FR2992572A1

FR2992572A1 - Procede et dispositif de rechargement en agent reducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire d'un systeme de reduction catalytique

Info

Publication number: FR2992572A1
Application number: FR1256191A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Artault; Guillaume Jumel
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-03
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: FR2992572B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de rechargement en agent réducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire (13) d'un système de réduction catalytique (10) et qui est caractérisé en ce qu'il comprend, pendant la période de rechargement de la cartouche (13), une étape de refroidissement progressif par un fluide de cette cartouche le long et autour de celle-ci à partir de son extrémité opposée à son entrée d'agent réducteur pour abaisser la température de la réaction d'absorption de l'agent réducteur dans la cartouche auxiliaire (13) et éviter la formation d'un bouchon en entrée de cette cartouche.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECHARGEMENT EN AGENT REDUCTEUR D'UNE CARTOUCHE DE STOCKAGE AUXILIAIRE D'UN SYSTEME DE REDUCTION CATALYTIQUE [0001] L'invention se situe dans le domaine du traitement des oxydes d'azote. Elle se situe plus précisément dans le domaine du stockage d'un agent réducteur pour la réduction catalytique sélective des oxydes d'azote, produits par exemple par les moteurs à combustion des véhicules automobiles. Elle concerne un procédé et un dispositif de rechargement en agent réducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire d'un système de réduction catalytique. [0002] Lors de la combustion d'un mélange d'air et de carburant dans un moteur à combustion interne, tel qu'un moteur Diesel ou un moteur à essence, des polluants sont émis dans la ligne d'échappement du moteur. Parmi ces polluants, on trouve essentiellement des oxydes d'azote, à savoir du monoxyde d'azote (NO) et du dioxyde d'azote (NO2), des oxydes de carbone (CO et CO2), et des hydrocarbures imbrûlés (HC).

Les normes environnementales en matière de dépollution des gaz d'échappement imposent l'installation de systèmes de post-traitement des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement des moteurs. La ligne d'échappement d'un moteur est ainsi munie d'un catalyseur, par exemple un catalyseur à trois voies permettant à la fois la réduction des oxydes d'azote en azote et en eau, l'oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, et l'oxydation des hydrocarbures imbrûlés en dioxyde de carbone et en eau. En particulier, la réduction des oxydes d'azote en azote et en eau est généralement dénommée réduction catalytique sélective ou SCR selon l'expression anglo-saxonne "Selective Catalytic Reduction". La réduction catalytique sélective nécessite l'injection d'un agent réducteur en amont du catalyseur. L'agent réducteur le plus couramment utilisé est l'ammoniac (NH3). L'ammoniac peut être stocké dans une solution d'urée ou dans un sel solide, par exemple un sel métallique. Le stockage dans un sel métallique est préféré à l'utilisation d'urée dans la mesure où l'extraction de l'ammoniac est facilitée et où la quantité d'ammoniac stockée par unité de volume est bien plus importante. [0003] Un dispositif permettant de stocker de l'ammoniac dans un sel solide et d'en libérer dans une ligne d'échappement en amont d'un système de réduction catalytique sélective comporte par exemple une cartouche de stockage principale, une cartouche de stockage auxiliaire, dite aussi cartouche de démarrage, une canalisation entre la cartouche de stockage principale et la cartouche de stockage auxiliaire, et une canalisation entre les cartouches de stockage et la ligne d'échappement du moteur à combustion interne. Chaque cartouche de stockage contient un sel solide apte à absorber ou adsorber de l'ammoniac, et est équipée de résistances de chauffage. Le sel solide doit également être apte à désorber l'ammoniac, c'est-à-dire à le libérer, sous l'effet de la chaleur. La cartouche de stockage principale présente un volume plus élevé que celui de la cartouche de stockage auxiliaire afin de contenir plus de sel solide. Cette différence de volume permet, d'une part, d'augmenter rapidement la température et la pression au sein de la cartouche de stockage auxiliaire, et donc de libérer rapidement de l'ammoniac pour le système de réduction catalytique sélective et, d'autre part, de disposer d'une quantité d'ammoniac suffisamment importante pour ne pas avoir à recharger trop fréquemment les cartouches de stockage depuis une source externe. Ainsi, la cartouche de stockage auxiliaire est avantageusement utilisée en phase opérationnelle, c'est-à-dire pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, et la cartouche de stockage principale est utilisée comme