FR2972766A1

FR2972766A1 - Procede de fonctionnement d'un moteur alimente par un carburant contenant un catalyseur de regeneration d'un filtre a particules

Info

Publication number: FR2972766A1
Application number: FR1100799A
Authority: FR
Inventors: Virginie Harle; Michael Lallemand; Thierry Seguelong
Original assignee: Rhodia Operations SAS
Current assignee: Rhodia Operations SAS
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: US20140048029A1; KR101605597B1; EP2686410A1; FR2972766B1; BR112013023746A2; CN103502402B; WO2012123540A1; JP2016200149A; CN103502402A; KR20130133867A; JP2014511960A

Abstract

L'invention concerne un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule équipé d'un système d'échappement comprenant un filtre à particules catalysé dans lequel on alimente le moteur avec un carburant contenant un catalyseur de régénération du filtre à particules. Le procédé est caractérisé en ce que la concentration en catalyseur dans le carburant varie d'une manière discontinue.

Description

PROCEDE DE FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR ALIMENTE PAR UN CARBURANT CONTENANT UN CATALYSEUR DE REGENERATION D'UN FILTRE A PARTICULES La présente invention concerne un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, notamment diesel, alimenté par un carburant contenant un catalyseur de régénération d'un filtre à particules. Ce procédé s'applique aux véhicules automobiles équipés d'un filtre à particules catalysé pour supprimer les fumées noires des gaz d'échappement du moteur. Pour répondre aux nouvelles normes de contrôle des émissions des véhicules, notamment diesel, ceux-ci sont progressivement équipés de Filtres à Particules (FAP). C'est déjà le cas en Europe depuis l'avènement de la norme Euro 5. Dans la plupart des cas, un catalyseur est utilisé pour aider à brûler périodiquement les suies retenues sur le filtre et ainsi régénérer le FAP. La régénération du FAP se fait par augmentation périodique de la température en amont du FAP, à une température suffisante pour provoquer la combustion des suies et ainsi régénérer le FAP. Cette température est typiquement supérieure à 650°C et du carburant est donc généralement brûlé dans le moteur (post injection) ou sur un catalyseur d'oxydation en amont du FAP pour permettre d'atteindre ce niveau thermique. En effet la température des gaz d'échappement des moteurs diesel est généralement nettement plus basse, typiquement en dessous de 400°C. La température des gaz d'échappement tend en outre à baisser avec les nouvelles technologies de combustion comme les combustions homogènes de type HCCI. Elle est également très basse, souvent inférieure à 250°C lorsque le véhicule est utilisé dans certaines conditions comme lors d'un usage urbain. Un second paramètre important est la durée de la régénération du FAP, c'est-à-dire la durée pendant laquelle la température en amont du FAP doit être maintenue à un niveau élevé. Au-delà de l'aspect économique et environnemental lié à la surconsommation plus importante de carburant, dans certains cas, comme pour les trajets urbains souvent de courte durée, il n'est pas possible de maintenir ces conditions suffisamment longtemps pour régénérer le FAP.

On comprend qu'il est intéressant de pouvoir diminuer la périodicité et la durée de ces régénérations et aussi de pouvoir les faire à une température plus faible. Ceci entraîne en effet une diminution de la consommation du véhicule par suite de la plus faible quantité de carburant consommée pour la post-injection. De ce fait on réduit les émissions de gaz à effet de serre (CO2) par le véhicule. Cela permet aussi d'utiliser pour les FAP des matériaux qui n'ont pas besoin de présenter une résistance thermique aussi élevée par exemple que le carbure de silicium et donc des matériaux moins couteux. Par ailleurs réduire la durée des post injections est également profitable sur d'autres critères comme pour la longévité du moteur et de certains organes comme les injecteurs carburants haute pression ou encore l'espacement des intervalles de changement d'huile moteur.

