Les filtres à particules (FAP)
Le moteur Diesel fonctionne selon un mode de combustion hétérogène. Ce qui entraîne une forte production de particules de suies, reconnues comme cancérigènes. Elles se composent de carbone, d’hydrocarbures, de soufre et d’eau, et peuvent être de tailles différentes, exprimées en µm. Il est possible de les brûler par pyrolyse, à une température d’environ 550 °C. Rappel des fondamentaux.
Le moteur Diesel fonctionne selon un mode de combustion hétérogène. Ce qui entraîne une forte production de particules de suies, reconnues comme cancérigènes. Elles se composent de carbone, d’hydrocarbures, de soufre et d’eau, et peuvent être de tailles différentes, exprimées en µm. Il est possible de les brûler par pyrolyse, à une température d’environ 550 °C. Rappel des fondamentaux.
Le règlement Euro 5 imposait une réduction des particules de 80 % en masse depuis 2011. L’Euro 6, en vigueur depuis septembre dernier pour les nouveaux véhicules et dès septembre prochain, impose, de surcroît, une limite du nombre de particules pour l’essence et le Diesel.
L’utilisation d’un filtre à particules est devenue indispensable pour l’ensemble des véhicules Diesel au 1er novembre 2011. Son principe est simple. Tout d’abord, il piège mécaniquement les particules de suie grâce à une céramique poreuse. Chaque canal du FAP ouvert d’un côté est obturé de l’autre. Au fil du roulage, le volume du filtre diminue et il faut, au bout de plusieurs centaines de kilomètres, procéder à une régénération, qui consiste à brûler les particules. La surveillance du remplissage est assurée par un capteur de pression.
Il existe deux technologies différentes de système FAP, avec ou sans additif. Le premier est un brevet déposé par PSA au début des années 2000. Il consiste à rajouter un additif dans le carburant qui permettra d’abaisser le seuil de température de brûlage des particules de 100 °C. Le FAP sans additif, lui, est généralement imprégné de platine. Pour lancer la régénération, il faut atteindre environ 550 °C pour un filtre de ce type. Ainsi, certains constructeurs utilisent un injecteur de carburant supplémentaire positionné sur la ligne d’échappement afin d’augmenter la température des gaz d’échappement (hydrocarbures à traiter par le catalyseur).
Les régénérations
La régénération consiste à brûler les particules par un phénomène de pyrolyse. Elles deviendront ainsi du dioxyde de carbone et de l’eau.
Pour le bon fonctionnement du système FAP, il est indispensable d’utiliser le catalyseur d’oxydation comme dispositif de réchauffage. Ce dernier est toujours en amont du filtre à particules.
Si le véhicule roule en forte charge, la régénération se fait naturellement, car les gaz d’échappement sont très chauds.
En revanche, si la température des gaz n’est pas assez élevée, le calculateur décide de lancer la régénération en augmentant la température des gaz d’échappement via un réglage spécifique du moteur une post-injection vient d’apporter du carburant au catalyseur d’oxydation. S’ensuit une élévation conséquente de la température des gaz, permettant le brûlage des particules.
Enfin, si la régénération n’a pas pu être réalisée normalement en roulant, il sera demandé au conducteur de se rendre au garage afin de réaliser une régénération forcée à l’aide de la valise de diagnostic. Généralement, ce type de régénération entraîne le remplacement de l’huile moteur.
Les paramètres qui entraînent le remplacement du FAP
• colmatage par les cendres contenues dans le carburant et l’huile.
• colmatage par l’additif (qui ne brûle pas).
• colmatage par les cendres (résidus de la combustion des particules).
Il est important de souligner qu’aujourd’hui, tous les constructeurs utilisent des huiles dites “LOW SAPS”. Elles contiennent un taux réduit de cendres afin d’accroître la longévité du FAP.
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Fonction sous contrôle
La surveillance et le fonctionnement du système sont assurés par différents capteurs et actionneurs tels que les sondes de température échappement, le capteur de pression différentielle, le volet d’admission, la sonde à oxygène… Tous ces éléments sont diagnostiquables avec un outil de diagnostic, mais aussi avec de l’outillage simple, tels que multimètre et pompe à pression/dépression.
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Le saviez-vous ?
• Une pompe à dépression et un multimètre vous permettront de mesurer l’étalonnage du capteur de pression et donc la contre-pression échappement. Reste à connaître la stratégie du calculateur et évaluer si le système est en demande de régénération. Si le signal du capteur pression dépasse 1,5 volt à 3000 tr/min, la demande de régénération est active.
• Une sonde de température de gaz d’échappement défectueuse, mais qui n’indique pas de code défaut pourra entraîner une surconsommation de carburant et une montée du niveau d’huile…
• Un nombre trop élevé de régénérations échouées entraîne l’interdiction de régénération.
• Un filtre trop chargé en suie ne peut pas être régénéré sous peine de le détruire…
• La régénération d’un filtre à particules est à effectuer environ tous les 300 à 1000 km en fonction du type de roulage.
Par le GNFA
