- La soupape EGR réintroduit une partie des gaz brûlés pour réduire NOx.
- Sur les moteurs diesel, les dépôts bouchent plus la soupape que sur l’essence.
- Elle réduit NOx et diminue les risques de ratés du moteur.
- Essais dès 1940; adoption essence 1972-1980; diesel depuis 1990; Europe largement concernée après 2000.
La soupape EGR (Exhaust Gas Recirculation) est l’une des composantes essentielles des systèmes modernes de réduction des émissions polluantes. Présente sur la majorité des véhicules actuels, elle joue un rôle crucial dans la réduction des oxydes d’azote dans les gaz d’échappement, contribuant ainsi au respect des normes environnementales de plus en plus strictes.
Bien que sa fonction puisse sembler simple à première vue, le système EGR implique une compréhension approfondie des processus de combustion et de la façon dont les gaz d’échappement peuvent être utilisés pour optimiser les performances du moteur et réduire son impact sur l’environnement.
Qu’est-ce que la soupape EGR et comment elle fonctionne ?
La soupape EGR est un équipement que l’on trouve sur les moteurs modernes, ayant comme objectif principal de réduire les émissions polluantes en réintroduisant une partie des gaz brûlés issus de la combustion. Ces gaz sont réintroduits dans le moteur via la galerie d’admission, créant ainsi un circuit de recirculation contrôlé.
L’acronyme EGR provient de “Exhaust Gas Recirculation”, ou en français “Récirculation des gaz d’échappement”. La soupape EGR, la vanne EGR ou EGR tout simplement font référence à la même pièce technique.
La soupape EGR se trouve sur les moteurs diesel (où elle est bien plus importante) ainsi que sur les moteurs à essence. L’EGR est présentée comme une solution technique optimisée, économique et nécessaire pour réduire les émissions polluantes, en particulier les oxydes d’azote (NOx).
En général, plus de problèmes se rencontrent sur les moteurs diesel, car il y a plus de dépôts comparé aux moteurs à essence. Les particules issues de la combustion du carburant diesel sont plus nombreuses et se bouchent beaucoup plus rapidement la soupape EGR, perdant ainsi l’efficacité du vide nécessaire au bon fonctionnement.
Évolution historique du système EGR
Le système EGR est né de la nécessité de réduire les NOx des véhicules, mais il offre également d’autres avantages importants : il réduit l’incidence des ratés du moteur et diminue la nécessité pour la voiture de fonctionner avec un carburant de haute performance.
Les premiers essais pour réduire les émissions de NOx à l’aide de l’EGR ont été réalisés dès 1940. Cependant, après de nombreuses années d’expériences et de développements techniques, ce n’est qu’à partir de 1970 que l’EGR a été considéré comme une mesure faisable pour diminuer les émissions de carbone dans le cas des moteurs diesel.
De 1972 à 1980, la soupape EGR était utilisée sur toutes les voitures à essence en Amérique. Ce n’est qu’en 1990 qu’ils ont commencé à abandonner l’EGR sur les moteurs à essence et à envisager son application sur les diesels, où les bénéfices étaient plus évidents.
Depuis 1990, les voitures diesel de famille et les camions ont commencé à avoir l’EGR. Ce n’est qu’à partir des années 2000 que cette soupape est devenue très courante sur le marché européen. En 2010, il a été démontré que le rôle de l’EGR n’est pas seulement de réduire les émissions de carbone, mais aussi de réduire substantiellement la consommation de carburant.
Avantages modernes du système EGR
La soupape EGR est désormais utilisée par les constructeurs qui recourent à la downsizing. Sur les voitures à essence à injection directe, les améliorations suivantes ont émergé :
- Réduit la consommation de carburant en optimisant la température de combustion
- Réduit les risques de ratés du moteur en charge partielle
- Diminue le besoin pour une essence additivée ou de haute qualité
Pour les moteurs diesel, l’EGR aide à augmenter la température des gaz d’échappement, ce qui facilite le processus de régénération du filtre à particules et améliore l’efficacité des systèmes de post-traitement.
Le rôle et le fonctionnement de la soupape EGR
Le rôle principal du système EGR est de réduire les oxydes d’azote en raison des températures très élevées pendant la combustion. Ceux-ci se forment à des températures dépassant 1700°C, il s’agit donc de viser à réduire les températures maximales afin d’éviter l’accumulation massive de NOx.