Pour atteindres ces objectifs, un catalyseur qui favorise cette régénération est généralement utilisé selon deux grands principes : - l'introduction d'un catalyseur d'oxydation dans la porosité des murs du FAP : le FAP est alors dit de catalysé ou encore appelé Catalyst Soot Filter (CSF). Le catalyseur est généralement composé d'un métal noble, comme le platine et d'oxydes de métaux de transition comme l'alumine ou encore des oxydes réductibles comme les oxydes à base de cérium, de cérium et zirconium ou plus généralement de terres rares. Cette technologie est actuellement largement implantée sur les véhicules récents répondant à la norme Euro 5 en Europe; - l'utilisation d'un additif de régénération des FAP, vectorisé par le carburant alimentant le moteur ou encore Fuel Borne Catalyst (FBC). Différents additifs FBC sont connus notamment ceux à base de cérium et/ou de fer. Cette technologie est actuellement également implantée sur des véhicules diesel.

Le second principe est généralement plus efficace et permet de régénérer le FAP dans toutes les conditions de roulage, notamment urbaines, et de façon plus économique et plus respectueuse de l'environnement. Toutefois, l'inconvénient majeur de la technologie FBC réside dans la complexité de sa mise en oeuvre, notamment pour assurer une concentration en additif la plus constante possible dans le carburant comme cela est actuellement mis en oeuvre sur les véhicules équipés de cette technologie. Typiquement on cherchera à maintenir une concentration en additif n'évoluant pas de façon significative dans le carburant c'est-à-dire typiquement avec des écarts de concentration de moins de 20%, voire moins de 10%.

Les systèmes permettant d'introduire dans le carburant les additifs catalytiques FBC d'aide à la régénération des FAP reposent généralement sur un réservoir de grande taille de 2 à 3 litres minimum de volume renfermant la réserve d'additif et qu'il faut implanter dans des zones proches du réservoir à carburant. Les procédés actuels de dosage d'additif font aussi appel à des pompes doseuses de haute précision, qu'il faut commander, via une unité électronique additionnelle et dédiée. Cette unité électronique est généralement asservie à l'unité électronique centrale du véhicule ou ECU. Ce dispositif de dosage doit être géré de manière fine afin d'assurer une teneur en additif dans le carburant suffisante pour permettre une bonne régénération du FAP, mais pas trop excessive pour éviter l'encrassement prématuré du FAP du fait des résidus 10 minéraux de régénération du FAP qui restent collectés en son sein. Généralement lorsque le niveau de carburant augmente dans le réservoir, suite à l'ajout de carburant, l'ECU communique au calculateur l'information et le calculateur indique à la pompe la quantité d'additif à injecter dans le réservoir de façon à maintenir une concentration en additif constante dans le 15 carburant et ceci à tout moment. Ces pompes doseuses sont d'une extrême précision et leur coût est important. L'utilisation de tels procédés implique aussi de bien asservir le système de dosage et de bien vérifier son état de fonctionnement. On a donc des systèmes complexes et, de ce fait, couteux. 20 L'objet de l'invention est de proposer un procédé dont la mise en oeuvre soit moins complexe et donc moins couteuse que pour les procédés connus. Dans ce but, le procédé de l'invention est un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule équipé d'un système d'échappement comprenant un filtre à particules catalysé (CSF) dans lequel 25 on alimente le moteur avec un carburant contenant un catalyseur de régénération du filtre à particules et il est caractérisé en ce que la concentration en catalyseur dans le carburant varie d'une manière discontinue. Le procédé de l'invention permet de régénérer le CSF de façon efficace notamment à basse température sans nécessiter les systèmes complexes de 30 l'art antérieur de maintien de la concentration dans le carburant à une valeur constante. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront encore plus complètement à la lecture de la description qui va suivre faite en référence au dessin annexé et dans lequel : 35 - la figure 1 unique donne la concentration en catalyseur d'un carburant au cours du temps et en fonction du remplissage du réservoir de carburant. La caractéristique essentielle du procédé de l'invention est que la concentration en catalyseur dans le carburant varie d'une manière discontinue.

