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17 avril 2013Qualité de l’air : une priorité pour l’automobileChristian Chapelle Directeur chaines de traction et châssis
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Réduire les gaz à effet de serre (réchauffement climatique)Enjeu pour l’automobile : baisser les émissions de CO2 en rédui...
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12(Rapport SECTEN, CITEPA, Avril 2011)En 20 ans, une hausse de 40% du parc automobile maisune baisse de 50% des émissions ...
Comment PSA Peugeot Citroën a traité les oxydesd’azote (NOx)Depuis Euro1 (1992), les émissions d’oxydes d’azote (NOx) liée...
En 20 ans, une hausse de 40% du parc automobilemais une baisse de 50% des émissions de NOx14
Comment aller au-delà pour réduire encore de 56%les émissions de NOx et atteindre 80 mg/km (Euro 6)(1) Continuer à réduire...
Le choix de PSA Peugeot Citroën pour ramener lesémissions de NOx au niveau de l’essenceUne ligne d’échappement innovanteBl...
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La SCR (Selective Catalytic Reduction)Le système d’élimination des NOx le plus performantTransformation de l’Adblue® (urée...
Un catalyseur efficace dès les basses températures1950556065707580859095100100 150 200 250 300 350 400NOxcenversion,%Tempe...
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DOCSCR FAPT°C upst.DOCT°C dwst.DOCT upst. DPFAverageTemperature(°C)Urbandrivingconditions-<20km/hL’architecture unique Blu...
Blue HDi et réchauffement climatique : un gain de 2 à 4% de CO2 parrapport aux motorisations Euro5 et aux autres systèmes ...
Annexes23
Des normes d’émissions Diesel toujours plus sévèresDIESEL NT TT CO(mg/km)NOx(mg/km)HC + NOx(mg/km)PARTICULESen masse(mg/km...
Des normes d’émissions essence plus sévères pourles particules (moteurs à injection directe)ESSENCE NT TT CO(mg/km)HC(mg/k...
26Stockage du NO2 dans le NOx-Trap (site de baryum),Passage en mode riche (faible taux d’oxygène, présence de réducteurs C...
27Faible efficacité à haute T°C :stockage thermodynamiquementlimité (T°C catalyseur et NOmajoritaire)Faible efficacité àba...
Une croissance du Diesel observée à l’échelleEuropéenne, avec des ventes de VN proches de 55%28
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Qualité de l'air : les technologies de PSA Peugeot Citroën pour un moteur Diesel toujours plus respectueux de l'environnement

  1. 1. Avril 2013Qualité de l’air : les technologies de PSA PeugeotCitroën pour un moteur Diesel toujours plusrespectueux de l’environnement
  2. 2. 17 avril 2013Qualité de l’air : une priorité pour l’automobileChristian Chapelle Directeur chaines de traction et châssis
  3. 3. Les grands défis d’aujourd’hui…opportunités de demainHow can weadapt tonew patterns ofmobility?2015: 350 millions d’hommes en mégapolesLe défi des infrastructures et de la mobilitéChangementclimatique etQualité de l’airUn défi environnementalUn défi technique et industrielEvolution desbesoins desclientsUrbanisation
  4. 4. Réduire les gaz à effet de serre (réchauffement climatique)Enjeu pour l’automobile : baisser les émissions de CO2 en réduisant laconsommation des véhiculesRéduire la pollution (qualité de l’air)Enjeu pour l’automobile : limiter les émissions de polluants des véhiculesAutomobile et environnement : deux priorités4