La soupape EGR dirige une petite partie des gaz d’échappement de retour dans la chambre de combustion et diminue la température maximale d’allumage du carburant. En introduisant des gaz inertes (gaz brûlés qui ne participent plus à la combustion), on réduit la concentration d’oxygène dans le mélange, ce qui entraîne une température de combustion plus basse.
Types de systèmes EGR
Il existe deux types principaux de EGR:
- Le système de recirculation simple - version de base, moins cher et à maintenance réduite
- Le système de recirculation avec refroidissement intermédiaire - maintenance plus élevée mais efficacité supérieure
Le système avec refroidissement intermédiaire comprend une composante composée de plusieurs tubes centraux par lesquels circulent les gaz d’échappement. [liquide de refroidissement] circule à proximité et reçoit la chaleur des gaz d’échappement, augmentant ainsi la densité des gaz brûlés introduits dans le moteur, améliorant l’efficacité de l’ensemble du processus.
Contrôle électronique moderne
Au départ, ce système EGR était actionné électropneumatiquement, avec l’avantage d’isoler la partie électronique de l’EGR des composants à haute température. Aujourd’hui, la plupart des soupapes d’EGR sont actionnées électriquement et commandées directement par l’unité de commande électronique (ECU).
L’avantage de ce système moderne est le temps de réponse beaucoup plus court des soupapes EGR - moins de 100 millisecondes - ainsi le temps de réponse du moteur est bien meilleur et plus raffiné.
Conditions de fonctionnement de l’EGR
La soupape EGR n’est pas active en permanence. L’unité de commande électronique (ECU) envoie des commandes à la soupape EGR pour permettre à une quantité contrôlée de gaz brûlés évacués de sorte d’entrer dans l’admission.
La soupape EGR doit être fermée dans les situations suivantes:
- Lorsque la voiture est au ralenti
- À régime moteur maximal
- Sous des charges élevées lorsque le moteur doit fournir les performances maximales
L’EGR fonctionne de manière optimale uniquement lorsque les charges sont faibles à moyennes, lorsque les émissions sont modérées et lorsque la charge du moteur n’est pas à son maximum.
Celui qui contrôle le débit des gaz brûlés dans les moteurs suralimentés est l’obturateur, capable de diminuer la pression dans la galerie d’admission et d’optimiser le flux des gaz recyclés.
Paramètres de fonctionnement
L’EGR est réglé pour fonctionner dans certaines conditions spécifiques:
- Sur diesel : généralement entre 1200-3200 tours par minute
- Sur essence : généralement entre 1800 et 4600 tours par minute
Ces valeurs varient selon les fabricants et dépendent de la stratégie de calibration de l’ECU pour chaque moteur.
Le processus de refroidissement des gaz EGR
Une partie des gaz de combustion qui sortent du moteur est réintroduite dans le moteur en les refroidissant de ~750°C à environ ~160°C. Cela se fait par le biais du liquide de refroidissement du moteur, qui circule dans l’échangeur de chaleur intégré dans le système EGR.
Le refroidissement des gaz est essentiel pour :
- Augmenter la densité des gaz recirculés
- Réduire encore la température de combustion
- Protéger les composants de la galerie d’admission
- Optimiser l’efficacité de l’ensemble du processus
Symptômes d’un EGR défectueux
La vanne EGR peut rester bloquée en position fermée ou ouverte. Dans les deux cas, cela peut être très nuisible au moteur, entraînant des démarrages difficiles, une fumée sombre due aux dépôts lors des accélérations et une diminution du couple et donc de la puissance.
Symptômes principaux d’une défaillance de l’EGR
- Fonctionnement irrégulier au ralenti
- Pertes de puissance significatives
- Accélération plus lente et consommation de carburant plus élevée
- Fumée noire à l’échappement
- Allumage du voyant Check Engine
- Vibrations anormales du moteur
- Difficultés au démarrage à froid
EGR bloqué en position ouverte
Si la vanne reste bloquée en position ouverte, les effets sont immédiatement visibles. Le moteur peut tourner très mal ou même s’arrêter au ralenti et en mouvement. Cela se produit car une quantité trop importante de gaz inertes entre dans le moteur, affectant gravement le processus de combustion.
EGR bloqué en fermeture
Lorsque l’EGR est bloqué en position fermée, les symptômes sont plus subtils au départ, mais à terme ils peuvent mener à :
- Augmentation des émissions de NOx
- Températures de combustion plus élevées
- Usure prématurée des composants du moteur
- Problèmes avec les systèmes de post-traitement (filtres à particules)
Méthodes de nettoyage et entretien de l’EGR
L’EGR est responsable de l’accumulation de particules de carbone et de calamine dans le trajet d’admission. Si cet aspect est négligé, avec le temps les dépôts augmenteront la résistance à l’acheminement des gaz dans l’admission, le moteur sera « plus sale » et fonctionnera moins efficacement.