On entend par là que, contrairement aux procédés connus, cette concentration n'est pas constante mais elle est variable dans le temps et elle varie en plus d'une manière non continue. Ainsi elle peut prendre en un temps très court ou instantanément des valeurs différentes. Elle peut être nulle et varier dans des gammes qui peuvent par exemple varier d'un facteur 0 à 30, plus particulièrement de 0 à 20. Encore plus particulièrement ces gammes peuvent varier de 0 à 15 et notamment de 0 à 5. Cette concentration peut aussi rester constante à une certaine valeur sur une certaine durée puis passer en un temps très court ou instantanément à une autre valeur pour rester constante pendant une autre période de temps. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre selon différentes variantes. Selon une première variante, le procédé est mis en ceuvre dans des conditions telles que pendant la période de chargement du CSF, la concentration en catalyseur dans le carburant varie une seule fois de manière croissante. Elle passe ainsi d'une valeur Vo qui peut être nulle à une valeur Vn telle que Vn>Vo. On entend par période de chargement du filtre, la période pendant laquelle les gaz d'échappement circulent à l'intérieur du CSF et où celui-ci se charge progressivement en suies. II s'agit de toutes les périodes de fonctionnement du moteur en dehors de la période de régénération du filtre. Selon une seconde variante du procédé de l'invention et toujours pendant la période de chargement du CSF, la concentration en catalyseur dans le carburant varie plusieurs fois de manière croissante. Elle passe ainsi d'une valeur Vo qui peut être nulle à une valeur Vn puis à une autre valeur Vn+1, ces valeurs étant telles que Vn+>> Vn>Vo. Selon une autre variante, on met en oeuvre le procédé de manière telle que pendant la période de chargement du filtre à particules, la concentration en catalyseur dans le carburant varie une ou plusieurs fois de manière décroissante. Elle peut ainsi passer d'une valeur Vo qui n'est pas nulle à une valeur Vn puis éventuellement à une autre valeur Vn+l, ces valeurs étant telles que Vn+t<Vn<Vo. Dans le cas de la seconde ou de la troisième variante, le nombre de fois où se produit la variation peut ne pas être limité.

Enfin, selon encore une autre variante, on peut faire varier la concentration en catalyseur dans le carburant plusieurs fois de manière croissante ou décroissante pendant la période de chargement du CSF, cette concentration pouvant être nulle sur une période de temps.

L'invention peut être utilisée avec tout type de catalyseur de régénération du CSF. Ces catalyseurs sont bien connus. Plus particulièrement et à titre d'exemple uniquement, ce catalyseur peut se présenter sous forme d'une dispersion colloïdale. Les colloïdes de cette dispersion colloïdale peuvent être à base d'un composé d'une terre rare et/ou d'un métal choisi dans les groupes IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB et NB de la classification périodique. Ils peuvent être plus particulièrement à base de composés du cérium et/ou du fer. On peut aussi utiliser des dispersions colloïdales qui comprennent des 10 compositions détergentes. La classification périodique des éléments à laquelle il est fait référence est celle publiée dans le Supplément au Bulletin de la Société Chimique de France n° 1 (janvier 1966). Comme exemple de dispersions colloïdales on peut mentionner celles 15 décrites dans les demandes de brevets EP 671205, WO 97/19022, WO 01/10545 et WO 03/053560, ces deux dernières décrivant notamment des dispersions à base de composés de cérium et de fer respectivement, ces dispersions contenant en outre un agent amphiphile. On peut aussi mentionner la demande WO 2010/150040 qui décrit une 20 dispersion colloïdale à base d'un composé du fer, d'un agent amphiphile et d'une composition détergente comprenant un sel d'ammonium quaternaire. Le sel d'ammonium quaternaire peut être le produit de réaction : (i) d'au moins un composé qui peut comprendre : (a) le produit de condensation d'un agent d'acylation à substitution 25 hydrocarboné et d'un composé comportant un atome d'oxygène ou d'azote capable de condenser l'agent d'acylation, le produit de condensation possédant au moins une fonction amine tertiaire ; (b) une amine à substitution polyalcène comportant au moins une fonction amine tertiaire ; et 30 (c) un produit de réaction de Mannich comportant au moins une fonction amine tertiaire, le produit de réaction de Mannich étant dérivé d'un phénol à substitution hydrocarbonée, d'un aldéhyde et d'une amine ; et (ii) d'un agent de quaternisation approprié pour convertir la fonction amine tertiaire du composé (i) en azote quaternaire. 35 L'agent de quaternisation peut comprendre des sulfates de dialkyle, des halogénures de benzyle, des carbonates à substitution hydrocarbonée; des époxydes à substitution hydrocarbonée en combinaison avec un acide ou des mélanges de ceux-ci.