  5. 5. Stratégie Essence : vers un moteur plus économeDévelopper des motorisations plus économes en carburant pour réduire lesémissions de CO2 sans dégrader les niveaux actuels d’émissions de polluantsFamilles EP (moteurs 4cyl de 1,6l développés avec BMW)Famille EB (moteurs 3cyl de 1 et 1,2 l atmosphériques lancés sur Peugeot 208 etCitroën C3, version turbo lancée fin 2013)Stratégie Diesel : vers un moteur toujours plus vertueuxPoursuivre les progrès en émissions (NOx), tout en maintenant l’avantagede 20% en termes de consommation par rapport à l’essence et enpréservant l’agrément de conduiteDes développements hybrides adaptés aux motorisations Essence etDieselUne stratégie « Chaînes de traction » équilibrée5
  6. 6. Qualité de l’air : après les particules, le défi des NOxDeux polluants associés au moteur Diesel ont un impact sur la qualité del’air en milieu urbain :Les particules fines et ultrafines de moins de 2,5 µm ( PM2,5)Les oxydes d’azote (NOx)Le Filtre à Particules (FAP) a permis de traiter toutes les particules fineset ultra-fines des moteurs DieselLa SCR (ou Selective Catalytic Reduction) va apporter la solution pourréduire les émissions d’oxydes d’azote (NOx)PSA Peugeot Citroën présente un système de dépollution Blue HDioptimisé pour ramener les émissions du Diesel au niveau del’essence7
  7. 7. 17 avril 2013Qualité de l’air :Les technologies pour réduire les émissions de polluantsPierre Macaudière – Expert Groupe Systèmes de Dépollution
  8. 8. Sévérisation des limites d’émissions Diesel quiconvergent vers celles de l’essenceRéductiondrastique deslimitesd’émissionsSource CCFA, véhicules particuliers 9Particules en Masse (g/km)EssenceEuro 6
  9. 9. Sources d’émissions de particules fines (PM2,5) etd’oxydes d’azote (NOx)Particules14% des particules fines (PM2,5) sont issues dutransport routier, loin derrière les secteurs durésidentiel/tertiaire (41%) et de lIndustriemanufacturière (31%) en 201027% des PM2,5 issues du trafic routier en Ile-de-FranceOxydes d’azote, NOx55% des émissions de NOx issues du transport routieren 2010• Les poids lourds Diesel représentent 23% du total• les véhicules particuliers Diesel 17%10Source CITEPA, Inventaire des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre en France, sériessectorielles et analyses étendues, Format Secten, Avril et Juillet 2012.
  10. 10. Comment PSA Peugeot Citroën a traité les émissionsde particules fines et ultrafinesIntroduction en 1996 du catalyseur d’oxydation (CATOx), pour réduireles émissions de HC, CO et de particules (en masse)Introduction en 1998 du moteur HDi (réduction de 30% des particules)Invention et lancement en première mondiale du Filtre à Particules(FAP) dès 2000 sur la Peugeot 607, large déploiement à partir de 2007et généralisé avec la norme Euro 5 à partir du 1er janvier 2011Système FAP très efficace traitant TOUTES les particules dans TOUTESles conditions d’usage :Le FAP élimine les particules quelle que soit leur taille (fines etultrafines) avec une efficacité supérieure à 99,9% en nombre11
  11. 11. 12(Rapport SECTEN, CITEPA, Avril 2011)En 20 ans, une hausse de 40% du parc automobile maisune baisse de 50% des émissions de particules fines
  12. 12. Comment PSA Peugeot Citroën a traité les oxydesd’azote (NOx)Depuis Euro1 (1992), les émissions d’oxydes d’azote (NOx) liées autransport ont déjà été divisées par cinq en sortie moteur (« à lasource »)Moteur HDi (common rail injection haute pression)Optimisation de la combustion (chambre de combustion, Turbo,recirculation des gaz d’échappement (EGR)…)13Source CITEPA, Inventaire des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre enFrance, séries sectorielles et analyses étendues, Format Secten, Avril et Juillet 2012.
