution des capacités de stockage minimale et maximale de stockage d'un catalyseur, en fonction du nombre de kilomètres parcourus par le véhicule dans lequel est installé le catalyseur.

Un système de traitement selon l'invention est destiné à être installé, comme montré en figure 1, en sortie d'un moteur 1 de véhicule automobile. Les gaz échappés de ce moteur 1 sont, en premier lieu, introduits dans un catalyseur d'oxydation 2 qui, d'une part, détruit les monoxydes de carbone et hydroxydes de carbone présents dans les gaz d'échappement, et d'autre part transforme une partie des monoxydes d'azote en dioxydes d'azote, modifiant ainsi le rapport entre ces deux types de gaz. Il a été constaté que le rapport permettant d'obtenir le meilleur taux de conversion des oxydes d'azote était égal à 1, c'est à dire que le flux gazeux contient une quantité égale de monoxyde d'azote et de dioxyde d'azote. Les oxydes d'azote sortant du catalyseur d'oxydation 2 sont alors dirigés vers un catalyseur poreux à réduction catalytique sélective 3. Ce catalyseur est le siège de réactions chimiques de réduction des oxydes d'azote par de l'ammoniac stocké dans le catalyseur, qui comprend, à cet effet, des matériaux tels que des zéolites ou des argiles. Après réduction, le flux gazeux est introduit dans un filtre à particules 4, afin d'éliminer les particules de carbone restantes.

Le système comprend, en outre, tous les éléments nécessaires à la mise en oeuvre d'un procédé de gestion selon l'invention, à savoir : - un injecteur 5, situé en amont du catalyseur SCR 3, et destiné à injecter un agent réducteur dans la ligne d'échappement, par exemple de l'urée, stocké dans un réservoir 8, - un capteur d'oxydes d'azote 7 situé en sortie du moteur, pour mesurer la quantité d'oxydes d'azote émis par le moteur, - un capteur d'oxydes d'azote 6 situé en aval du catalyseur SCR 3, pour mesurer la quantité d'oxydes d'azote non réduits dans le catalyseur, - un capteur de température 10, par exemple de type thermocouple, situé à l'entrée du catalyseur SCR 3, pour vérifier que la température des gaz à cet endroit là est suffisante pour autoriser une injection d'urée, - un capteur de pression 11 situé en fin de ligne d'échappement, et - un ordinateur embarqué 9, qui reçoit les informations mesurées par les différents capteurs, et peut commander, en fonction de ces informations mesurées et de données prédéterminées enregistrées dans une mémoire, un actionnement ou un arrêt de l'injection d'urée par le biais de l'injecteur 7.

Les différentes étapes mises en oeuvre dans le procédé, notamment par un calculateur électronique compris dans l'ordinateur embarqué, sont illustrées par la figure 2. Ainsi que mentionné précédemment, dans une réalisation avantageuse du procédé, on détermine une capacité minimale 10 et maximale 11 de stockage d'ammoniac dans le catalyseur SCR, en fonction de l'état d'usure de ce catalyseur. Cette détermination est effectuée à partir de données prédéterminées, enregistrées dans une mémoire comprise dans l'ordinateur embarqué. Ces données sont, par exemple, sous la forme d'un graphe tel que montré en figure 3. Ce graphe comprend deux courbes 40 et 41 représentant l'évolution respective des quantités minimale et maximale d'ammoniac pouvant être stockées dans catalyseur microporeux ou mésoporeux, en fonction du nombre de kilomètres parcourus, montré en abscisse. Les quantités d'ammoniac, montrées en ordonnée, sont exprimées en gramme par litre.

La courbe 40 peut être mathématiquement représentée par l'équation y = 1E-11x2 - 1E-05x + 1 La courbe 41 peut être mathématiquement représentée par l'équation y = 3E-11x2 - 1E-05x + 1.

