Fonctionnement du catalyseur

FONCTIONNEMENT D'UNE AUTO

ECHAPPEMENT

ENERGIE ET POLLUTION

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On le sait, les rejets polluants émis par les moteurs sont nombreux et surtout très divers et variés ! Avec par exemple les oxydes de carbone, oxydes d'azote et monoxyde de carbone ...
Il a donc été décidé un peu avant les années 90 de trouver un moyen de réduire les rejets de tous ces polluants nuisibles à l'homme. Et c'est à partir de ce moment que le catalyseur a vu le jour, pour une question de santé publique. Mais comment fonctionne cet organe ? Comment arrive-t-il à "détruire" (plutôt transformer) tous ces polluants ?

Le catalyseur est sur la gauche dans cet exemple

Voici le catalyseur de plus près. Il peut parfois y en avoir plusieurs sur la ligne d'échappement et il peut se situer à divers emplacements. Remarquez les deux sondes lambda de part et d'autre du catalyseur. Leur rôle est de mesurer le taux d'oxygène pour régler le mélange air/carburant. La sonde en sortie de catalyseur permet de vérifier que ce dernier a bien fait son boulot.

Comment ça marche ? Le petit chimiste ...

Les gaz d'échappement traversent les minuscules pores du nid d'abeille qui ressemble fortement à un filtre (le but est qu'un maximum de surface "traitante" soit en contact avec les gaz). Les molécules toxiques sont mises en contact (dans les pores) avec des métaux rares (les détails n'intéresseront que les chimistes chevronnés). En contact avec ces éléments, la réaction chimique fait que les molécules toxiques des gaz sont transformés en d'autres éléments beaucoup moins dangereux (ressortez vos cours de physique du lycée) pour notre santé. A noter que le Catalyseur se trouve souvent au même emplacement que le FAP (dit filtre à particules ou filtre anti poussières).

Transformations ( rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme) :

Monoxyde de carbone est transformé en dioxyde de carbone
Oxydes d'azote transformés en dioxyde de carbone et diazote
Hydrocarbures transformés en eau et dioxyde de carbone

Inconvénients du système

Le premier inconvénient pour l'utilisateur c'est qu'il rajoute un organe supplémentaire et coûteux ... Et quand il finit par rendre l'âme (car il n'est pas éternel, loin de là) cela coûte assez cher.
De plus, pour fonctionner correctement, (comme beaucoup d'autres organes) il faut que le moteur soit à température optimale de fonctionnent (c'est à dire chaud). Il n'est donc pas efficace à 100% puisque les personnes faisant de petits trajets (moteur n'ayant pas le temps de chauffer) rejettent des polluants non assimilés par le pot catalytique. Pour cela on rapproche souvent le catalyseur le plus près possible du collecteur d'échappement et on a même parfois recours à un deuxième petit catalyseur (précatalyseur) en sortie de collecteur.

Enfin, les résidus d'huile qui s'accumulent avec le temps ne sont pas évacués par les régénérations, finissant par achever le catalyseur ....

Attention au niveau d'huile ...

Si vous mettez trop d'huile dans votre carter, le trop plein enverra une partie de l'huile dans le catalyseur, pouvant ainsi l'endommager. A noter qu'une indication est spécifiée dans le compartiment moteur sur certains véhicules dont les Golf 4. Vous ne pourrez pas dire que vous n'êtes pas prévenu ...

Pourquoi coûte-t-il si cher ?

Tout d'abord, rien que la conception même est très élaborée, la structure des mini alvéoles en nid d'abeille reste une pièce difficile à produire au niveau technique. A cela, vous ajoutez des matériaux rares et donc très coûteux comme par exemple le platine (bien plus cher et prestigieux que l'or ...) et vous arrivez facilement aux alentours des 1000 euros (très variable d'une marque à l'autre, et d'une concession à l'autre aussi ...). N'oublions pas de préciser que la structure ne nid d'abeille est généralement construite en céramique (pas des moins chers encore une fois) afin de résister aux chaleurs qui sont particulièrement élevées à cet endroit.

Pas obligatoire ?

Si, les voitures datant d'avant 1994 n'ont pas cette obligation, toutes les autres ont l'obligation légale d'en être équipé. Encore une fois, il s'agit d'un problème de santé public avec des enjeux importants, d'où cette fermeté des pouvoirs publics.

Pot catalytique et contrôle technique

En toute logique, si votre catalyseur ne fait plus son travail, il ne convertira pas les mauvaises molécules en "bonnes" molécules. Le taux de pollution à la sortie de votre pot d'échappement sera donc trop élevé et vous risquez une contre-visite.

Deux types de catalyseurs

Les moteurs essence et diesel n'ont pas droit au même catalyseur en raison de la différence entre les polluants émis.

Les moteurs essence vont accueillir une version dénommée "trois voies", pas parce qu'il y a trois orifices mais parce qu'il a trois grandes réactions chimiques qui permettent de transformer (en les fusionnant) les molécules néfastes en molécules plus tolérables comme le CO2 ou l'azote. La version à deux voies concerne cette fois les diesels car il n'y a pas la transformation du NOx (2NO), donc deux réactions au lieu de trois. Le diesel pose donc problème au niveau du Nox en plus de provoquer des particules ... Pour cela, le FAP, inventé par PSA (Peugeot / Citroën : on peut en être fier) sert à recueillir les fameuses particules dans un filtre très élaboré. On est pas loin de la philosophie du catalyseur sauf qu'ici on ne transforme pas des molécules, on se contente de les filtrer pour les stocker quelque part. C'est ensuite lors de régénération que la "chasse est tirée", si vous me permettez l'image. Voir l'article qui concerne le FAP.

Nouveau catalyseur SCR anti-Nox

Si le catalyseur "traditionnel" existe depuis un bon moment pour réduire les gaz nocifs, un autre fait son apparition sur les moteurs diesels. Fonctionnant cette fois-ci avec un additif AdBlue, il permet de faire la guerre aux particules Nox et ainsi convenir à la norme Euro6 plus drastique sur le sujet.

Le catalyseur indiqué ici est particulier puisqu'il s'agit du SCR destiné à réduire les émissions de Nox. Il est donc ajouté à l'autre catalyseur vu plus haut et ne sert que pour les diesels.