Nettoyage professionnel
Pour corriger le problème, il est idéal de passer par un atelier pour un diagnostic complet sur la voiture, afin de déterminer la perte de temps et d’argent.
L’EGR peut être nettoyé physiquement avec des additifs de nettoyage spéciaux qui peuvent être pulvérisés selon la fiche technique du produit. Il est idéal de nettoyer tout le circuit de l’admission jusqu’au collecteur d’admission pour une efficacité maximale.
Nettoyage maison avec de l’essence
Une méthode plus classique de nettoyage de l’EGR consiste à le nettoyer avec de l’essence. Le processus implique :
- Dépose de la soupape EGR
- Laisser au préalable la soupape EGR dans l’essence pendant environ 30 minutes
- Ainsi les dépôts seront rapidement éliminés
- Nettoyage des dépôts restants avec une brosse
- Terminer par un spray de frein pour éliminer les résidus
Matériel nécessaire :
- Environ 1 à 1,5 litre d’essence
- Un chiffon propre
- Des gants de protection
- Une brosse à poils dures
- Spray de frein (pour le nettoyage final)
Cette méthode de nettoyage de l’EGR avec de l’essence est moins coûteuse, mais il faut une grande prudence et quelques outils supplémentaires pour démonter l’EGR. Avec 20 à 30 lei, on peut venir à bout du problème EGR, mais une expérience technique est nécessaire pour le démontage et le remontage.
Remplacement de la soupape EGR
Si l’EGR est défectueux sur le volet électronique ou très bouché, on peut le remplacer par un neuf, soit d’origine soit aftermarket. Il est recommandé d’éviter les soupapes EGR d’occasion, car les prix ne sont pas très élevés et dépassent rarement 450 lei.
Compte tenu du fait que la défaillance peut entraîner la défaillance d’autres pièces plus coûteuses, comme le filtre à particules, l’investissement dans une soupape neuve est justifié économiquement.
EGR sur les moteurs à essence
Comme mentionné précédemment, à l’origine l’EGR a été utilisé sur les moteurs à essence. Il est généralement bien moins volumineux que celui des diesel, mais remplit le même rôle fondamental. Il est plus petit car il retient beaucoup moins de suie et se bouche très rarement, voire pas du tout.
Sur les moteurs à essence modernes, l’EGR apporte des avantages supplémentaires :
- Améliore l’économie de carburant
- Réduit la tendance à la detonation (cliquetis)
- Permet l’utilisation d’un calage à l’allumage plus avancé
- Réduit le besoin de carburants à indice octane élevé
Puis-je rouler avec un EGR défectueux ?
Ceci est une question plus complexe car il n’existe pas de définition exacte d’un EGR défectueux. Il peut rester bloqué en position ouverte, bloqué en fermeture ou se boucher. Si l’un des symptômes ci-dessus apparaît et le témoin Check Engine s’allume, il serait idéal de ne plus conduire le véhicule jusqu’à résolution du problème.
La voiture fonctionnera dans certains cas, dans le pire des cas elle peut même ne plus démarrer. Même si la voiture démarre, il n’est pas recommandé de rouler avec :
- Une voiture qui peut s’arrêter en marche
- Qui présente des ratés fréquents
- Qui ne tient pas le régime
- Qui chauffe extrêmement
Risques de rouler avec un EGR défectueux
Rouler avec un EGR défectueux peut entraîner :
- Endommagement du filtre à particules (diesel)
- Usure prématurée du moteur
- Augmentation de la consommation de carburant
- Pollution excessive
- Problèmes lors du contrôle technique périodique
- Amendes pour dépassement des limites d’émissions
Conclusion
La soupape EGR représente une composante essentielle des systèmes modernes de contrôle des émissions, contribuant significativement à la réduction de la pollution et à l’amélioration de l’efficacité du moteur. Comprendre son fonctionnement et maintenir ce système en bon état non seulement assure le respect des normes environnementales, mais contribue aussi à la durabilité du moteur et à la réduction des coûts d’exploitation.
Un programme d’entretien régulier, incluant la vérification et le nettoyage périodique du système EGR, peut prévenir la majorité des problèmes et garantir le fonctionnement optimal du véhicule à long terme.