source de réapprovisionnement pour la cartouche de stockage auxiliaire en dehors des phases de fonctionnement du moteur. La cartouche de stockage principale peut également être utilisée pendant le fonctionnement du moteur, par exemple pour des phases de fonctionnement prolongées. [0004] Ainsi, la cartouche auxiliaire a la particularité de se recharger, par les caractéristiques d'absorption/désorption du sel qu'elle contient, grâce aux cartouches principales dans différents cas de vie. Elle doit être fonctionnelle pendant toute la durée de vie du véhicule et ne doit en principe pas être changée en après-vente lors de la maintenance du véhicule. [0005] Actuellement, on sait que la cartouche auxiliaire se recharge plus rapidement lorsqu'on favorise les échanges thermiques entre la cartouche auxiliaire et l'environnement extérieur, notamment par la ventilation sous la caisse du véhicule liée à la vitesse de déplacement de celui-ci et la température extérieure au véhicule. [0006] Cependant, le rechargement de la cartouche auxiliaire par les cartouches principales, malgré les échanges thermiques favorisés entre la cartouche auxiliaire et l'environnement extérieur, conduit à une consommation en énergie électrique relativement importante lors du chauffage des cartouches principales pouvant être, par exemple, de 250 Watts pendant une période de rechargement comprise entre environ 600 secondes et environ 2000 secondes. En outre, lors du déplacement du véhicule sur de faibles trajets, la réaction d'absorption de l'agent réducteur par le support de stockage solide de la cartouche auxiliaire lors du rechargement de cette dernière reste relativement lente. Par ailleurs, l'injection en agent réducteur dans le support de stockage solide de la cartouche auxiliaire est inhibée jusqu'à atteindre la pression de service en sortie des cartouches principales. Enfin, et c'est l'aspect le plus important, il a été observé un arrêt inopiné du rechargement de la cartouche auxiliaire par les cartouches principales par la création en entrée de la cartouche auxiliaire d'une barrière diffusionnelle appelée également "bouchon" qui ralentit ou limite le débit ou la vitesse de rechargement de l'agent réducteur dans la cartouche auxiliaire pouvant conduire à bloquer la capacité de cette cartouche à se recharger. La conséquence d'un tel arrêt inopiné de rechargement de la cartouche auxiliaire est alors un accroissement de la surconsommation électrique lors du chauffage des cartouches principales. [0007] Le document WO 2011/113593 divulgue un dispositif permettant de refroidir la cartouche auxiliaire d'un système de réduction catalytique pendant le rechargement ou la re-saturation de cette cartouche. [0008] Ce dispositif connu comprend une enceinte entourant de manière espacée la cartouche auxiliaire et un ventilateur permettant d'insuffler de l'air au travers de cet espace pour refroidir la cartouche auxiliaire. [0009] Cependant, ce dispositif connu a pour inconvénient majeur d'être extrêmement encombrant puisqu'il utilise un ventilateur en entrée de l'enceinte et, en outre, il n'aborde pas le problème d'arrêt inopiné du rechargement de la cartouche auxiliaire par création d'un bouchon en entrée de cette cartouche. [0010] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus. [0011] A cet effet, l'invention propose un procédé de rechargement en agent réducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire d'un système de réduction catalytique comprenant au moins une cartouche de stockage principale apte à libérer de l'agent réducteur par chauffage de la cartouche de stockage principale et qui est absorbé par un support de stockage solide de la cartouche de stockage auxiliaire, la réaction d'absorption de l'agent réducteur par le support de stockage solide étant exothermique et qui est caractérisé en ce qu'il comprend, pendant la période de rechargement, une étape de refroidissement progressif par un fluide de la cartouche de stockage auxiliaire le long et autour de celle-ci à partir de son extrémité opposée à son entrée d'agent réducteur pour abaisser la température de la réaction d'absorption de l'agent réducteur dans la cartouche auxiliaire et éviter la formation d'un bouchon en entrée de la cartouche de stockage auxiliaire. [0012] L'étape de refroidissement progressif consiste à faire circuler le fluide de refroidissement dans des zones successives distinctes de refroidissement entourant la cartouche de stockage auxiliaire le long de celle-ci. [0013] De préférence, le fluide de refroidissement est un liquide, tel que de l'eau. [0014] Le passage du fluide de refroidissement d'une zone de refroidissement à l'autre est piloté suivant la pression mesurée en sortie de la cartouche de stockage principale. [0015] L'invention vise également un dispositif de rechargement en agent réducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire d'un système de réduction catalytique comprenant au moins une cartouche de stockage principale apte à libérer de l'agent réducteur par chauffage de la cartouche de stockage principale et qui est absorbé par un support de stockage solide de la cartouche de stockage auxiliaire, la réaction d'absorption de l'agent réducteur par le support de stockage solide étant exothermique, et qui est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit de refroidissement permettant, pendant la période de rechargement, le passage progressif d'un fluide de refroidissement de la cartouche de stockage auxiliaire autour et le long de celle-ci à partir de son extrémité opposée à son entrée d'agent réducteur pour abaisser la température de la réaction d'absorption de l'agent réducteur dans la cartouche auxiliaire et éviter la formation d'un bouchon en entrée de la cartouche de stockage auxiliaire. [0016] Selon un premier mode de réalisation, le dispositif comprend plusieurs circuits de refroidissement distincts adjacents le long de la cartouche de stockage auxiliaire constitués respectivement par des ensembles de tubes de circulation du fluide de refroidissement enveloppant concentriquement la cartouche de stockage auxiliaire et qui sont raccordés à une canalisation commune d'arrivée du fluide de refroidissement par l'intermédiaire de vannes pilotées successivement pendant la période de rechargement pour assurer la circulation du fluide de refroidissement d'un circuit de refroidissement à l'autre à partir de l'extrémité de la cartouche auxiliaire opposée à l'entrée d'agent réducteur de la cartouche de stockage auxiliaire. [0017] Avantageusement, les tubes de chaque ensemble d'un circuit de refroidissement sont enroulés en spirale autour de la cartouche de stockage auxiliaire. [0018] Selon un second mode de réalisation, le circuit de refroidissement comprend plusieurs compartiments successifs et adjacents le long de la cartouche de stockage auxiliaire délimités entre une paroi périphérique externe entourant de manière espacée la cartouche de stockage auxiliaire et des cloisons s'étendant radialement entre la paroi externe et la cartouche auxiliaire en étant conformées pour permettre une communication de fluide d'un compartiment à l'autre, une canalisation d'arrivée du fluide de refroidissement s'étendant le long de la cartouche de stockage auxiliaire dans l'espace entre la paroi périphérique et cette cartouche et une vanne située en amont de la canalisation et pouvant être pilotée pour remplir successivement en fluide de refroidissement les compartiments à partir du compartiment adjacent à l'extrémité de la cartouche auxiliaire opposée à l'entrée d'agent réducteur de la cartouche de stockage auxiliaire. [0019] De préférence, le fluide de refroidissement est un liquide, tel que de l'eau. [0020] L'invention vise enfin un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, comprenant un système de réduction catalytique comprenant au moins une cartouche de stockage principale et une cartouche de stockage auxiliaire, la cartouche de stockage principale étant apte à libérer un agent réducteur pouvant être absorbé par un support de stockage solide de la cartouche de stockage auxiliaire et qui est caractérisé en ce que la cartouche de stockage auxiliaire est rechargée par le dispositif tel que défini précédemment. [0021] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente un exemple de système de réduction catalytique sélective auquel s'applique l'invention ; - la figure 2 représente un exemple d'évolution en fonction du temps de la pression en sortie d'une cartouche de stockage principale lors d'un rechargement en agent réducteur d'une cartouche auxiliaire ; - la figure 3 représente en perspective un premier mode de réalisation d'un dispositif de refroidissement de la cartouche auxiliaire conforme à l'invention ; - la figure 4A représente un exemple en fonction du temps d'une montée en pression de la cartouche principale avec refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire par le dispositif de la figure 3 et la figure 4B représente en fonction du temps le maintien de la pression de la cartouche principale avec refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire par le dispositif de la figure 3; - la figure 5 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation du dispositif de refroidissement de la cartouche auxiliaire conforme à l'invention ; et - la figure 6 est une vue partielle en coupe dans le plan médian longitudinal de la cartouche auxiliaire passant par la ligne VI-VI de la figure 5. [0022] La figure 1 représente un exemple de système de réduction catalytique sélective auquel peut s'appliquer l'invention. À titre d'exemple, on considère le cas particulier d'un système de réduction catalytique sélective implanté dans la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne. On considère également