On constate ainsi que, pour une distance totale parcourue par le véhicule égale à 50 000 kilomètres, la capacité minimale de stockage à respecter est 0.07 g/I, et la capacité maximale de stockage est 0.56 g/l. Pour une distance parcourue de 100 000 kilomètres, la capacité minimale de stockage est 0.02 g/l, et la capacité maximale est 0.3 g/l.

A chaque instant T, le calculateur détermine la quantité d'ammoniac stockée dans le catalyseur SCR du système. Cette détermination est effectuée en soustrayant la quantité d'ammoniac consommée au cours de l'intervalle [T-1, T] à la quantité d'ammoniac stockée à l'instant T-1. On compare alors, à chaque instant, dans un bloc 12, la quantité d'ammoniac stockée avec la valeur minimale 10. Si la valeur stockée est inférieure à la valeur minimale (événement 13), on envoie une information au calculateur électronique 30, afin qu'il commande un actionnement de l'injection d'urée. Si, en revanche, la valeur stockée est supérieure à la valeur minimale (événement 14), on compare, au bloc 15, la valeur stockée avec la valeur maximale déterminée au bloc 11. Si la valeur stockée est inférieure à la valeur maximale (événement 16), on envoie au calculateur électronique 30 une information pour qu'il maintienne l'injection d'urée dans l'état où elle était à l'instant T-1, que cet état soit actionné ou stoppé . En revanche, si la valeur stockée est supérieure à la valeur maximale (événement 17), on vérifie au bloc 18 que la comparaison est correcte et, dans ce cas, on envoie au calculateur 30 une information afin qu'il commande un arrêt de l'injection d'urée.

En fonction de l'information qu'il reçoit, le calculateur 30 commande donc un arrêt ou un actionnement de l'injection d'urée.

Dans le cas où il doit effectivement commande une injection, il est nécessaire de déterminer la quantité d'urée à injecter. Cette quantité est calculée en utilisant une table de correspondance, à partir des données suivantes : la quantité 19 d'oxydes d'azote, le rapport 21 entre la quantité de monoxydes d'azote (NO) et d'oxydes d'azote (NO2), l'état d'usure du catalyseur et la température des gaz. La quantité 19 d'oxydes d'azote émis par le moteur peut être mesurée par un capteur, mais elle peut également être déterminée à partir de données 20 enregistrées dans une mémoire du véhicule. Ainsi, par exemple, le calculateur 30 utilise une cartographie des émissions d'oxydes d'azote en fonction de la température et de la vitesse des gaz d'échappement.

La quantité d'urée à injecter dépend également rapport du 21 entre la quantité de monoxydes d'azote (NO) et d'oxydes d'azote (NO2) dans les gaz en amont du catalyseur SCR. En effet, comme indiqué précédemment, l'efficacité de la réduction des oxydes d'azote par l'ammoniac diminue en fonction de ce rapport. Ce rapport peut être déterminé en utilisant des mesures effectuées dans la ligne d'échappement, ou en faisant appel à des tables de données 22 enregistrées en mémoire. Ces tables de données permettent d'obtenir le rapport NO/NO2 à partir de paramètres tels que la température des gaz à l'entrée du catalyseur, l'état d'usure du catalyseur et la vitesse des gaz. Il convient de noter ici que la valeur du rapport NO/NO2 est indépendante de la quantité d'oxydes d'azote émis. Après avoir déterminé la quantité d'urée à injecter, dans le cas où il doit effectivement y avoir injection, le calculateur 30 envoie cette information à l'injecteur 23. L'injection est alors réalisée, après vérification, au bloc 24, que la température à l'entrée du catalyseur, mesurée par un thermocouple, est supérieure à 180°C. Si tel n'est pas le cas, l'injection n'est pas effectuée.

Ainsi, une injection d'urée est effectuée uniquement lorsque les deux critères suivants sont remplis : - la température à l'entrée du catalyseur est supérieure à 180°C, et - la quantité d'ammoniac présente dans le catalyseur est telle qu'une injection est commandée.