  13. 13. En 20 ans, une hausse de 40% du parc automobilemais une baisse de 50% des émissions de NOx14
  14. 14. Comment aller au-delà pour réduire encore de 56%les émissions de NOx et atteindre 80 mg/km (Euro 6)(1) Continuer à réduire les NOx « à la source »Approche réservée aux véhicules de faible masse se faisant au détrimentde la consommation et du CO2(2) Utiliser un système séquentiel d’élimination des NOx (le piège àNOx)Système très intrusif et conduisant à une surconsommation de carburant(3) Utiliser un système continu d’élimination des NOx, la SCR (selectivecatalytic reduction)Seul système alliant forte réduction des NOx et baisse de consommationet du CO2Solution technique adaptée pour tous les véhicules dont ceux de fortemasse15
  15. 15. Le choix de PSA Peugeot Citroën pour ramener lesémissions de NOx au niveau de l’essenceUne ligne d’échappement innovanteBlue HDi : CATOX + SCR + FAPqui équipera les futurs véhicules Diesel du Groupe dès fin 2013et qui traitera :le CO et les HCjusqu’à 90% des NOx99,9% des particules en nombre, quelle que soit leur taille et quelles quesoient les conditions de roulage16
  16. 16. 17
  17. 17. La SCR (Selective Catalytic Reduction)Le système d’élimination des NOx le plus performantTransformation de l’Adblue® (urée) en ammoniac (NH3) dans la ligned’échappementRéaction de l’ammoniac (NH3) sur les NOx pour donner de l’eau etde l’azote18(NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO22NH3 + NO + NO2 → 3H2O + 2N2UréeCapteurs températureCapteurdeltaPCapteur NOxInjecteur d’uréeDOCSCR FAP∆PRéservoird’AdBlue® (Urée)AmmoniacEau Azote
  18. 18. Un catalyseur efficace dès les basses températures1950556065707580859095100100 150 200 250 300 350 400NOxcenversion,%Temperature, °CDIE838-5DIE839-5DIE840-5DIE841-14DIE842-5DIE653-1Principe de fonctionnement du piège à NOx (NOx-Trap)Efficacité réduiteEfficacité satisfaisanteEfficacitédeconversiondesNOx(%)Température des gaz d’échappement (°C)
  19. 19. 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%SCR Aval FAP SCR Amont FAPTempérature inférieure à 180°CTempérature supérieure à 180°CL’innovation Blue HDi : une architecture unique pourpermettre à la SCR de traiter jusqu’à 90% des NOxL’innovation du Groupe : la position de la SCR en amont du FAPUn catalyseur plus efficace car plus rapidement en température20SCRDPFUreaDOC SCR DPFDOCUrea% du temps passéFaibleefficacitéForteefficacitéForteefficacitéChoix PSA Peugeot Citroën
  20. 20. DOCSCR FAPT°C upst.DOCT°C dwst.DOCT upst. DPFAverageTemperature(°C)Urbandrivingconditions-<20km/hL’architecture unique Blue HDi rendue possible grâceau FAP additivé de PSA Peugeot CitroënL’additif abaisse la température de combustion des suiesLe FAP additivé est le seul à pouvoir être régénéré en aval de la SCRExothermePertethermique200°C300°C400°C500°C600°C21Température minimale requise pourbrûler des suies non additivéesTempérature minimale requise pourbrûler des suies additivées700°C800°CEffet del’additifT°C amontDOCT°C avalDOCT°C amontDOCT°C amontSCR
