© IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 1 L'automobile et la pollution urbaine Quelles.

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1 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 1 L'automobile et la pollution urbaine Quelles solutions dans les dix prochaines années ? Dépollution à la source : le potentiel des nouveaux concepts de combustion _________ D. Herrier / IFP

2 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 2 Les principaux moyens de traitement de la pollution automobile Action directe sur les mécanismes de formation des polluants au sein de la chambre de combustion Réduction de la complexité et du coût des systèmes de post- traitement, ainsi que des effets induits sur la consommation Post traitement Formulation Carburants Combustion Le traitement à la source

3 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 3 Les grands principes des nouveaux concepts de combustion Par rapport à la combustion traditionnelle Mélange homogène air/carburant avec une forte dilution par de l’air ou recirculation des gaz brûlés Combustion contrôlée par l'auto inflammation et non par la propagation d’une flamme ou la diffusion du carburant Pas de sur-richesse locale en carburant Température de combustion très basse La combustion homogène à allumage par compression En général, on parle de HCCI pour le diesel et CAI pour l’essence Peu de suies et de NOx

4 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 4 Le potentiel en consommation de carburant Comparaison par rapport à la référence essence conventionnelle (Réf. 100) -28 %-15 % CAIHCCI

5 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 5 Le potentiel en émissions de NOx Comparaison par rapport à la référence diesel conventionnel (Réf. 100) Nouveaux modes de combustion

6 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 6 La combustion HCCI diesel Visualisation de la combustion dans un moteur par endoscopie Combustion TraditionnelleCombustion Homogène Conditions expérimentales : 1500 tr/min - PMI = 3 bar

7 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 7 Un exemple de procédé HCCI diesel le concept NADI TM IFP Des émissions de NOx de 50 à 100 fois plus faibles que le diesel conventionnel Des particules de 5 à 10 fois plus faibles Résultats expérimentaux obtenus sur moteur prototype équipé du concept "Narrow Angle Direct Injection"

8 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 8 La combustion CAI essence La combustion démarre localement puis se déroule de manière homogène dans tout le volume de la chambre Processus très rapide par rapport à la combustion essence conventionnelle Visualisation de la chimiluminescence dans un moteur « transparent » Visualisation des différentes étapes de la combustion CAI 357° 357.5°358°358.5° 359° 359.5° 360° 360.5° 361° 361.5°362° 362.5° 363° 363.5° 364° 364.5° Expansion rapide de la combustion Fin de combustion en "paquets" Combustion en masse Auto inflammation

9 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 9 Combustions homogènes : l'état des lieux Le potentiel des combustions HCCI & CAI est clairement démontré –Ultra basses émissions de NOx et de particules –Gains en consommation substantiels par rapport à l'essence Il reste des problèmes à résoudre –Maîtrise de la combustion et du contrôle en transitoire –Réduction des émissions d'imbrûlés et de bruit... Mais les développements technologiques apporteront les réponses appropriées pour conduire vers des applications en série –Stratégies avancées de contrôle moteur –Systèmes d'injection à hautes performances...

10 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 10 L'automobile et la pollution urbaine Merci de votre attention

11 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 11 La mise en oeuvre des nouveaux concepts de combustion sur véhicule Des motorisations à deux modes de combustion Moteur bi-modes Mode HCCI ou CAI en utilisation urbaine ou extra urbaine (cycle NEDC) Mode Conventionnel sur route ou autoroute (à fortes charges)

12 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 12 Combustion HCCI : 2 injections, évolution de la richesse au cours du temps 1ère injection 2ème injection piston culasse chemise axe du cylindre L'apport de la modélisation 3D pour l'optimisation des procédés HCCI

13 © IFP-2005 Powertrain Engineering D. HERRIER – Audition publique OPECST / voiture propre – 18 octobre 2005 13 CAN 1/4 CAN 2/4 CAN 3/4 CAN 4/4 Zone 1 bas régime, faible charge Zone 2 bas régime, forte charge Zone 3 haut régime, forte charge Zone 4 haut régime, faible charge Qualité de combustion CAI L'impact carburant sur la zone de fonctionnement CAI