que l'agent réducteur est de l'ammoniac. Cependant, l'invention s'applique à tout système de réduction catalytique. Le système de réduction catalytique sélective 10 comporte deux cartouches de stockage principales 11 et 12, une cartouche de stockage auxiliaire 13, un dispositif d'injection 20, un catalyseur 14, un collecteur 15, une canalisation 16 reliant le collecteur 15 à la cartouche de stockage auxiliaire 13, des canalisations 17 et 18 reliant le collecteur 15 aux cartouches principales 11 et 12, respectivement, et une canalisation 19 reliant le collecteur 15 au dispositif d'injection 20. Le système de réduction catalytique sélective 10 pourrait bien entendu comporter une unique cartouche de stockage principale ou un plus grand nombre de ces cartouches. Les cartouches de stockage sont généralement de forme cylindrique ou ovoïde. Elles contiennent chacune un support de stockage solide apte à absorber ou adsorber l'agent réducteur (l'ammoniac) sous forme gazeuse. Le support de stockage est par exemple un complexe aminé de formule Ma(NH3),X,, où M est un ou plusieurs cations sélectionnés parmi les métaux alcalin tels que Li, Na, K ou Cs, les métaux alcalino-terreux tels que Mg, Ca ou Sr, et/ou les métaux de transition tels que V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu ou Zn, ou une combinaison de ces éléments telle que NaAI, KAI, K2Zn, CsCu, ou K2Fe, où a est le nombre de cations par molécule, où n est le nombre de coordination, compris entre 1 et 12, où X est un ou plusieurs anions sélectionnés parmi les ions fluorure, chlorure, bromure, iodure, nitrate, thyocyanate, sulfate, molybdène et phosphate, et où z est le nombre d'anions par molécule. Le complexe aminé est communément appelé sel solide. [0023] Les cartouches de stockage sont aptes à libérer de l'ammoniac sous forme gazeuse par désorption sous l'effet d'une augmentation de la température. À cet effet, chaque cartouche de stockage 11, 12, 13 comporte des moyens de chauffage, par exemple une résistance électrique. Il est également possible de chauffer les cartouches de stockage au moyen des gaz d'échappement circulant dans la ligne d'échappement, non représentée. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, les cartouches principales 11 et 12 sont chauffées chacune par une résistance électrique 21, 22 disposée sur leur surface externe, et la cartouche auxiliaire 13 est chauffée par une résistance électrique 23 disposée dans son volume intérieur. Les cartouches principales 11 et 12 présentent un volume plus élevé que celui de la cartouche auxiliaire 13. Ainsi, la cartouche auxiliaire 13 peut chauffer plus rapidement que les cartouches principales et être utilisée rapidement après le démarrage du moteur pour fournir de l'ammoniac. Les cartouches principales 11 et 12 peuvent être utilisées pour fournir de l'ammoniac pendant les phases de fonctionnement prolongées du moteur, et pour recharger la cartouche auxiliaire 13 en ammoniac. Le rechargement de la cartouche auxiliaire 13 est facilité lorsque la température de cette cartouche est inférieure à celle de la cartouche principale 11 ou 12 utilisée pour le rechargement. Afin d'aider à maintenir un écart de température après l'arrêt du moteur à combustion interne, les cartouches principales 11 et 12 peuvent être disposées dans un caisson 24 isolé thermiquement, comme représenté sur la figure 1. [0024] Le rechargement de la cartouche auxiliaire 13 à partir des cartouches principales 11 et 12 peut intervenir dans plusieurs situations. En particulier, dans le cas où la ligne d'échappement du moteur à combustion interne comporte un filtre à particules, un rechargement peut être effectué lors d'une régénération de ce filtre à particules. Un rechargement peut aussi être effectué lorsque des conditions de roulage sur une autoroute sont détectées, ou lorsque la quantité d'ammoniac présente dans la cartouche auxiliaire 13 passe en dessous d'un seuil prédéterminé. [0025] La figure 2 représente un exemple d'évolution en fonction du temps de la pression au sein des cartouches principales lors d'un rechargement en agent réducteur. L'axe des abscisses correspond au temps et l'axe des ordonnées à la pression des cartouches principales. Durant toute la durée du rechargement, l'une des cartouches principales 11 ou 12, voire les deux, est chauffée par la résistance électrique 21 ou 22. Dans une première phase du rechargement, comprise entre des instants tc, et t1, la cartouche principale 11 ou 12 est chauffée en continu, de sorte que la pression dans le système de réduction catalytique sélective 10 augmente de manière sensiblement constante. À titre d'exemple, la pression augmente de 0,5 bar à l'instant to, à 5 bars à l'instant tl. Lorsque la pression atteint un seuil prédéterminé à l'instant tl, par exemple 5 bars, le rechargement passe dans une deuxième phase. Dans cette phase, le chauffage de