  21. 21. Blue HDi et réchauffement climatique : un gain de 2 à 4% de CO2 parrapport aux motorisations Euro5 et aux autres systèmes de dépollutionmoins efficaces (SCR aval FAP, NOx-Trap)Blue HDi et qualité de l’air : une efficacité maximale pour traiter lesNOx (jusqu’à 90% d’efficacité) et les particules (99,9% en nombre)PSA Peugeot Citroën introduira la technologie Blue HDi dès 2013 surl’ensemble de ses nouveaux moteurs Diesel pour offrir à ses clients desvéhicules toujours plus respectueux de l’environnement22PSA Peugeot Citroën agit pour réduire l’impact del’automobile sur l’environnement
  22. 22. Annexes23
  23. 23. Des normes d’émissions Diesel toujours plus sévèresDIESEL NT TT CO(mg/km)NOx(mg/km)HC + NOx(mg/km)PARTICULESen masse(mg/km)PARTICULESen nombre(2)(#/km)Euro1 01/1993 01/1994 2720 s.o. 970 140 s.o.Euro2 01/1996 01/1997 1000 s.o.DI : 900IDI : 700DI : 100IDI : 80s.o.Euro3 01/2000 01/2001 640 500 560 50 s.o.Euro4 01/2005 01/2006 500 250 300 25 s.o.Euro5a 09/2009 01/2011 500 180 230 5.0 s.o.Euro5b 09/2011 01/2013 500 180 230 4.5(1) 6. 1011Euro6bet 6c09/2014 09/2015 500 80 170 4.5(1) 6. 1011DI : injection directe IDI : injection indirecte (moteur à « préchambre ») s.o. : sans objet(1) : limite associée à l’utilisation de la méthode de mesure améliorée(2) : introduction d’une nouvelle méthode de mesureLien vers les normes de dépollution pour les moteurs essence 24Après les particules, le challenge du moteur Diesel est d’abaisser lesémissions en oxydes d’azote (NOx) au niveau de l’essence
  24. 24. Des normes d’émissions essence plus sévères pourles particules (moteurs à injection directe)ESSENCE NT TT CO(mg/km)HC(mg/km)NMHC(mg/km)NOx(mg/km)HC + NOx(mg/km)PARTICULESen masse(mg/km)PARTICULESen nombre(2)(#/km)Euro1 01/1993 01/1994 2720 s.o. s.o. s.o. 970 s.o. s.o.Euro2 01/1996 01/1997 2200 s.o. s.o. s.o. 500 s.o. s.o.Euro3 01/2000 01/2001 2300 200 s.o. 150 s.o. s.o. s.o.Euro4 01/2005 01/2006 1000 100 s.o. 80 s.o. s.o. s.o.Euro5a 09/2009 01/2011 1000 100 68 60 s.o. 5.0 s.o.Euro5b 09/2011 01/2013 1000 100 68 60 s.o. 4.5(1) s.o.Euro6b 09/2014 09/2015 1000 100 68 60 s.o. 4.5(1) 6. 1012Euro6c 09/2017 09/2018 1000 100 68 60 s.o. 4.5(1) 6. 1011s.o. : sans objet(1) : limite associée à l’utilisation de la méthode de mesure améliorée(2) : injection directe essence, introduction d’une nouvelle méthode de mesure25
  25. 25. 26Stockage du NO2 dans le NOx-Trap (site de baryum),Passage en mode riche (faible taux d’oxygène, présence de réducteurs CO etHC) et réduction du NO2 comme sur catalyseur essenceFormation NO2 NO + 1/2 O2 NO2Stockage 2NO2 + "Ba" "Ba(NO3)2"Fonctionnement classique en pauvre(~ quelques minutes)Stockage des NOxMode normal (pauvre)NO2NO + O2NO3PtStockageBaRhFonctionnement riche(~ quelques secondes)Déstockage et conversion des NOxDéstockage Ba(NO3)2 NOx + "Ba"Réduction NOx + "réd" N2Mode riche (purge)N2RéducteurCO, HC, H2NOxPtDéstockageBaRhNO3Principe de fonctionnement du piège à NOx (NOx-Trap)SondeTempérature(AT1)CapteurNOxPiègeFAPSonderichesseDV6
  26. 26. 27Faible efficacité à haute T°C :stockage thermodynamiquementlimité (T°C catalyseur et NOmajoritaire)Faible efficacité àbasse T°C : stockagelimité par la faibleconversion NO NO2Une fenêtre d’activité du Piège à NOx plus limitéeEfficacité moyenne maissatisfaisante
  27. 27. Une croissance du Diesel observée à l’échelleEuropéenne, avec des ventes de VN proches de 55%28
  28. 28. Une croissance du Diesel observée à l’échelleEuropéenne, avec des ventes de VN proches de 55%29

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