En effet, ainsi que précédemment mentionné, la caractéristique principale de ce procédé est de faire varier fortement la quantité d'ammoniac stockée entre une valeur minimale et une valeur maximale. Ainsi, lorsque la quantité d'ammoniac atteint la valeur minimale, on commande une injection d'urée continue jusqu'à atteindre la valeur maximale. On stoppe alors l'injection d'urée, et on ne l'actionne à nouveau que lorsque la quantité stockée est retombée à la valeur minimale, et pas avant. Ceci permet, notamment, de renouveler régulièrement l'ammoniac stocké dans le catalyseur. Ainsi, la réaction chimique d'oxydation de l'ammoniac, précédemment décrite aux équations 7a et 7b, n'ont pas le temps de s'effectuer, ce qui permet d'éviter tout gaspillage d'ammoniac. Une telle caractéristique est particulièrement intéressante dans les véhicules légers pour lesquels on limite le poids d'agent réducteur embarqué, et pour lesquels il est donc important d'optimiser l'utilisation de cet agent réducteur, afin d'éviter aux utilisateurs des véhicules des remplissages trop fréquents. En outre, le fait de ne pas autoriser l'injection d'urée lorsque la quantité d'ammoniac stockée est proche de la valeur maximale permet d'éviter une saturation du catalyseur qui pourrait conduire à des dégagements d'ammoniac non souhaitables dans l'atmosphère. 10 L'agent réducteur injecté via l'injecteur 23 est dirigé vers un catalyseur poreux 25. Le taux de conversion des oxydes d'azote est déterminé (bloc 28), en utilisant des formules de cinétique chimique, ou en utilisant des tables de correspondance. Dans une réalisation avantageuse, ce taux de conversion est corrigé 15 en fonction de l'état d'usure du catalyseur, qui peut dépendre de l'intervalle de temps écoulé ou du nombre de kilomètres parcourus, depuis son installation. Cette détermination du taux de conversion est effectuée, dans certaines réalisations, en utilisant des paramètres additionnels tels que : - l'inertie thermique du catalyseur en fonction des accélérations et 20 décélérations, déterminée par un filtre de température 26, et - l'intervalle de temps s'écoulant entre le moment où les oxydes d'azote sont échappés du moteur et le moment où ils sont effectivement convertis dans le catalyseur, déterminé par un filtre temporel 27.

Les informations concernant ce taux de conversion sont alors communiquées au calculateur, afin de permettre la mise à jour de la quantité d'ammoniac restant dans le catalyseur, en utilisant l'équation suivante : [NH3stocké]T+1 = [NH3stocké]T + [NH3injecté]T->T+1- [NH3consommé] T->T+1