la cartouche principale 11 ou 12 est régulé de manière à maintenir une pression sensiblement constante PS autour du seuil prédéterminé. La deuxième phase se poursuit par exemple jusqu'à ce que la cartouche auxiliaire 13 soit entièrement rechargée. En pratique, la deuxième phase peut se poursuivre jusqu'à ce que la quantité d'ammoniac présente dans la cartouche auxiliaire 13 dépasse un seuil prédéterminé, ou jusqu'à ce que la température de la cartouche auxiliaire 13 devienne inférieure à un seuil prédéterminé. La deuxième phase peut également se poursuivre jusqu'à ce que la cartouche auxiliaire 13 soit à nouveau sollicitée pour fournir de l'ammoniac. Dans chacune des phases du rechargement, le chauffage d'une cartouche principale 11 ou 12 a pour effet de désorber de l'ammoniac du sel solide, c'est-à-dire de libérer de l'ammoniac de la cartouche considérée. Cet ammoniac libéré est alors absorbé ou adsorbé par le sel solide de la cartouche auxiliaire 13. La réaction d'absorption se traduit par une augmentation de la température de la cartouche auxiliaire 13 par rapport à sa température initiale. [0026] Par ailleurs, comme déjà expliqué au début de la description, il peut se produire un arrêt inopiné du rechargement de la cartouche auxiliaire 13 par les cartouches principales 11, 12, de sorte que le débit ou la vitesse de rechargement de la cartouche auxiliaire 13 devient alors très lent, voire même nul, et malgré la relance d'un rechargement, la réaction d'absorption de l'ammoniac dans la cartouche auxiliaire 13 ne se lance pas complètement et s'arrête rapidement. Ce phénomène est dû à la formation en entrée de la cartouche auxiliaire 13 d'une barrière diffusionnelle B, appelée également "bouchon", qui vient ralentir le passage, symbolisé par la flèche F du flux d'ammoniac dans la cartouche auxiliaire 13, limitant de la sorte le débit ou la vitesse de rechargement d'ammoniac pour la recharger très faiblement dans sa zone centrale, jusqu'à stopper complètement ce rechargement. [0027] Pour résoudre ce problème, l'invention met en oeuvre une stratégie permettant le refroidissement de façon progressive de la cartouche auxiliaire 13 lors de sa période de rechargement pour ainsi abaisser de façon progressive la température de réaction d'absorption de l'agent réducteur dans cette cartouche et, par conséquent, éviter la formation d'un bouchon en entrée de la cartouche auxiliaire 13 conduisant à un arrêt inopiné du rechargement de cette cartouche. [0028] Selon cette stratégie, le refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire 13 débute par l'arrière de cette cartouche puis remonte progressivement vers l'avant ou l'entrée d'agent réducteur de la cartouche auxiliaire. [0029] Comme déjà expliqué précédemment, lors d'un rechargement de la cartouche auxiliaire 13, la réaction d'absorption de l'agent réducteur est exothermique avec une température maximale d'environ 60°C et lorsqu'on détecte que la cartouche auxiliaire est en phase de rechargement à partir de la pression dans le système de réduction catalytique sélective 10 augmentant par chauffage des cartouches principales 11,12, le refroidissement progressif par un dispositif de refroidissement peut être lancé pour abaisser la température de réaction et, par conséquent, accélérer le rechargement de la cartouche auxiliaire 13 et améliorer son rendement, un équilibre thermodynamique se créant entre la réaction d'absorption et les échanges thermiques du dispositif de refroidissement. [0030] La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif de l'invention permettant de refroidir progressivement la cartouche auxiliaire 13 pendant sa période de rechargement. [0031] Ce dispositif de refroidissement comprend plusieurs circuits distincts de refroidissement 25,26,27, dans le cas présent au nombre de trois, s'étendant de manière adjacente autour et le long de la cartouche auxiliaire 13. [0032] Les circuits de refroidissement 25,26,27 sont constitués respectivement par des ensembles de tubes 25a,26a,27a enveloppant concentriquement la cartouche de stockage auxiliaire 13 et qui sont raccordés à une canalisation commune 28 d'arrivée d'un fluide de refroidissement LR, de préférence du liquide tel que de l'eau, par l'intermédiaire de vannes trois voies 29,30,31 associées respectivement aux ensembles de tubes 25a,26a,27a des circuits de refroidissement 25,26,27. [0033] Chaque vanne 29,30,31 est pilotée pour occuper une position fermée, empêchant le passage de fluide de refroidissement dans les tubes 25a,26a ou 27a des circuits de refroidissement 25,26,27 associé à la vanne ou une position ouverte de passage du liquide de refroidissement dans les tubes 25a,26a,27a de chaque circuit de refroidissement 25,26,27. [0034] Les tubes 25a,26a,27a des circuits de refroidissement 25,26,27 sont avantageusement enroulés en spirale autour de la cartouche de stockage auxiliaire 13.

