{"id":10027,"date":"2017-12-05T15:57:00","date_gmt":"2017-12-05T14:57:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=1398"},"modified":"2022-02-09T11:06:54","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:54","slug":"empa-forscher-setzen-katalysator-gegen-kaltstart-ein","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/fr\/sustainability\/2017-12-05\/empa-forscher-setzen-katalysator-gegen-kaltstart-ein\/","title":{"rendered":"Des chercheurs de l'Empa utilisent un catalyseur contre le d\u00e9marrage \u00e0 froid"},"content":{"rendered":"<figure id=\"attachment_1399\" aria-describedby=\"caption-attachment-1399\" style=\"width: 680px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-1399\" src=\"\/\/www.umweltperspektiven.ch\/wp-content\/uploads\/2017\/12\/Empa-Forscher-setzen-Katalysator-gegen-Kaltstart-ein-UP_Umweltperspektiven-.jpeg\" alt=\"\" width=\"680\" height=\"484\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1399\" class=\"wp-caption-text\">Pour endiguer les poussi\u00e8res fines, les chercheurs de l'Empa ont con\u00e7u un catalyseur exp\u00e9rimental qui a du potentiel. (Image : Empa)<\/figcaption><\/figure>\n<p>Un catalyseur pourrait faire l'affaire, car les moteurs \u00e0 combustion actuels sont r\u00e9guli\u00e8rement critiqu\u00e9s. Il s'agissait tout d'abord de diesel en suie, que l'on pouvait toutefois \"aider\" avec des filtres \u00e0 particules. Puis, toujours avec le diesel, les oxydes d'azote nocifs ont \u00e9t\u00e9 mis sur le devant de la sc\u00e8ne, que l'on a (soi-disant) r\u00e9ussi \u00e0 ma\u00eetriser avec des syst\u00e8mes compliqu\u00e9s de post-traitement des gaz d'\u00e9chappement - ou pas, comme l'a montr\u00e9 le scandale du diesel. Ce que l'on oublie souvent dans le d\u00e9bat sur le diesel : Les moteurs \u00e0 essence contribuent \u00e9galement \u00e0 la pollution par les particules fines dans les villes. Surtout l\u00e0 o\u00f9 de nombreux moteurs sont d\u00e9marr\u00e9s \u00e0 froid. Environ 90 pour cent de tous les polluants sont produits dans la premi\u00e8re minute qui suit le d\u00e9marrage \u00e0 froid d'un moteur \u00e0 essence moderne.<\/p>\n<p><strong>Solution au probl\u00e8me de d\u00e9marrage \u00e0 froid <\/strong><\/p>\n<p>En d'autres termes, les 500 premiers m\u00e8tres de trajet polluent autant l'air que les 5'000 kilom\u00e8tres suivants, si l'on roulait aussi loin sans s'arr\u00eater. Pour am\u00e9liorer encore la qualit\u00e9 de l'air, il faut donc des catalyseurs automobiles qui chauffent le plus rapidement possible - ou, mieux encore, qui purifient efficacement les gaz d'\u00e9chappement d\u00e8s le premier tour de moteur apr\u00e8s le d\u00e9marrage. Potis Dimopoulos Eggenschwiler, sp\u00e9cialiste du post-traitement des gaz d'\u00e9chappement au laboratoire des moteurs de l'Empa, m\u00e8ne depuis pr\u00e8s de deux ans des recherches avec le soutien du Fonds national suisse (FNS) et de l'Office f\u00e9d\u00e9ral de l'environnement (OFEV) pour trouver une solution au probl\u00e8me du d\u00e9marrage \u00e0 froid, qui pollue fortement l'air, surtout dans les villes et lorsque les temp\u00e9ratures ext\u00e9rieures sont froides.<\/p>\n<p>Et les \u00e9missions \u00e9lev\u00e9es de d\u00e9marrage \u00e0 froid ne concernent pas seulement des millions de v\u00e9hicules \u00e0 essence, mais aussi des mod\u00e8les hybrides. Ceux-ci passent r\u00e9guli\u00e8rement au moteur \u00e9lectrique en ville ou sur de courtes distances ; pendant ces phases, le moteur \u00e0 combustion et surtout le catalyseur refroidissent \u00e0 nouveau, et ce en partie en dessous de la temp\u00e9rature de fonctionnement optimale. Si la technique de r\u00e9gulation repasse ensuite au moteur \u00e0 essence, les gaz d'\u00e9chappement contenant des substances nocives s'\u00e9coulent \u00e0 nouveau \u00e0 travers le catalyseur (refroidi), presque comme apr\u00e8s un d\u00e9marrage \u00e0 froid.<\/p>\n<p>Pour que le catalyseur puisse \u00eatre chauff\u00e9 \u00e0 300 degr\u00e9s Celsius par l'alimentation \u00e9lectrique de la voiture avec le moins d'\u00e9nergie possible, avant m\u00eame que le moteur ne d\u00e9marre, il doit \u00eatre petit et conduire la chaleur le mieux possible. Dimopoulos Eggenschwiler et son \u00e9quipe ont d\u00e9velopp\u00e9 une structure \u00e0 pores ouverts avec un rev\u00eatement sp\u00e9cial qui peut \u00eatre chauff\u00e9e en dix secondes par un petit \u00e9metteur de micro-ondes - comme dans un four \u00e0 micro-ondes \u00e0 la maison. En 2012, le chercheur de l'Empa avait d\u00e9j\u00e0 mis au point un catalyseur particuli\u00e8rement efficace - un moulage c\u00e9ramique d'une mousse de polyur\u00e9thane qui fait mieux tourbillonner les gaz d'\u00e9chappement et g\u00e9n\u00e8re moins de contre-pression qu'un catalyseur \u00e0 structure alv\u00e9olaire traditionnelle.