Réservoirs AdBlue

Genèse et application du système SCR

La sensibilisation à l'environnement et la compréhension de l'impact négatif des polluants atmosphériques sur la santé humaine et les écosystèmes s'étant accrues, des mesures ont été prises pour réduire les émissions nocives générées par les véhicules à moteur.

Tous ces efforts visent à satisfaire à des normes d'émission de plus en plus strictes, fixées principalement par les régulateurs européens. Ces normes, telles que les normes Euro, fournissent des lignes directrices pour les niveaux d'émission maximaux autorisés de diverses substances nocives. Les oxydes d'azote (NOx) sont l'un des facteurs clés qui ont fait l'objet d'une attention particulière.

Par exemple, les normes Euro 6, introduites en 2014, fixent des limites d'émission de NOx très strictes pour les nouvelles voitures et camionnettes vendues dans l'Union européenne. Pour les voitures diesel, cela nécessite l'utilisation de technologies avancées de contrôle des émissions, y compris les systèmes SCR.

Développé à l'origine principalement pour les véhicules lourds, le système SCR a rapidement trouvé sa place dans les voitures particulières. Il trouve son origine dans la nécessité de réduire efficacement les émissions de NOx grâce à la réduction catalytique sélective, un processus chimique qui convertit les oxydes d'azote nocifs en substances inertes pour l'environnement, telles que l'azote et l'eau.

Grâce au système SCR, les voitures peuvent réduire efficacement les émissions de NOx avec un impact minimal sur les performances du moteur et le confort de conduite. Le système SCR est ainsi devenu un élément indispensable des voitures, camionnettes et camions d'aujourd'hui, contribuant à atteindre les objectifs de durabilité en réduisant l'impact négatif du transport routier sur l'environnement et la santé publique.

Construction et principe de fonctionnement du système SCR

Le système SCR (Selective Catalytic Reduction) se compose de plusieurs éléments clés qui fonctionnent ensemble pour réduire efficacement les oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement du moteur. Voici une description de la conception et des principaux composants du système SCR :

1. Réservoir de fluide AdBlue® : Réservoir contenant une solution d'urée, plus communément appelée AdBlue® ou DEF (Diesel Exhaust Fluid), qui est injectée dans le flux de gaz d'échappement pour réduire les NOx. Ce réservoir est généralement situé à proximité du réservoir de carburant.
2. Pompe doseuse : Une pompe qui délivre la solution AdBlue® du réservoir à l'injecteur dans la quantité correcte en fonction des conditions de fonctionnement du moteur.
3. Contrôleur du système SCR : système électronique responsable du contrôle de tous les composants du système SCR, y compris la pompe doseuse, l'injecteur et les capteurs. Le contrôleur surveille également les différents paramètres du moteur et les conditions de conduite afin d'assurer une efficacité optimale du système SCR.
4. Injecteur d'AdBlue® : Le composant responsable du dosage précis de la solution AdBlue® dans le flux de gaz d'échappement dans le système d'échappement. L'injecteur est situé en amont du convertisseur catalytique SCR.
5. Convertisseur catalytique SCR : Le composant principal du système SCR, qui contient un catalyseur composé de substances chimiquement actives telles que l'oxyde de vanadium sur un substrat de zéolithe. C'est ici que se produit la réaction chimique pour la réduction catalytique sélective des NOx avec l'ammoniac du fluide AdBlue®.
6. Capteurs de NOx : Capteurs qui surveillent le niveau d'oxydes d'azote dans les gaz d'échappement, situés en amont et en aval du convertisseur catalytique SCR. Les informations fournies par ces capteurs sont utilisées pour contrôler le dosage d'AdBlue® et optimiser le fonctionnement du système SCR.

La réduction catalytique sélective (SCR) est un processus chimique qui réduit les polluants produits par les moteurs diesel. Plus précisément, la SCR convertit les oxydes d'azote (NOx) nocifs en azote et en eau. La réaction de réduction des NOx se produit lorsque les gaz traversent la chambre du catalyseur SCR. Avant d'entrer dans la chambre du convertisseur catalytique, un réducteur (fluide AdBlue®) est injecté et mélangé aux gaz d'échappement. Le fluide injecté agit comme un catalyseur pour déclencher la réaction chimique nécessaire à la conversion des NOx en azote et en eau. Le fluide utilisé dans les véhicules est appelé AdBlue® ou DEF (Diesel Exhaust Fluid).

Fluide AdBlue® (DEF)

Le fluide AdBlue® est une solution aqueuse d'urée préparée à partir de 32,5% d'urée et de 67,5% d'eau déionisée. L'AdBlue® (DEF) est stocké dans un réservoir d'où il est prélevé pendant le fonctionnement du véhicule. Les propriétaires de véhicules dotés de petits réservoirs doivent faire l'appoint tous les 5 000 kilomètres environ, et ceux qui possèdent les plus grands réservoirs tous les 20 000 kilomètres.

Caractéristiques du fluide AdBlue® :

• Liquide clair et inodore classé comme non toxique et sans danger pour le transport et le stockage
• La durée de conservation recommandée est de 12 mois
• Point de congélation : -11 °C
• L'hydrolyse se produit à partir de +30 °C
• La cristallisation pendant le séchage peut provoquer de la corrosion ; les déversements doivent donc être nettoyés avec de l'eau.
• A un effet corrosif sur le fer, le cuivre, le bronze et certains alliages d'aluminium.