L'entrée de chaque tube en spirale d'un circuit de refroidissement 25,26,27 est reliée à l'une des voies de sortie de la vanne correspondante 29,30,31 tandis que la sortie de chaque spirale est raccordée à la canalisation 28. [0035] La canalisation 28 s'étend sensiblement parallèlement à la direction longitudinale de la cartouche auxiliaire 13. [0036] La stratégie de refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire 13 par le dispositif de refroidissement de la figure 3 va être maintenant expliquée en référence aux figures 4A et 4B. [0037] Par le dispositif de la figure 3, la stratégie consiste à piloter successivement les vannes 29,30,31 de leur position de fermeture à leur position d'ouverture pour assurer le passage du liquide de refroidissement successivement et, par conséquent, progressivement du circuit de refroidissement 25 au circuit de refroidissement 26 puis du circuit de refroidissement 26 au circuit de refroidissement 27, la détection du changement d'un circuit de refroidissement vers un autre utilisant le capteur de pression présent dans le dispositif de dosage du système de réduction catalytique 10. Le passage d'un circuit de refroidissement à l'autre s'effectue de l'arrière AR vers l'avant AV de la cartouche de stockage auxiliaire 13, l'avant AV de cette cartouche correspondant à l'entrée de l'agent réducteur dans cette cartouche. [0038] Lorsqu'on refroidit partiellement la cartouche auxiliaire 13, sa vitesse d'absorption en agent réducteur est augmentée, ce qui induit dans les cartouches principales 11,12 un prélèvement d'agent réducteur plus important. [0039] Ainsi, si le rechargement de la cartouche auxiliaire 13 a lieu lorsque la cartouche principale est en montée de pression comme représenté en figure 4A, le pilotage de la vanne 29 pour le passage de liquide de refroidissement LR dans le premier circuit de refroidissement 25 va provoquer un arrêt brutal de la pression des cartouches principales 11,12 pendant un certain temps, comme symbolisé en figure 4A par la flèche c1. Dès que la pression des cartouches principales 11,12 revient dans un état de montée en pression, la vanne 30 est pilotée pour assurer le passage du liquide de refroidissement dans le deuxième circuit de refroidissement 26 et cette pression va à nouveau s'arrêter de monter brutalement comme symbolisé par la flèche c2 de la figure 4A. Dès que la pression revient à nouveau dans un état de montée en pression, la vanne 31 est pilotée pour assurer le passage de liquide de refroidissement dans le troisième circuit de refroidissement 27 et la pression des cartouches principales 11,12 va à nouveau s'arrêter de monter brutalement comme symbolisé par la flèche c3. Ainsi, la figure 4A représente le rechargement de la cartouche auxiliaire 13 lors d'une montée en pression des cartouches principales 11,12 avec refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire 13 par les circuits de refroidissement 25 à 27. [0040] La figure 4B montre le rechargement de la cartouche auxiliaire 13 lors d'un maintien de pression de service PS des cartouches principales 11,12 avec refroidissement progressif par le dispositif de refroidissement de la figure 3. Ainsi, lorsque la vanne 29 est pilotée à sa position d'ouverture assurant le passage de liquide de refroidissement dans le premier circuit de refroidissement 25, la pression des cartouches principales 11,12 va chuter brutalement à partir de la pression de service PS comme symbolisé par la flèche cl en figure 4B. Dès que la pression des cartouches principales 11,12 revient dans un état stabilisé, la vanne 30 est ensuite pilotée à sa position d'ouverture pour assurer le passage de liquide de refroidissement dans le second circuit de refroidissement 26 provoquant à nouveau une chute brutale de la pression des cartouches principales 11,12 comme symbolisé par la flèche c2. Dès que la pression revient à nouveau dans un état stabilisé, la vanne 31 est pilotée à sa position d'ouverture pour assurer le passage de liquide de refroidissement dans le troisième circuit de refroidissement 27, provoquant une chute brutale de la pression des cartouches principales 11,12 comme symbolisé par la flèche c3. [0041] Bien entendu, le nombre de circuits de refroidissement n'est pas limité à trois et peut-être différent, par exemple de deux ou quatre circuits de refroidissement sans sortir du cadre de la présente invention. [0042] Les figures 5 et 6 représentent un second mode de réalisation d'un dispositif de l'invention permettant le refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire 13 lors de sa période de rechargement. [0043] Ce dispositif ou circuit de refroidissement comprend une paroi périphérique externe 40 entourant de manière espacée la cartouche de stockage auxiliaire 13 concentriquement à cette dernière, la paroi périphérique 40 et la cartouche auxiliaire 13 pouvant être cylindrique ou ovoïde. [0044] Le circuit de refroidissement comprend en outre des cloisons 41, par exemple au nombre de deux, s'étendant radialement entre la paroi externe 40 et la cartouche auxiliaire 13 en définissant dans l'espace entre la paroi externe 