Les FAP catalysés sont aussi bien connus. Ils comprennent généralement un catalyseur à base d'au moins un métal choisi parmi le platine ou les métaux du groupe du platine, comme par exemple le palladium. Des combinaisons du platine avec ces métaux ou encore de ces métaux entre eux sont bien entendu possibles. Le métal du catalyseur peut être incorporé dans le filtre ou déposé sur celui-ci d'une manière connue. II peut être par exemple inclus dans un revêtement (washcoat) lui-même disposé sur le filtre. Ce revêtement peut être choisi parmi l'alumine, l'oxyde de titane, la silice, les spinelles, les zéolites, les silicates, les phosphates d'aluminium cristallins ou leurs mélanges. L'alumine peut être tout particulièrement utilisée. Le washcoat peut aussi contenir des matériaux réductibles capables d'aider directement ou indirectement la combustion des suies. On peut citer à titre d'exemple les matériaux à base d'oxyde de cérium comme la cérine, les oxydes mixtes à base de cérium et de zirconium, éventuellement dopés, ou encore des oxydes de manganèse. Dans la mesure où le catalyseur du FAP est un catalyseur d'aide à la combustion des suies, il est de ce fait présent sur le filtre dans une quantité relativement faible, c'est-à-dire en générale dans une quantité d'au plus 70 g/pied3 (2,5 g/dm3). Cette quantité est exprimée en masse d'élément métal, par exemple en masse de platine, par rapport au volume du FAP. Cette quantité peut être plus particulièrement d'au plus 60 g/pied3 (2,1 g/dm3) et encore plus particulièrement d'au plus 50 g/pied3 (1,8 g/dm3). La concentration en masse en catalyseur de régénération dans le carburant, notamment lorsque celui-ci est sous forme d'une dispersion colloïdale sera avantageusement comprise entre 0 et 30 ppm, cette teneur étant exprimée en élément métal comme le fer dans le cas d'une dispersion colloidale à base de fer. La teneur en catalyseur des suies émises par le moteur, exprimée en masse d'élément métal, pourra être comprise entre 0 et 8%, en fonction de la teneur en catalyseur de régénération du carburant, de la consommation du véhicule en carburant et de sa production de suies. Lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le véhicule fonctionnera avec un carburant contenant une teneur variable en catalyseur de régénération, cette teneur pouvant être nulle sur certaines périodes. Les suies produites par le moteur seront plus ou moins riches en éléments actifs pour la régénération du CSF en fonction du taux d'additivation du carburant. Ainsi le chargement en suies du CSF se fera alternativement par des suies non additivées ou additivées en concentration variable en catalyseur de régénération. Le carburant utilisé au cours de la régénération périodique du CSF pourra être additivé ou non additivé. La régénération se fait ensuite classiquement par pilotage par l'ECU du véhicule selon la technologie choisie par le constructeur.

