Pollution liée au transport routier: moyens de remédiation Die Umweltverschmutzung durch <strong>den</strong> Straßenverkehr: Abhilfemaßnahmen Prof. Patrick Gilot Laboratoire GRE Université de Haute Alsace Les échappements des véhicules automobiles contiennent différents polluants gazeux (CO, NOx, hydrocarbures imbrûlés et composés organiques volatils) ou solides (suies émises par les moteurs Diesel). Pour être admis à circuler, les véhicules doivent obéir à des normes qui réglementent les émissions. Des procédés catalytiques de traitement des gaz dʼéchappement ont dû être mis en place. Les véhicules possédant un moteur essence conventionnel sont équipés de systèmes catalytiques trois voies permettant dʼélim<strong>in</strong>er à la fois CO (par oxydation en CO2), les oxydes dʼazote (qui sont réduits en diazote N2) et les hydrocarbures imbrûlés qui sont oxydés en CO2 et H2O. Le procédé consiste à faire passer les gaz dʼéchappement dans les canaux dʼun monolithe dont les parois sont enduites dʼalum<strong>in</strong>e où sont déposés des métaux précieux (plat<strong>in</strong>e, palladium, rhodium) qui catalysent les réactions. Dʼautres motorisations apparaissent ma<strong>in</strong>tenant sur le marché. Ces nouveaux moteurs, toujours alimentés en essence, fonctionnent en mélange pauvre, cʼest-à-dire en défaut de carburant par rapport à lʼair. Ces moteurs consomment de 10 à 20 % mo<strong>in</strong>s de carburant que les moteurs dits conventionnels. Les gaz dʼéchappement riches en oxygène (10 à 15 %) favorisent lʼoxydation de CO en CO2, lʼoxydation des hydrocarbures imbrûlés en CO2 et H2O, mais ren<strong>den</strong>t difficile la réduction des oxydes dʼazote. Des pièges à oxydes dʼazote ont alors été <strong>in</strong>ventés pour réduire la quantité de NOx émis. Les moteurs Diesel qui équipent jusquʼà 50 % du parc automobile Français sont des moteurs fonctionnant en mélange pauvre et, à ce titre, sont économes en carburant. Le problème de la réduction des NOx nʼest pas encore résolu, mais est en passe de lʼêtre grâce à lʼutilisation des pièges à oxydes dʼazote. Dʼautres solutions, telle lʼutilisation dʼurée comme agent réducteur, sont aussi à lʼétude. Le plus gros problème posé par les moteurs Diesel est lʼémission de particules solides (ou suies) de faible diamètre et pouvant pénétrer au plus profond des alvéoles pulmonaires. Ces suies transportent sur leur surface des hydrocarbures suspectés pour certa<strong>in</strong>s dʼavoir des propriétés cancérogènes. Le constructeur Peugeot utilise sur certa<strong>in</strong>s de ses véhicules un filtres à particules, couplé à lʼutilisation dʼun additif à base de cérium ajouté au gazole, pour élim<strong>in</strong>er les suies des échappements. Des progrès considérables en terme de dépollution ont Seite / Page 26 Autoabgase enthalten verschie<strong>den</strong>e gasförmige (Kohlenmonoxid CO, Stickoxid NOx, unverbrannter Kohlenwasserstoff HC und flüchtige organische Verb<strong>in</strong>dungen) oder feste Schadstoffe (Rußpartikel aus Dieselmotoren). Um für <strong>den</strong> Straßenverkehr zugelassen zu wer<strong>den</strong>, müssen sich Fahrzeuge <strong>den</strong> gelten<strong>den</strong> Normen zur Abgaskontrolle und Schadstoffregulierung beugen. Zum Zweck der Abgasregulierung wur<strong>den</strong> Katalysatoren e<strong>in</strong>geführt. Fahrzeuge mit herkömmlichem Benz<strong>in</strong>motor s<strong>in</strong>d mit 3-Wege-Katalysatoren ausgestattet, durch die gleichzeitig Kohlenmonoxid (katalytische Überführung <strong>in</strong> Kohlendioxid CO2), Stickstoffoxide (katalytische Überführung <strong>in</strong> Stickstoff