- À 360–400°C, l’oxydation est lente et la régénération est incomplète.
- L’oxydation par O2 nécessite des températures élevées; NO2 permet régénération à des températures plus basses.
- L’oxydation par NO2 domine la régénération passive; l’ozone pourrait aider.
- La vitesse d’oxydation dépend de la charge de suie; plus elle est élevée, plus rapide.
La régénération thermique des filtres à particules diesel implique l’oxydation des particules solides et leur transformation en produits gazeux, de préférence en les transformant en CO2. Selon la conception du système FAP et les conditions de fonctionnement du moteur (température des gaz d’échappement), l’oxydation du carbone dans la suie diesel peut se produire par des réactions avec l’oxygène ou le dioxyde d’azote.
L’oxygène est présent dans les gaz d’échappement des diesels en concentrations suffisantes dans presque toutes les conditions de fonctionnement. Cependant, des températures relativement élevées sont requises pour obtenir des vitesses de régénération appréciables avec O2. La régénération à base d’oxygène est surtout observée dans les systèmes FAP actifs.
La régénération avec le dioxyde d’azote peut être réalisée à des températures plus basses que la régénération avec l’oxygène. Cependant, les concentrations de NO2 doivent être augmentées, ce qui est généralement réalisé par oxydation catalytique du NO (c’est-à-dire en augmentant le rapport NO2:NO dans les NOx). L’oxydation de la suie par NO2 est le mécanisme dominant de la régénération passive du FAP.
D’autres oxydants plus actifs sont également possibles. L’ozone a été proposé comme un oxydant de la suie diesel qui pourrait permettre la régénération à des températures encore plus basses que celles possibles avec le NO2. L’utilisation de la régénération par l’ozone nécessiterait un générateur d’ozone à bord.
La vitesse de régénération thermique est limitée par la cinétique de l’oxydation de la suie. La vitesse d’oxydation de la suie est significativement plus basse par rapport à celle de l’oxydation des gaz polluants d’échappement, comme le monoxyde de carbone. C’est l’une des raisons pour lesquelles les particules de carbone ne sont pas oxydées dans les catalyseurs qui assurent des temps de résidence relativement courts des particules. L’oxydation de la suie nécessite des filtres diesel qui prolongent le temps de résidence par la capture physique des particules.
Oxydation de la suie diesel
À basses températures (360°C, 400°C), les vitesses d’oxydation sont très lentes et la régénération du FAP est incomplète. Ce n’est qu’à des températures de environ 600°C que la suie pourrait être oxydée rapidement et complètement. À une température donnée, la vitesse d’oxydation change avec la quantité de suie dans l’échantillon. Ce comportement est également observé dans les filtres diesel, qui se régénèrent plus rapidement lorsque la charge de suie est plus importante.