L'avantage de l'invention est que l'additif peut être introduit dans le carburant par des systèmes simples, moins onéreux que ceux connus et dont la stratégie de dosage est plus simple et plus rapide à mettre en place sur le véhicule. On privilégiera notamment des systèmes ne nécessitant pas d'interfaçage avec le système central électronique ECU du véhicule de façon à simplifier sa mise en place sur le véhicule. Des modes de réalisation simples permettant l'introduction d'additif en quantité différente et variable dans le temps vont être donnés ci-dessous. Un premier mode de réalisation consiste à ajouter manuellement une dose d'additif, généralement liquide, que l'on verse dans le réservoir à carburant du véhicule. La dose d'additif est calculée pour que la teneur en matière active pour la régénération du CSF soit suffisante pour promouvoir la combustion des suies piégées dans le CSF. A titre d'exemple pour un additif à base d'une suspension colloïdale de particules de fer telle que la dispersion C de l'exemple 3 de la demande de brevet WO 2010/150040, la teneur en élément fer du carburant juste après additivation manuelle peut être avantageusement comprise entre 2 et 30 ppm en masse de fer métal, plus particulièrement entre 5 et 20 ppm en masse de fer métal.. Ce moyen simple permet d'additiver le carburant lorsque cela est nécessaire : en particulier à fréquence régulière lorsque le véhicule est utilisé majoritairement en ville - par exemple en additivant tous les 1000 à 3000 km. Ce moyen peut aussi être utilisé lorsque le voyant lumineux du tableau de bord du véhicule signale un défaut des moyens de dépollution. La figure 1 illustre un exemple de profil de concentration en catalyseur de régénération dans le carburant que l'on peut obtenir lorsque l'on ajoute manuellement une dose d'additif de façon régulière au réservoir ici tous les 2200 km (ou 44 heures de roulage). Dans cet exemple on a considéré une consommation en carburant fixe de 6 1/100 km, une vitesse fixe de 50 km/h soit une consommation en carburant fixe de 3 I/h. Typiquement dès que l'on ajoute une dose d'additif (événement 1, noté Ev1 sur la figure : un volume de catalyseur de régénération permettant d'atteindre une teneur en fer métal de 15 ppm dans les 40 litres de carburant présents dans le réservoir), la teneur en fer augmente brutalement passant ici de 0 à 15 ppm. Cette teneur en fer est constante dans le temps jusqu'à ce que du carburant soit ajouté au réservoir ce qui conduit à une dilution de la concentration en fer dans les proportions respectives du volume de carburant additivé résiduel et du volume de carburant (donc non additivé) ajouté (événement 2, noté Ev2 40 L de carburant (non additivé) ajouté au 20 L de carburant résiduel dans le réservoir). Cet événement est répété 4 fois dans cet exemple. A chaque ajout la concentration en fer baisse en proportion. La figure mentionne également les périodes de régénération du CSF (étoiles sur la figure) - les régénérations se faisant à intervalle régulier de 700 km soit toutes les 14 heures de fonctionnement. On constate par exemple que 10 le chargement en suies du CSF correspondant à la première régénération s'est fait avec un véhicule fonctionnant 50% du temps avec un carburant non additivé et 50% du temps avec un carburant additivé à 15 ppm poids en fer. L'exemple 1 ci-dessous illustre le bénéfice obtenu par le biais d'un essai moteur de régénération d'un CSF réalisé dans ces conditions de chargement. 15 On constate ainsi que le chargement en suies du CSF se fait avec un carburant dont la concentration en additif est variable et que le bénéfice est obtenu en mettant en oeuvre un système très simple consistant à verser tous les 2200 km ici (44 heures ici) une dose d'additif manuellement dans le réservoir. 20 Un autre mode de réalisation peut être utilisé en équipant le véhicule de moyen d'introduction du catalyseur de régénération simple et autonome, c'est-à-dire sans connexion avec l'ECU centrale du véhicule. Ce moyen peut consister en l'introduction d'un petit réservoir de catalyseur FBC, typiquement 1 L ou moins, d'une pompe doseuse permettant d'injecter à intervalle régulier 25 une quantité donnée d'additif dans le réservoir carburant. Par rapport au système existant, la pompe peut être moins compliquée et donc moins couteuse puisque la quantité injectée sera fixe. Aucun interfaçage avec l'ECU n'est nécessaire puisque la pompe peut être programmée pour injecter par exemple à intervalle régulier (intervalle temporel comme toutes les 5 à 10 30 heures et/ou intervalle kilométrique comme tous les 1000 à 3000 km). Des dispositifs locaux sur la pompe comme une mise sous tension ou une puce GPS peuvent indiquer à la pompe que le véhicule roule ou donner la distance couverte par le véhicule. Des exemples vont maintenant être donnés. 35 EXEMPLE 1 Un moteur diesel fourni par le groupe Volkswagen (4 cylindres, 2 litres, turbocompresseur avec refroidissement d'air, 81 kW) a été utilisé sur un banc d'essai moteur. La ligne d'échappement montée en aval est une ligne commerciale composée d'un catalyseur d'oxydation contenant un washcoat à base de platine et d'alumine suivi d'un CSF commercial contenant un washcoat à base de platine et d'alumine (volume total du filtre 3 L).

