L’une des caractéristiques désagréables des moteurs diesel est le niveau élevé d’émission de substances nocives dans l’atmosphère, en particulier d’oxydes d’azote. Les réglementations environnementales étant de plus en plus strictes, les ingénieurs ont dû trouver de nouveaux moyens de neutraliser ces composés. Après les systèmes de purification, la technologie de la réduction catalytique sélective (SCR) des oxydes d’azote a été créée, ce qui a nécessité une solution d’urée. Ou, en d’autres termes, AdBlue. Comprenons ce que c’est et pourquoi une voiture moderne en a besoin.
Pourquoi avez-vous besoin du réactif AdBlue (urée)
Qu’est-ce que l’urée pour diesel ? Elle est souvent appelée AdBlue, bien qu’il s’agisse simplement d’une marque déposée utilisée pour désigner une solution d’urée dans de l’eau déminéralisée. L’AdBlue est uniquement utilisé dans la technologie SCR pour réduire les émissions d’oxyde d’azote dans les gaz d’échappement des moteurs diesel – en tant que composant d’une réaction visant à réduire l’azote inoffensif de ses oxydes.
Le réactif liquide est introduit dans le système d’échappement du véhicule où, en réagissant avec les gaz d’échappement (EG), il aide à convertir les oxydes d’azote en substances inoffensives telles que la vapeur d’eau et l’azote. Aujourd’hui, sans cette technologie, les voitures équipées de moteurs diesel ne sont pas en mesure de répondre aux normes environnementales supérieures au protocole Euro-5.
La marque AdBlue, dont les droits appartiennent à l’association allemande de l’industrie automobile (VDA), produit une solution aqueuse d’urée. D’une part, la composition de l’urée pour le diesel est simple : 32,5 % d’urée purifiée (le nom chimique correct est diamide d’acide carbonique) et 67,5 % d’eau déminéralisée.
Cependant, la technologie de production de la solution est complexe et n’est pas à la portée de tous les fabricants. Le processus exige une purification scrupuleuse du liquide pour le débarrasser des impuretés étrangères. Et il n’est possible d’obtenir le nom AdBlue sur le bidon qu’après avoir vérifié la conformité aux caractéristiques selon les documents VDA et la norme internationale ISO 22241 (en Allemagne – DIN 70070, en Russie – GOST R ISO).
Au début des années 2000, Daimler AG a été l’un des premiers à utiliser une solution d’urée pour les moteurs diesel des véhicules de série (d’abord dans les camions et les autobus, puis dans les voitures particulières), en introduisant un système propriétaire pour l’épuration des gaz d’échappement des moteurs diesel, BlueTec.
En Russie, en 2022, il n’y avait que quatre fabricants d’AdBlue, produisant un produit légal et de haute qualité. Le réactif AdBlue ne doit pas être confondu avec l’urée ordinaire, utilisée comme engrais, additif alimentaire pour les animaux ou en pharmacologie.
Conception et principes de base du système SCR
Dans les voitures modernes, pour réduire au maximum les émissions nocives (hydrocarbures, soufre, suie, oxydes d’azote et autres), tout un ensemble de solutions techniques est utilisé dans le système d’échappement.
Leur nom commun est celui d’éléments catalytiques. Il s’agit notamment des catalyseurs de système d’échappement, ainsi que des filtres à particules utilisés exclusivement dans les voitures diesel.
Et l’urée pour le diesel : à quoi sert-elle ? La technologie de neutralisation SCR basée sur l’utilisation d’urée est conçue pour rendre les gaz d’échappement encore plus respectueux de l’environnement grâce à une purification supplémentaire des gaz.
Le système de neutralisation SCR comporte peu de composants. Cependant, il nécessite non seulement un ravitaillement régulier et un contrôle du niveau d’urée dans un réservoir spécial, mais aussi un entretien périodique.
L’exemple suivant de conception et de fonctionnement du système s’applique pleinement au système BlueTec de Daimler AG. Les systèmes d’autres fabricants peuvent différer dans les détails, mais fonctionnent en général sur le même principe.
Le liquide AdBlue est versé dans un réservoir spécial, dont le volume varie de 5 à 35 litres dans les voitures. En règle générale, le réservoir est équipé d’un chauffage qui empêche la solution d’urée de geler dans le froid (sa cristallisation se produit à une température de moins 11 degrés Celsius).
Le goulot de remplissage du réservoir d’AdBlue des voitures est situé à différents endroits : sous la trappe du réservoir à gaz, dans le coffre ou sous le capot. L’urée s’écoule par les tuyaux d’alimentation jusqu’au système d’échappement, devant le convertisseur catalytique.
