Les moteurs à essence modernes intègrent de plus en plus de systèmes d’injection directe (GDI) afin d’améliorer la consommation de carburant et de diminuer les émissions de CO₂. Cependant, cette technologie engendre une plus grande quantité de particules fines en raison de temps de mélange air/carburant plus courts dans le cylindre. Pour remédier à cette situation et respecter la norme européenne Euro 6c, en vigueur depuis 2017, les moteurs à essence doivent désormais être équipés de filtres à particules (GPF). 

Pourquoi les GPF sont-ils Essentiels ? 

Cette réglementation impose une limite stricte de 6 x 10¹¹ particules par kilomètre pour les moteurs à allumage commandé. Cela rend essentiel le rôle des GPF, qui capturent ces particules directement au niveau du tuyau d’échappement, contribuant ainsi à réduire la pollution de l’air. 

Fonctionnement et Régénération du Filtre à Particules Essence 

Le GPF fonctionne en capturant les particules fines dans les gaz d’échappement et se régénère plus facilement qu’un filtre à particules diesel (DPF) grâce à un mode de régénération passif. Ce dernier se déclenche naturellement lorsque le conducteur relâche l’accélérateur et que la température du filtre est suffisamment élevée. 

Températures de Fonctionnement 

Dans des conditions normales de conduite urbaine, les températures d’échappement des moteurs essence varient entre 300 et 500°C, mais elles peuvent atteindre 700°C sur autoroute, une plage de températures généralement plus élevée que celle des moteurs diesel. Ces températures permettent au filtre de se régénérer efficacement. 

Cependant, un manque d’oxygène peut limiter cette régénération, qui se produit principalement pendant la décélération, lorsque le carburant est coupé et que l’oxygène redevient disponible dans les gaz d’échappement pour oxyder les particules accumulées. Certains systèmes GPF intègrent également un stockage d’oxygène pour permettre une régénération plus rapide, en autorisant de courtes phases de combustion en mélange pauvre. La suie des moteurs GDI s’oxyde aussi plus rapidement que celle des moteurs diesel, facilitant des cycles de régénération efficaces sans compromettre la durabilité thermique. 

Alternatives à l’Utilisation du GPF : La Double Injection 

Pour réduire la nécessité d’un GPF, certains constructeurs adoptent un système de double injection, combinant l’injection directe et l’injection indirecte. Cette technologie optimise le processus de combustion en s’adaptant aux conditions de fonctionnement du moteur. 

Avantages de la Double Injection 

En mode de charge partielle, l’injection indirecte, qui fonctionne à basse pression, complète l’injection directe, améliorant ainsi l’homogénéité du mélange air/carburant et limitant la formation de particules nocives. Ce système combine l’injection haute pression, qui se produit directement dans la chambre de combustion, avec l’injection basse pression dans l’admission d’air. En favorisant l’injection indirecte à bas régime, les moteurs bénéficient d’une combustion plus complète, contribuant ainsi à une réduction significative des particules et à une meilleure performance globale. 

Entretien du GPF : Maintenir une Température d’Échappement Élevée 

Le bon fonctionnement du filtre à particules dépend fortement de la température des gaz d’échappement. Une combustion complète et une température adéquate sont essentielles pour éviter l’accumulation de particules, ce qui peut entraîner des blocages et des défaillances du système d’échappement. 

Conseils pour l’Entretien 

Pour prévenir ces problèmes, il est recommandé de nettoyer le système d’alimentation en carburant. Ajoutez 1 dose de GDI Efficiency Restorer (E85) et 1 dose de Catalytics Converter & oxygen Sensor Cleaner dans le réservoir de carburant. Ensuite, effectuez un essai routier favorisant la régénération. Un trajet de test idéal inclut des périodes de décélération sur une route à 90 km/h, avec des feux de circulation et des ronds-points, ce qui aide à atteindre la température optimale pour la régénération et à maintenir le GPF en bon état. 

Conclusion 

En intégrant des filtres à particules (GPF) et des systèmes de double injection, les moteurs à essence modernes respectent les normes environnementales tout en offrant une performance améliorée. Le maintien d’une température d’échappement adéquate et un entretien régulier sont essentiels pour garantir un fonctionnement optimal du système.