Le carburant utilisé est un carburant commercial répondant à la norme EN590 DIN 51628 contenant moins de 10 ppm de soufre et contenant 7% en volume d'EMAG ou Ester Méthylique d'Acide Gras. Dans le cas où un catalyseur de régénération FBC est utilisé, le carburant est additivé par la quantité d'additif FBC permettant d'atteindre différentes teneur en fer métal exprimée sous la forme de ppm masse par rapport à la masse du carburant. L'additif FBC utilisé est un additif à base d'une dispersion colloïdale de particules de fer telle que la dispersion C de l'exemple 3 de la demande de brevet WO 2010/150040, la teneur en élément fer de cet additif étant de 4,3% masse de fer métal.

La teneur en fer du carburant additivé est contrôlée par la technique de Fluorescence X directement sur le liquide organique. Le test est réalisé en deux étapes successives : une étape de chargement en suies du CSF, suivie d'une étape de régénération de celui-ci. Les conditions de ces deux étapes sont rigoureusement identiques pour les différents essais, mis à part le carburant utilisé (additivé ou non). La phase de chargement est effectuée en faisant fonctionner le moteur à un régime de 3000 tours/min (trm) et en utilisant un couple de 45 Nm pendant approximativement 6 heures. Cette phase de chargement est stoppée quand 12 g de particules (ou suies) sont chargés dans le CSF. Pendant cette phase la température des gaz en amont du CSF est de 230 à 235°C. Dans ces conditions les émissions de particules sont d'environ 2 g/h. Après cette phase de chargement, le CSF est démonté et pesé afin de contrôler la masse de particules chargées pendant cette phase. Le CSF est ensuite remonté sur le banc et réchauffé par le moteur qui est remis 30 minutes dans les conditions de fonctionnement du chargement (3000 trm / 45 Nm). Les conditions du moteur sont ensuite modifiées (couple 80 Nm / 2200 trm) et une post-injection est pilotée par l'unité électronique centrale du moteur (ECU), ce qui permet de monter la température en amont du CSF à 500°C et de démarrer sa régénération. Ces conditions sont maintenues pendant 60 minutes, ce temps étant décompté à partir du démarrage de la post-injection. Dans tous les cas, le carburant utilisé lors de la régénération correspond au dernier carburant utilisé pour la phase de chargement du CSF.