À l’aide d’une buse et d’un mélangeur, le réactif est pulvérisé sous une pression de 4,5 à 8,5 bars dans un catalyseur de conception complexe (convertisseur catalytique SCR), où, en plusieurs étapes, les oxydes d’azote sont désactivés et ramenés à l’état de substances sûres – vapeur d’eau et azote libre.
Le processus est guidé par l’électronique – le bloc de contrôle SCR, qui, guidé par les lectures du capteur contrôlant l’oxyde d’azote NOx, dose la solution.
La consommation d’urée pour le diesel varie en fonction du type de véhicule. Pour les voitures particulières, un seul plein suffit pour une distance allant jusqu’à 20 000 kilomètres, et l’entretien programmé et, si nécessaire, l’ajout d’AdBlue sont effectués tous les 10 000 kilomètres.
En pourcentage de la consommation de carburant diesel, la consommation d’AdBlue est la suivante : de 4 % de la consommation de carburant pour les voitures particulières et jusqu’à 6 % pour les poids lourds. En général, c’est tolérable, bien que le coût d’un bidon de 5 litres d’AdBlue soit comparable au prix d’un volume similaire de liquide de refroidissement, par exemple.
Avantages et inconvénients de l’urée pour le diesel
Les avantages de ces systèmes peuvent être formulés en plusieurs points, qui sont tout à fait valables pour les pays ayant des réglementations et des restrictions environnementales strictes.
Les avantages de l’utilisation de l’urée pour les moteurs diesel:
- Mission environnementale – la capacité de réduire les émissions à Euro-6 et à des normes plus strictes.
- Réduction de la taxe sur l’utilisation des véhicules et minimisation des sanctions en cas de non-respect des normes environnementales dans les pays où cette pratique est applicable (d’où la liquidité du marché secondaire).
- Réception d’avantages lors de la conduite sur les autoroutes à péage, ainsi que lors de l’entrée dans un certain nombre d’établissements (pertinent pour les propriétaires de véhicules commerciaux).
- Raccordement relativement simple des modules SCR, ce qui augmente légèrement le coût des voitures diesel.
- Compatibilité avec les convertisseurs catalytiques, le système ERG et le système de filtration des particules.
- Augmentation de la puissance du moteur et réduction de la consommation de carburant.
Il existe également des inconvénients objectifs, qui compliquent souvent sérieusement le fonctionnement de la voiture. En particulier dans le climat froid de la Russie.
Les inconvénients de l’utilisation de l’urée:
- Point de congélation élevé. En cas de gel sévère, l’urée peut se cristalliser dans le système, ce qui perturbe le fonctionnement du moteur. Lorsque l’approvisionnement en AdBlue est interrompu (même s’il vient de s’épuiser dans le réservoir), les moteurs diesel passent en mode d’urgence, limitant la puissance ou ne démarrant pas du tout. Par ailleurs, après le dégivrage, les propriétés de fonctionnement de l’AdBlue demeurent pendant un certain temps.
- La nécessité d’avoir une réserve d’urée dans le coffre ou le garage. Le stockage de l’urée est une activité responsable. Il est important de respecter non seulement un régime de température strict dans la plage strictement supérieure. Le réactif est actif, il est capable d’interagir avec la fonte, le cuivre, l’aluminium et un certain nombre d’autres métaux. AdBlue est contre-indiqué en contact avec les carburants et lubrifiants, les solvants et autres produits chimiques automobiles. La durée de conservation ne dépasse pas un an.
- Les coûts de réparation et d’entretien des éléments du système sont importants.
- En Russie, il existe de nombreuses contrefaçons du réactif AdBlue, parmi lesquelles il est difficile d’identifier le produit original et sûr. Non seulement la durée de vie du système de nettoyage dans son ensemble, mais aussi la santé du moteur lui-même dépendent souvent de la qualité du réactif.
- Exigences élevées en matière de qualité du carburant diesel. C’est peut-être la principale contre-indication aux systèmes de neutralisation SCR en Russie.
Résumé des résultats
- L’urée dans le diesel est utilisée pour améliorer sa performance environnementale, et le réactif basé sur elle est appelé AdBlue.
- Le principe de fonctionnement de l’AdBlue est l’interaction avec les oxydes d’azote dans les gaz d’échappement avec libération d’azote inoffensif et de vapeur.
- Le principal avantage des systèmes de neutralisation SCR reste la possibilité d’augmenter la classe écologique de la voiture jusqu’à la norme Euro-6.
- En Russie, les systèmes basés sur la composition de l’AdBlue n’ont pas pris racine en raison de la vulnérabilité de l’urée au froid, de la faible qualité du carburant diesel et du réactif lui-même, ainsi que du coût élevé de l’entretien de ces véhicules.