40 et la paroi périphérique externe 13a de la cartouche 13 trois compartiments sensiblement annulaires 42,43,44 s'étendant successivement le long de la cartouche auxiliaire 13. [0045] Le circuit de refroidissement comprend en outre une canalisation 45 d'arrivée du liquide de refroidissement LR s'étendant le long de la cartouche auxiliaire 13 dans l'espace inférieur défini entre la paroi périphérique 40 et cette cartouche et une vanne à trois voies 46 située en amont de la canalisation 45 et pouvant être pilotée à une position d'ouverture pour assurer le passage du liquide de refroidissement tout d'abord dans le premier compartiment 42 adjacent à la partie de fond arrière AR de la cartouche auxiliaire 13 et opposée à l'entrée d'agent réducteur dans cette cartouche. [0046] Les cloisons radiales 41 sont conformées pour permettre une communication ou un transfert de liquide de refroidissement LR d'un compartiment à l'autre. [0047] A cet effet, chaque cloison radiale 41 comporte à sa partie supérieure opposée à la canalisation 45 une ouverture 47 permettant le passage du liquide de refroidissement d'un compartiment à l'autre lorsque la chambre amont est remplie de liquide de 20 refroidissement. [0048] Le circuit de refroidissement de la figure 5 fonctionne comme suit. [0049] Après détection du mode de rechargement de la cartouche auxiliaire 13, la vanne 46 est pilotée à sa position d'ouverture pour permettre le passage du liquide de refroidissement en premier lieu dans le premier compartiment 42 comme représenté en 25 figure 6. [0050] Lorsque le compartiment 42 est rempli, le liquide de refroidissement LR se déverse dans le second compartiment 43 au travers de l'ouverture 47 de la cloison 41 séparant les deux compartiments adjacents 42,43 comme symbolisé par la flèche F1. Une fois le compartiment 43 rempli en liquide de refroidissement, ce dernier se déverse au 30 travers de l'orifice 47 de la cloison 41 séparant les chambres adjacentes 43,44 dans le troisième compartiment 44 comme symbolisé par la flèche F2, le liquide de refroidissement ayant rempli le compartiment 44 pouvant être alors évacué en aval de la canalisation 45 en ouvrant une vanne pilotée trois voies 48 présente dans la canalisation 45 en aval de celle-ci. [0051] Ainsi, le dispositif de refroidissement de la figure 5 permet le refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire 13 d'arrière en avant de celle-ci pendant la période de rechargement de cette cartouche en remplissant successivement les compartiments 42,43,44 constituant des zones distinctes de refroidissement de la cartouche auxiliaire 13. [0052] Le liquide de refroidissement est de préférence celui du circuit de climatisation du véhicule, mais il peut être constitué par l'eau du circuit de refroidissement de ce véhicule. [0053] Le rechargement par refroidissement progressif de la cartouche auxiliaire a pour avantages : - d'empêcher la formation d'un bouchon en entrée de la cartouche auxiliaire pouvant conduire à un arrêt définitif du rechargement ; on évite ainsi de changer la cartouche auxiliaire qui n'est pas considérée comme une pièce consommable, la durée de vie d'une cartouche auxiliaire devant être d'environ quinze ans ou d'environ 240 000 kilomètres parcourus par le véhicule équipé de cette cartouche ; - le temps de rechargement de la cartouche auxiliaire est plus court, de sorte que les cartouches principales seront chauffées moins longtemps, d'où un gain en consommation électrique.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de rechargement en agent réducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire (13) d'un système de réduction catalytique (10) comprenant au moins une cartouche de stockage principale (11,12) apte à libérer de l'agent réducteur par chauffage de la cartouche de stockage principale (11,12) et qui est absorbé par un support de stockage solide de la cartouche de stockage auxiliaire (13), la réaction d'absorption de l'agent réducteur par le support de stockage solide étant exothermique, caractérisé en ce qu'il comprend, pendant la période de rechargement, une étape de refroidissement progressif par un fluide (LR) de la cartouche de stockage auxiliaire (13) le long et autour de celle-ci à partir de son extrémité opposée à son entrée d'agent réducteur pour abaisser la température de la réaction d'absorption de l'agent réducteur dans la cartouche auxiliaire (13) et éviter la formation d'un bouchon en entrée de la cartouche de stockage auxiliaire (13).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de refroidissement progressif consiste à faire circuler le fluide de refroidissement (LR) dans des zones successives distinctes de refroidissement (25,26,27;42,43,44) entourant la cartouche de stockage auxiliaire (13) le long de celle-ci.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement (LR) est un liquide, tel que de l'eau.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le passage du fluide de refroidissement d'une zone de refroidissement à l'autre (25,26,27;42,43,44) est piloté suivant la pression mesurée en sortie de la cartouche de stockage principale (11,12).