L'efficacité de régénération du CSF est mesurée par deux paramètres : - la masse de suies brûlées pendant la régénération, calculée à partir des pesées du CSF avant chargement (Mo), après chargement (Mc) et en fin de régénération (Mr). Le % de suies brûlées au bout des 60 minutes de régénération est exprimé de la façon suivante : % suies brûlées totale = (Mc-Mr)/(Mc-Mo)*100 - la masse de suies brûlées à chaque instant t de la régénération calculée à partir de l'évolution de la perte de charge du CSF à chaque instant DPt considérant que la perte de charge en début de régénération (DPc) correspond à celle du CSF chargé par la masse de suies (Mc-Mo) et la perte de charge au bout des 60 minutes (DPr) correspond à celle du CSF chargé par les suies n'ayant pas brûlées (Mr-Mo). % suies brûlées (t) = ((DPc-DPt)/(Dpc-Dpr)) * % suies brûlées totale De manière générale, plus ces paramètres sont élevés, plus la 15 régénération est efficace. Différents tests ont été réalisés en utilisant des carburants différents au cours du chargement du CSF. Trois tests de référence (non-conformes à l'invention) ont été réalisés soit avec un carburant non additivé (test 1) soit en utilisant un carburant additivé 20 tout au long du chargement du CSF et de sa régénération (test 10 avec un taux d'additivation du carburant à 15 ppm de fer et test 11 avec un taux d'additivation du carburant à 3 ppm de fer). 8 tests (conformes à l'invention) ont été réalisés en utilisant un carburant non additivé en début de chargement du CSF (Fuel N°1) puis un carburant 25 additivé (Fuel N°2) en fin de chargement (tests 2 à 5 et 8 à 9) ou dans l'ordre inverse c'est à dire carburant additivé en début de chargement puis non additivé (tests 6 à 7). Chacun des tests représente soit un temps respectif de chargement sans et avec carburant additivé soit une variation de la quantité d'additif FBC dans 30 le carburant. Le tableau 1 compare les résultats obtenus au cours de la régénération du CSF en exprimant le % de suies brûlées au total, c'est à dire en fin de période de régénération (1 heure) ou au début de la régénération (20 minutes). 35 A chacun des temps une comparaison est faite avec l'efficacité théorique obtenue en calculant la moyenne entre l'efficacité du CSF avec un carburant non additivé (test 1) et celle du CSF chargé avec un carburant additivé (test 10).

Tableau 1 : Résultats des essais moteurs de régénération du CSF utilisant différents carburants % suies brûlées % suies brûlées 20 min au total à 1 heure N° Fuel N° 1 Fuel N°2 % Temps E** Th** E* Th* Test utilisation Fuel N°2*** 1* Non Non Sans 60 Sans 39 Sans additivé additivé objet objet objet 2 Non 15 ppm 50% 85 75 72 64 additivé fer 3 Non 15 ppm 33% 84 70 68 55 additivé fer 4 Non 15 ppm 25% 77 67 56 51 additivé fer Non 15 ppm 15% 78 64 54 46 additivé fer 6 15 ppm Non 50% 87 75 80 64 fer additivé 7 15 ppm Non 33% 83 70 69 55 fer additivé 8 Non 7 ppm fer 33% 84 70 62 55 additivé 9 Non 3 ppm fer 50% 86 75 68 64 additivé 10* 15 ppm 15 ppm Sans 90 Sans 90 Sans fer fer objet objet objet 11 * 3 ppm fer 3 ppm fer Sans 88 Sans 88 Sans objet objet objet * tests comparatifs non conformes à l'invention 5 ** E = expérimental Th = théorique *** % exprimé par rapport au temps total de chargement du filtre

On constate tout d'abord que l'ajout d'un FBC au carburant pendant toute la période de chargement du CSF (tests 10 et 11) permet d'augmenter grandement l'efficacité de la régénération puisque celle-ci est quasiment complète (88 à 90% de suies brûlées) au bout de 20 minutes à 500°C, la concentration en Fer (3 à 15 ppm) a peu d'impact sur la régénération. A l'opposé, lorsqu'un carburant non additivé est utilisé (test 1), la régénération n'est pas totale (60% au bout de 1 heure) et elle est aussi beaucoup plus lente (39% de régénération au bout de 20 minutes). Le chargement du CSF en utilisant une alternance de carburant non additivé puis additivé (ou inverse) permet d'augmenter grandement l'efficacité en régénération du CSF. Le chargement à 50% du temps avec un carburant additivé de 15 ppm en fer (test 2 ou 6) permet d'atteindre une régénération quasi-totale (85 à 87%) à la fin du test et grandement avancée au bout de 20 minutes de régénération (72 à 80%). On observe de façon inattendue que les valeurs expérimentalement observées sont significativement supérieures aux valeurs théoriques considérant 15 l'apport du FBC introduit et du carburant non additivé. Le test 2 représente les conditions de chargement du CSF décrit pour le chargement du CSF lors de sa première régénération dans la figure 1. Ces conclusions sont valables quelle que soit la proportion de temps de chargement du CSF avec un carburant additivé (15% à 50%) et quel que soit 20 l'ordre d'utilisation du carburant additivé (en début ou en fin de chargement). On observe par ailleurs que l'effet bénéfique de synergie peut être observé avec de très faibles quantités de FBC dans le carburant comme cela est illustré dans les tests 8 et 9.