N2) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (katalytische Überführung <strong>in</strong> Kohlendioxid CO2 und Wasser H2O) konvertiert und damit elim<strong>in</strong>iert wer<strong>den</strong> können. Der Prozess läuft so ab, dass die Abgase durch e<strong>in</strong> wabenförmiges Metallgehäuse geleitet wer<strong>den</strong>, dessen Innenwände mit e<strong>in</strong>er edelmetallhaltigen Formulierung beschichtet s<strong>in</strong>d. Die dort als w<strong>in</strong>zige Partikel verteilten Edelmetalle (Plat<strong>in</strong>, Palladium, Rhodium) katalysieren die chemischen Reaktionen. Jetzt tauchen auch andere Motorisierungen auf dem Markt auf. Die neuen „Gasmagermotoren“ s<strong>in</strong>d zwar immer noch benz<strong>in</strong>betrieben, funktionieren aber mit weniger Benz<strong>in</strong> im Verhältnis zur Luftzufuhr. Gasmagermotoren verbrauchen 10-20 % weniger Treibstoff als herkömmliche Motoren. Sauerstoffreiche Abgase (10-15 %) begünstigen die Oxidation von CO <strong>in</strong> CO2, die Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen <strong>in</strong> CO2 und H2O, machen aber die Reduktion der Stickstoffoxidfreisetzung schwierig. Man hat daher „Fallen“ für Stickstoffoxide erfun<strong>den</strong>, um die NOx-Emissionen zu reduzieren. Bis zu 50 % der französischen Pkw-Flotte s<strong>in</strong>d mit Dieselmotoren ausgerüstet. Diese Motoren funktionieren mit Magerverbrennung und s<strong>in</strong>d daher treibstoffsparend. Das Problem der Stickstoffoxidfreisetzung konnte zwar noch nicht gelöst wer<strong>den</strong>, aber die Nutzung von „Stickstoffoxidfallen“ soll die Reduktion der NOx-Emissionen herbeiführen. Auch andere Lösungen, etwa der E<strong>in</strong>satz von Harnstoff als emissionsreduzierendem Element, wer<strong>den</strong> derzeit erforscht. Das drängendste Problem der Dieselmotoren ist die Emission w<strong>in</strong>ziger fester Partikel (mit anderen Worten: Ruß), die bis <strong>in</strong> die h<strong>in</strong>tersten W<strong>in</strong>kel der Lungenbläschen e<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gen können. An der Oberfläche dieser Partikel wer<strong>den</strong> Kohlenwasserstoffe transportiert, die zum Teil im Verdacht stehen, e<strong>in</strong>e krebserregende Wirkung zu haben. Der Automobilhersteller Peugeot setzt bei e<strong>in</strong>igen Fahrzeugen Partikelfilter e<strong>in</strong>, die, gekoppelt mit der Nutzung von Cerium-Additiven im Dieseltreibstoff, die Rußpartikel aus <strong>den</strong> Abgasen elim<strong>in</strong>ieren sollen. In <strong>den</strong> letzten zehn Jahren wur<strong>den</strong> erhebliche Fortschritte bei der Abgasre<strong>in</strong>igung und damit der Schadstoffreduzierung gemacht. Die Probleme konnten zwar nicht völlig ausgeräumt wer<strong>den</strong>, aber es gibt heute potenziell effizien-
Seite / Page 27 été effectués lors de la dernière décennie. Des problèmes subsistent mais des procédés potentiellement efficaces existent et vont être, dans un futur proche, mis en place sur les véhicules. Le problème le plus important qui restera à traiter sera peut être celui des particules très f<strong>in</strong>es, émises aussi par les moteurs essence, qui seront difficiles à piéger. te Verfahren, die <strong>in</strong> naher Zukunft auch <strong>in</strong> Pkws e<strong>in</strong>gebaut wer<strong>den</strong> können. Das dr<strong>in</strong>glichste Umweltproblem stellen nach wie vor die auch von Benz<strong>in</strong>motoren ausgestoßenen Fe<strong>in</strong>partikel, <strong>den</strong>en nur schwer beizukommen ist.
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