Ainsi, l'ensemble de ces étapes permet la mise en oeuvre d'un procédé de gestion d'urée présentant de nombreux avantages parmi lesquels : - éviter un dégagement d'oxydes d'azote non traités dans l'atmosphère en garantissant, à chaque instant, que le catalyseur SCR contient une quantité suffisante d'ammoniac, compte tenu de la fraction d'ammoniac 25 30 hautement adsorbé qu'il est difficile de désorber, et qui est donc peu utilisable, - éviter une saturation du catalyseur SCR, en limitant l'injection d'urée à une valeur maximale, calculée en fonction de l'état d'usure du catalyseur, - éviter un gaspillage d'ammoniac en renouvelant fréquemment l'ammoniac stocké dans le catalyseur, de manière à prévenir toute oxydation de cet ammoniac et, de manière générale, - prendre en compte l'état d'usure du catalyseur et son impact sur les différentes fonctions de ce catalyseur, notamment la diminution de la capacité de stockage, et la diminution des performances de conversion des oxydes d'azote.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé de gestion de l'injection d'agent réducteur dans un système de traitement d'oxydes d'azote à réduction catalytique sélective, dite SCR, destiné à être installé dans la ligne d'échappement d'un moteur de véhicule, le traitement consistant à réduire chimiquement, dans un catalyseur poreux, dit catalyseur SCR poreux, les oxydes d'azote par réaction avec de l'ammoniac contenu dans l'agent réducteur, le procédé comprenant les étapes suivantes : on détermine, en fonction de l'état d'usure du catalyseur, une valeur minimale et une valeur maximale de la quantité d'ammoniac stockée dans le catalyseur poreux, la valeur minimale étant strictement supérieure à zéro, et la valeur maximale étant strictement inférieure à la capacité de stockage maximale théorique du catalyseur, on détermine la quantité d'ammoniac effectivement stockée dans le catalyseur poreux, on mesure la température dans la ligne d'échappement du moteur, si la quantité d'ammoniac stockée est inférieure ou égale à la valeur minimale et si la température est supérieure à une valeur minimale permettant l'injection, on commande une injection d'agent réducteur dans la ligne d'échappement, si la quantité d'ammoniac stockée est supérieure ou égale à la valeur maximale, on commande un arrêt de l'injection d'agent réducteur, et si la quantité d'ammoniac est strictement comprise entre la valeur minimale et la valeur maximale, on ne commande aucune action.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la valeur de température 25 permettant l'injection est comprise entre 150°C à 200°C.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la valeur de température permettant l'injection est fixée à 1.80°C. 30

4. Procédé selon l'une des revendications précédeites, dans lequel la détermination des valeurs minimale et maximale en fonction de l'état d'usure du catalyseur, comprend les étapes suivantes : - on détermine le nombre de kilomètres parcourus par le véhicule depus l'installation du catalyseur, et 15 20- on utilise une table de correspondance contenant des données représentant l'évolution de la capacité de stockage du catalyseur en fonction du nombre de kilomètres parcourus depuis son installation, en tenant compte du volume du catalyseur.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la détermination de la quantité d'ammoniac effectivement stocké dans le catalyseur poreux est effectuée en soustrayant, à la quantité d'ammoniac déterminée au cours de la précédente mise en oeuvre du procédé, la quantité d'ammoniac 10 consommé pour réduire les oxydes d'azote émis depuis cette dernière mise en oeuvre.

6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la quantité d'ammoniac consommé est déterminée en tenant compte d'un ou plusieurs des paramètres 15 suivants : - la quantité d'oxydes d'azote émis pour le moteur, - le ratio entre la quantité de monoxyde d'azote et de dioxyde d'azote présents dans les oxydes d'azote émis, - le nombre de kilomètres parcourus depuis la mise en fonctionnement du 20 véhicule, et - la température dans la ligne d'échappement du moteur. 11. Procédé selon la revendication 5 ou 6 dans lequel, pour déterminer la quantité d'oxydes d'azote émise par le moteur, on utilise une cartographie des émissions d'oxydes d'azote en fonction de la température et de la vitesse des gaz d'échappement. 12. Système de traitement d'oxydes d'azote à réduction catalytique sélective, dite SCR, destiné à être installé dans la ligne d'échappement d'un moteur de 30 véhicule comprenant un injecteur d'agent réducteur contenant de l'ammoniac, un catalyseur à réduction catalytique sélective poreux siège d'une réaction chimique de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote par l'ammoniac, et comprenant en outre - des moyens pour déterminer, en fonction de l'état d'usure du catalyseur, 35 une valeur minimale et une valeur maximale de la quantité d'ammoniacstocké dans le catalyseur poreux, la valeur minimale étant strictement supérieure à zéro, et la valeur maximale étant strictement inférieure à la capacité de stockage maximale théorique du catalyseur, - des moyens pour déterminer une quantité d'ammoniac stockée dans le catalyseur, et - en fonction de cette quantité d'ammoniac stockée et des valeurs minimale et maximale déterminées, des moyens pour commander une injection ou un arrêt d'injection d'agent réducteur dans la ligne d'échappement. 10