25 EXEMPLE 2 Une autre série d'essai moteur de régénération de CSF a été conduit selon le même protocole et les mêmes équipements que ceux décrits dans l'exemple 1. Ici le chargement du CSF a été conduit en faisant varier plus fréquemment 30 la concentration en FBC (le même que celui de l'exemple 1) dans le carburant. Les chargements du CSF ont donc été conduits en utilisant la séquence de carburants telle que décrite dans le tableau 2.

Tableau 2 Test N° Procédure pour le chargement du CSF 1 * Carburant non additivé tout au long du chargement 12 - 1 heure avec un carburant non additivé - 1,5 heure avec un carburant additivé à 1 ppm fer - 1,5 heure avec un carburant additivé à 3 ppm fer - 1 heure avec un carburant additivé à 5 ppm fer Procédure équivalente à un carburant additivé à 2,2 ppm de fer ajouté continuellement 13 - 1,5 heure avec un carburant additivé à 5 ppm - 1 heure avec un carburant non additivé - 1 heure avec un carburant additivé à 3 ppm fer - 1,5 heure avec un carburant non additivé Procédure équivalente à un carburant additivé à 2,1 ppm de fer ajouté continuellement 11* Carburant additivé à 3 ppm fer tout au long du chargement * tests comparatifs non conformes à l'invention

Le tableau 3 compare les résultats obtenus au cours de la régénération du CSF en exprimant le % suies brûlées au total, c'est à dire en fin de période de régénération (1 heure) ou au début de la régénération (20 minutes).

Tableau 3 N° Test % suies brûlées au total à % suies brûlées à 20 min 1 heure 1 60 39 12 91 88 13 88 85 10 90 90 On constate que l'ajout d'additif FBC au carburant (tests 10, 12 et 13) permet d'augmenter l'efficacité (régénération quasi complète et cinétique de régénération accrue) en comparaison avec celle du CSF chargé avec un 15 carburant non additivé (test 1). L'ajout à des doses différentes dans le temps, incluant l'incorporation de périodes au cours de laquelle le carburant n'est pas 10 additivé (tests 12 et 13) conduit au même résultat que l'utilisation d'un carburant dont la teneur en additif est parfaitement contrôlée dans le temps (test 10).

Claims

REVENDICATIONS1- Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule équipé d'un système d'échappement comprenant un filtre à particules catalysé dans lequel on alimente le moteur avec un carburant contenant un catalyseur de régénération du filtre à particules, caractérisé en ce que la concentration en catalyseur dans le carburant varie d'une manière discontinue.
2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la période de chargement du filtre à particules, la concentration en catalyseur dans le carburant varie une seule fois de manière croissante.
3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la période 15 de chargement du filtre à particules, la concentration en catalyseur dans le carburant varie plusieurs fois de manière croissante.
4- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la période de chargement du filtre à particules, la concentration en catalyseur dans le 20 carburant varie une ou plusieurs fois de manière décroissante.
5- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la période de chargement du filtre à particules, la concentration en catalyseur dans le carburant varie plusieurs fois de manière croissante ou décroissante.
6- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le catalyseur de régénération du filtre à particules se présente sous forme d'une dispersion colloïdale. 30
7- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les colloïdes de la dispersion colloïdale sont à base d'un composé d'une terre rare et/ou d'un métal choisi dans les groupes IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB et IVB de la classification périodique. 35
8- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les colloïdes de la dispersion colloïdale sont à base d'un composé de cérium et/ou de fer.
9- Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la 25 16 dispersion colloïdale comprend une composition détergente.
10- Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la dispersion colloïdale est à base d'un composé du fer, d'un agent amphiphile et d'une 5 composition détergente comprenant un sel d'ammonium quaternaire.