PDF (Intro, Chapitre 1, 2) - Les thÃ¨ses en ligne de l'INP - Institut ...

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IntroductionContexte de l’étudeLa pollution s’est imposée comme un sujet de préoccupation particulièrement important. Laprise de conscience de la pollution atmosphérique a été peut-être plus précoce que pour les autresformes de pollution en raison de différents accidents. Les accidents de pollution atmosphériquesles plus marquants datent de la moitié du XXème siècle :– en 1930, l’épisode de la vallée de la Meuse (pollution industrielle au SO 2 ) a provoqué aumoins 60 décès.– En 1948, à Donora en Pennsylvanie, la pollution atmosphérique a entraîné 20 décès.– En décembre 1952, l’épisode de « smog » londonien s’est accompagné de 4000 morts enquinze jours, soit cinq fois la moyenne saisonnière.La pollution atmosphérique ne se traduit pas nécessairement par des morts mais entraîneégalement un accroissement de certaines maladies, dont l’asthme, et les allergies.La pollution de l’air a d’autres conséquences que celles sur la santé humaine. Elle contribuenotamment à détériorer les bâtiments. Il en résulte des frais importants pour réhabiliter etrénover les bâtiments et cela indépendamment du type de matériaux dont ils sont constitués.Les polluants atmosphériques générés sont divers mais ils peuvent être classés en deux catégories: les polluants primaires et les polluants secondaires. Le premier type est émis directementalors que le second type est obtenu après différentes réactions chimiques.Parmi les polluants primaires émis, certains sont des gaz (les oxydes de soufres, d’azotes etde carbones, ...) et d’autres des aérosols (résidus de combustion par exemple).À l’origine, la pollution urbaine était essentiellement industrielle. Mais avec le déplacementdes usines à l’extérieur des agglomérations, le transport est devenu le principal responsable dela pollution atmosphérique urbaine. Par ailleurs, la croissance du parc automobile, l’augmentationdes distances annuellement parcourues et la saturation des réseaux urbains sont autantde facteurs contribuant à augmenter la part de pollution du transport, en particulier routier.Les chiffres concernant la part du transport sur la pollution urbaine pour 1994, donnés par lerapport parlementaire [101], sont :– 15% des émissions de dioxyde de soufre– 58 % des émissions d’oxydes d’azote– 71% du monoxyde de carbone– 36% des composés organiques volatilsCeci a conduit le législateur européen à fixer des normes de pollution concernant le transportroutier. Différentes normes Euro ont été mises en place. Le tableau 1 illustre la sévérisation dela norme.Ces exigences de plus en plus importantes nécessitent des efforts continuels de la part desindustriels du secteur automobile afin de diminuer la pollution générée par les véhicules. Le potcatalytique et plus récemment le filtre à particules en sont les résultats.xiii
IntroductionNormes Date d’entrée en vigueur CO NO xEssence Gazole Essence GazoleEuro I 01/01/1994 2,72 2,72 - -Euro II 01/01/1996 2,2 1,0 - -Euro III 01/01/2001 2,2 0,64 0,15 0,5Euro IV 01/01/2005 1,0 0,5 0,15 0,25Euro V 01/01/2011 1,0 0,5 0,06 0,18Normes HC HC+NO x particulesEssence Gazole Essence Gazole GazoleEuro I - - 0,97 0,97 0,14Euro II - - 0,5 0,7 1 ou 0,9 2 0,08Euro III 0,2 - - 0,56 0,05Euro IV 0,1 - - 0,3 0,025Euro V 0,1 - - 0,23 0,005 3Tab. 1 – Normes Euro - Les différentes valeurs sont indiquées en g/km.En plus de ces différentes avancées, des efforts ont été réalisés dans l’optimisation de lacombustion en améliorant les combustibles (essences, diesels, GPL, ...) ou le mélange de ceux-ciavant la combustion. Mais pour cela, il est nécessaire que l’apport en air dans le moteur soitsuffisant et de bonne qualité. Le filtre à air y joue un rôle primordial.Le filtre à airLe schéma 1 représente la ligne d’admission d’air d’une voiture. Son rôle principal est defournir de l’air au moteur et pour cela la chute de pression de cette dernière doit être la plusfaible possible. Le filtre est un des éléments de la ligne d’admission, et il a pour objectif d’enleverles particules de l’air afin de protéger le moteur. En effet, les particules contribuent à la fois àl’usure du moteur et à une augmentation de la consommation. C’est pourquoi, il est essentiel depouvoir filtrer correctement l’air. Cependant, si un filtre absolu est utilisé pour enlever toutesles particules, il en résulte une très forte augmentation de la chute de pression de la ligne d’admissionayant pour conséquence une baisse de la performance du moteur et une augmentationsignificative de sa consommation. La conception d’un filtre à air répond donc à un compromisentre efficacité de filtration et minimisation de la chute de pression.Les particules que le filtre doit enlever de l’atmosphère sont de tailles et de nature variables.La nature des particules varie selon le lieu et la période. Ainsi, pour un milieu urbain, lesparticules sont en partie les rejets d’autres véhicules ou des habitats lors des périodes hivernales,c’est à dire des suies. Par contre, à la campagne, cela peut être de la terre transportée par levent ou même des insectes. Il peut également s’agir de gouttes d’eau par temps pluvieux.La taille des particules à filtrer sont également très différentes puisque les insectes ont unetaille de l’ordre du millimètre. Les plus grosses particules ont une taille comprise entre le micromètreet la centaine de microns (sable, sel de mer ou particules issues de l’érosion) et les pluspetites ont une taille de l’ordre du nanomètre (les particules rejetées par les moteurs diesels).1 Injection directe2 Injection indirecte3 Également pour les moteurs essences à injection directe fonctionnant en mélange pauvrexiv
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