5. Dispositif de rechargement en agent réducteur d'une cartouche de stockage auxiliaire (13) d'un système de réduction catalytique (10) comprenant au moins une cartouche de stockage principale (11,12) apte à libérer de l'agent réducteur par chauffage de la cartouche de stockage principale (11,12) et qui est absorbé par un support de stockage solide de la cartouche de stockage auxiliaire (13), la réaction d'absorption de l'agent réducteur par le support de stockage solide étant exothermique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit de refroidissement permettant, pendant la période de rechargement, le passage progressif d'un fluide de refroidissement (LR) de la cartouche de stockage auxiliaire (13) autour et le long de celle-ci à partir de son extrémité opposée à son entrée d'agent réducteur pour abaisser la température de la réaction d'absorption del'agent réducteur dans la cartouche auxiliaire (13) et éviter la formation d'un bouchon en entrée de la cartouche de stockage auxiliaire (13).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs circuits de refroidissement distincts adjacents (25,26,27) le long de la cartouche de stockage auxiliaire (13) constitués respectivement par des ensembles de tubes (25a,26a,27a) de circulation du fluide de refroidissement enveloppant concentriquement la cartouche de stockage auxiliaire (13) et qui sont raccordés à une canalisation commune (28) d'arrivée du fluide de refroidissement (LR) par l'intermédiaire de vannes (29,30,31) pilotées successivement pendant la période de rechargement pour assurer la circulation du fluide de refroidissement (LR) d'un circuit de refroidissement à l'autre (25,26,27) à partir de l'extrémité de la cartouche auxiliaire opposée à l'entrée d'agent réducteur de la cartouche de stockage auxiliaire (13).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tubes de chaque ensemble (25a,26a,27a) d'un circuit de refroidissement (25,26,27) sont enroulés en spirale autour de la cartouche de stockage auxiliaire (13).
8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comprend plusieurs compartiments successifs et adjacents (42,43,44) le long de la cartouche de stockage auxiliaire (13) délimités entre une paroi périphérique externe (40) entourant de manière espacée la cartouche de stockage auxiliaire (13) et des cloisons (41) s'étendant radialement entre la paroi externe (40) et la cartouche auxiliaire (13) en étant conformées pour permettre une communication de fluide d'un compartiment à l'autre (42,43,44), une canalisation (45) d'arrivée du fluide de refroidissement (LR) s'étendant le long de la cartouche de stockage auxiliaire (13) dans l'espace entre la paroi périphérique (40) et cette cartouche, et une vanne (45) située en amont de la canalisation (45) et pouvant être pilotée pour remplir successivement en fluide de refroidissement (LR) les compartiments (42,43,44) à partir du compartiment (42) adjacent à l'extrémité de la cartouche auxiliaire (13) opposée à l'entrée d'agent réducteur de la cartouche de stockage auxiliaire (13).
9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement (LR) est un liquide, tel que de l'eau.
10. Véhicule, tel qu'un véhicule automobile, comprenant un système de réduction catalytique (10) comprenant au moins une cartouche de stockage principale (11,12) et une cartouche de stockage auxiliaire (13), la cartouche de stockage principale (11,12) étant apte à libérer un agent réducteur pouvant être absorbé par un support destockage solide de la cartouche de stockage auxiliaire (13), caractérisé en ce que la cartouche de stockage auxiliaire (13) est rechargée par le dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 5 à 9.