L'AdBlue® gèle à -11°C, de sorte que le tuyau et la pompe AdBlue® peuvent geler dans les régions froides. Des capteurs de niveau et de température d'AdBlue® sont également installés dans le réservoir pour s'assurer que l'AdBlue® fonctionne à la bonne température à tout moment, afin qu'il puisse être utilisé en toute sécurité. Pour que le système de post-traitement des gaz d'échappement SCR fonctionne à basse température, une quantité suffisante de DEF gelé doit être ramenée à l'état liquide le plus rapidement possible, idéalement en quelques minutes.

En Europe, le règlement (CE) n° 692/2008 précise à l'annexe XVI, point 10, que le DEF provenant d'un réservoir congelé dont la température à cœur est de -15°C (5°F) doit être disponible dans les 20 minutes qui suivent le démarrage du moteur. C'est pourquoi la plupart des réservoirs sont équipés de réchauffeurs électriques d'AdBlue®.

Conception et principe de fonctionnement du réservoir AdBlue®.

Les véhicules de la marque PSA/Stellantis équipés de moteurs HDi/BlueHDi utilisent des réservoirs qui intègrent plusieurs composants majeurs du système SCR. Ces composants sont les suivants

1. Réservoir AdBlue® avec système de mesure du volume
2. Éléments chauffants
3. Contrôleur électronique pour gérer le fonctionnement du système
4. Pompe d'alimentation
5. Accumulateur de pression
6. Électrovanne
7. Capteurs de pression et de température

Le système commence à doser l'AdBlue® dans le système d'échappement dès que la température des gaz d'échappement atteint une valeur suffisamment élevée (généralement environ 175^oC). Une pompe est alors activée, ce qui pressurise l'AdBlue® dans l'injecteur, qui le dose directement dans le système d'échappement en amont du convertisseur catalytique SCR. Il y a généralement un mélangeur en amont du convertisseur catalytique, qui aide à mélanger correctement l'agent pulvérisé avec les gaz d'échappement pour assurer une réaction chimique efficace.

Processus de régénération du réservoir d'AdBlue®.

La technologie de régénération des réservoirs d'AdBlue® est un développement interne, qui a été créé grâce au travail de l'équipe de recherche et développement et du département technologique. Le processus de régénération est divisé en étapes, avec des étapes successives telles que : l'évaluation de l'état technique, le nettoyage du réservoir, le démontage des composants, le diagnostic des composants, le remplacement des composants, l'assemblage et les tests fonctionnels finaux et le contrôle de la qualité du réservoir AdBlue® après le processus de régénération. Les normes élevées de notre processus de régénération du réservoir AdBlue®, confirmées par la certification TUV ISO 9001, garantissent un fonctionnement sans défaillance du composant pendant une période de 24 mois.

Le processus de régénération comprend les étapes suivantes :

1. Vérification préliminaire
2. Nettoyage des réservoirs
3. Vérification après le nettoyage
4. Démontage des composants
5. Vérification des composants du réservoir
6. Remplacement des pièces endommagées et critiques du réservoir (pièces mécaniques, électroniques, joints, etc.).
7. Assemblage des composants, achèvement du réservoir
8. Test de diagnostic final
9. Évaluation des résultats des tests fonctionnels
10. Contrôle final de la qualité.

Causes et types de dommages aux réservoirs d'AdBlue

Les dommages les plus courants sur les réservoirs d'AdBlue® sont les suivants :

1. Fuites : Les fuites de liquide AdBlue® peuvent être causées par des dommages mécaniques au réservoir, des fuites au niveau des raccords de tuyaux ou des joints endommagés.
2. Cristallisation : la cristallisation du liquide AdBlue® peut se produire dans le réservoir, surtout lorsqu'il est exposé à des températures extrêmement basses, ce qui peut entraîner l'obstruction des conduites ou des buses du système d'injection. Ce phénomène peut être favorisé par l'utilisation d'un liquide AdBlue® de qualité insuffisante.
3. Utilisation d'un autre liquide (carburant, eau) : L'utilisation d'un liquide autre que l'AdBlue®, tel que du carburant ou de l'eau, peut provoquer des fuites et des écoulements, ce qui peut endommager les composants du réservoir et l'ensemble du système d'injection d'AdBlue®. 
4. Défauts électroniques/électriques : Des défauts électroniques dans le système de contrôle du système SCR peuvent entraîner un dysfonctionnement des capteurs de niveau de liquide, de température, de pression ou d'autres composants électroniques, ce qui peut affecter l'efficacité et les performances du système d'injection d'AdBlue®.

Les symptômes les plus courants de l'échec sont les suivants

1. Message affiché sur le combiné d'instruments - "Défaut du système de post-traitement des gaz d'échappement UREA (ou AdBlue) : Démarrage interdit pendant xxxx km".
2. En même temps, le témoin UREA est allumé ou clignote, le témoin d'anomalie du moteur et le témoin SERVICE sont allumés.
3. Le contrôleur enregistre l'erreur P20E800 (P20E8) - "Pression AdBlue - pression trop basse".