<\/p>\n<p><strong>C\u00e9ramique imprim\u00e9e en 3D<\/strong><\/p>\n<p>L'id\u00e9e suivante est n\u00e9e de ce \"chat en mousse\" : une structure g\u00e9om\u00e9trique en treillis compos\u00e9e de fines entretoises en c\u00e9ramique, qui se contente d'un rev\u00eatement moins important en m\u00e9tal pr\u00e9cieux, mais qui purifie tout de m\u00eame efficacement les gaz d'\u00e9chappement qui y tourbillonnent. \"Nous avons d'abord cherch\u00e9 une structure optimale sur ordinateur\", explique Dimopoulos Eggenschwiler. \"Une structure qui s'\u00e9chauffe rapidement, qui acc\u00e9l\u00e8re les r\u00e9actions chimiques tout en g\u00eanant le moins possible l'\u00e9coulement\".<\/p>\n<p>Il s'agissait ensuite de reproduire la structure en c\u00e9ramique. Des sp\u00e9cialistes de la \"Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana\" (SUPSI) \u00e0 Lugano ont fabriqu\u00e9 la grille con\u00e7ue sur ordinateur par st\u00e9r\u00e9olithographie, une sorte d'impression 3D \u00e0 partir de liquides et de lumi\u00e8re UV. Les chercheurs de l'Empa ont ensuite rev\u00eatu la c\u00e9ramique de carbure de silicium, d'oxyde de zirconium et d'oxyde d'aluminium - et des substances catalytiques actives que sont le platine, le rhodium et le palladium. L'entreprise tessinoise EngiCer SA se charge de la fabrication des premi\u00e8res petites s\u00e9ries et est en mesure d'\u00e9tendre ses capacit\u00e9s en cas de besoin plus important. Le fabricant suisse de catalyseurs HUG Engineering AG est \u00e9galement de la partie.<\/p>\n<p>La structure g\u00e9om\u00e9trique en c\u00e9ramique du catalyseur exp\u00e9rimental, con\u00e7ue sur ordinateur. Les sp\u00e9cialistes de l'Empa l'ont recouverte de la couche active et ont test\u00e9 son effet nettoyant dans un flux de gaz d'\u00e9chappement artificiel.<\/p>\n<p>Le probable premier catalyseur de gaz d'\u00e9chappement au monde fabriqu\u00e9 par une imprimante 3D a r\u00e9pondu \u00e0 toutes les attentes lors du test pratique : Dans le flux de gaz d'\u00e9chappement g\u00e9n\u00e9r\u00e9 artificiellement dans le r\u00e9acteur \u00e0 gaz mod\u00e8le de l'Empa, la nouvelle g\u00e9om\u00e9trie du poly\u00e8dre a encore mieux purifi\u00e9 les polluants que le catalyseur en mousse de 2012. Apr\u00e8s que les premiers essais en laboratoire avec de petits catalyseurs mod\u00e8les ont \u00e9t\u00e9 couronn\u00e9s de succ\u00e8s, un projet de suivi est maintenant en pr\u00e9paration : un catalyseur 3D de taille originale sera mont\u00e9 dans un v\u00e9hicule prototype et ensuite test\u00e9 sur le banc d'essai et sur la route.<\/p>\n<p>La prochaine \u00e9tape consistera \u00e0 int\u00e9grer le chauffage par micro-ondes. \"Il est important que nous ne chauffions pas toute la structure c\u00e9ramique\", explique Dimopoulos Eggenschwiler. \"Nous voulons concentrer les micro-ondes g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par le pr\u00e9cieux courant de la batterie uniquement sur la premi\u00e8re partie du catalyseur. Si les premi\u00e8res r\u00e9actions chimiques se d\u00e9roulent, le reste du catalyseur se r\u00e9chauffe tr\u00e8s rapidement\". Un \u00e0 deux kilowatts de puissance pendant dix \u00e0 vingt secondes pourraient facilement \u00eatre d\u00e9tourn\u00e9s de la batterie de la voiture, explique le sp\u00e9cialiste des gaz d'\u00e9chappement. \"Cela devrait suffire\". D\u00e8s que le moteur tourne, les gaz d'\u00e9chappement et les r\u00e9actions chimiques dans le catalyseur lui-m\u00eame fournissent suffisamment de chaleur pour le maintenir chaud. Le micro-ondes peut alors \u00eatre arr\u00eat\u00e9. Les \u00e9missions de d\u00e9marrage \u00e0 froid pourraient donc bient\u00f4t \u00eatre de l'histoire ancienne.<\/p>\n<p><a href=\"\/\/www.empa.ch\">http:\/\/www.empa.ch<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein Katalysator k\u00f6nnte es richten, denn die jetzigen Verbrennungsmotoren stehen immer wieder in der Kritik. Zuerst waren es russende Diesel, denen man dann allerdings mit Partikelfiltern \u00abhelfen\u00bb konnte. 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