La nouvelle technologie diesel BlueTec pour conformité aux normes Euro 4 et Euro 5

DaimlerChrysler présente une famille complète de camions long courriers dotés de la nouvelle technologie diesel BlueTec qui satisfait non seulement à la norme Euro 4 applicable à partir d’octobre 2006, mais aussi à la norme Euro 5 qui sera obligatoire à compter d’octobre 2009. Avec une réduction des polluants contenus dans les gaz d’échappement pouvant aller jusqu’à 80 % par rapport à la norme Euro 3 actuellement en vigueur, et une baisse de consommation estimable, les nouveaux camions Mercedes-Benz équipés de BlueTec constituent une solution unique, à la fois écologique et économique, qui préfigure l’avenir du transport routier zone longue.
Dès le mois de janvier 2005, les premiers véhicules concernés seront les modèles appartenant à la catégorie de puissance comprise entre 235 et 300 kW (320 et 408 ch). Dans les mois qui suivront, le programme de véhicules long-courriers des séries Actros et Axor équipés de BlueTec s’étoffera progressivement. Il couvrira à terme un éventail de puissances nominales allant de 235 à 440 kW (320 à 598 ch), pour des couples maxi compris en-tre 1 650 et 2 800 Nm.

Mercedes-Benz étendra peu à peu son offre BlueTec à l’ensemble des gammes de camions. Ainsi, à la date d’entrée en vigueur de la norme Euro 4 en octobre 2006, c’est toute la gamme de long-courriers, de camions de ramassage-distribution ou de TP et de véhicules spéciaux qui sera dis-ponible.

Avec BlueTec 5 à bord de leurs nouveaux camions Actros, les clients pour-ront profiter très tôt de multiples avantages économiques. Les véhicules de 40 t, dotés de plus de quatre essieux, qui satisferont avant l’heure aux critères de la norme Euro 5, notamment, bénéficieront d’une réduction des droits d’utilisation des autoroutes allemandes annoncés pour janvier 2005 d’ici à l’entrée en vigueur de la norme, à l’automne 2009. Cet avantage pourra atteindre 20 %. Ainsi, alors que les véhicules Euro 3 se verront ap-pliquer un tarif kilométrique de 12 centimes jusqu’en octobre 2006 et de 15 centimes jusqu’en octobre 2009, les camions particulièrement dépol-lués répondant à la norme Euro 5 ne paieront que 10, voire 12 centimes au kilomètre durant la même période. En fonction du kilométrage parcouru, l’économie totale au péage par rapport à un véhicule Euro 3 pourra se chiffrer à plusieurs milliers d’euros sur plus de quatre ans. Les véhicules Euro 4 ne bénéficieront d’un traitement de faveur au péage allemand que jusqu’à l’entrée en vigueur de cette norme, en octobre 2006.
Cette nouvelle technologie est fondée essentiellement sur des moteurs à haut rendement et sur le post-traitement des gaz d’échappement par ré-duction catalytique sélective (SCR = Selective Catalytic Reduction). Les progrès dont bénéficie la nouvelle génération de moteurs Actros en matière de rentabilité résultent d’un profond remaniement de la gamme de moteur V6 de 12 l et V8 de 16 l. Depuis les nouveaux matériaux employés pour le bloc-moteur jusqu’au système d’injection, en passant par un nouveau concept de joints et de paliers, toutes les améliorations visaient le même objectif: améliorer le rendement de la combustion pour réduire simultanément les émissions brutes de polluants et la consommation de carburant.
Outre les nouveaux moteurs dont les maxima de pression ont été relevés, la technologie diesel BlueTec intègre d’emblée, c’est-à-dire dès le stade du développement, le post-traitement des gaz d’échappement, ce qui constitue une première chez les gros moteurs diesel de véhicules industriels.

Moteurs BlueTec : une évolution en profondeur

L’une des mesures essentielles pour réduire les émissions brutes du moteur de base tout en minimisant la consommation, consiste à augmenter le taux de compression. De 17,75, celui-ci est passé à 18,50. De ce fait, la pression d’allumage maximale a augmenté de 170 à 180 bars. La gestion moteur Telligent, entièrement électronique, pilote l’injection de carburant de manière sélective en fonction du point de charge via de nouveaux injec-teurs à sept trous. Pour garantir la résistance nécessaire compte tenu du rendement énergétique nettement supérieur de la combustion, les motoris-tes ont revu de multiples détails de la série 500. Ils ont, notamment, fait appel à un nouveau matériau pour les blocs-moteurs: sur les six cylindres de 300 kW (408 ch) et plus, ainsi que sur les huit cylindres d’au moins 405 kW (551 ch), la fonte à graphite vermiculaire (abréviation technique: GGV) remplace la fonte grise qui a été conservée sur les versions moins puissantes.

Des pièces sous haute pression

La structure en fonte des culasses, les paliers de bielle et de vilebrequin, de même que l’ensemble du système de joints, ont, eux aussi, été adaptés à la pression d’allumage nettement supérieure et aux contraintes subies de ce fait par les composants. Les soupapes d’admission et d’échappement ont été modifiées en conséquence, de même que leur dispositif d’étanchéité qui fait appel à des joints toriques.

Grâce à ces mesures et à bien d’autres encore, la nouvelle génération de moteurs V6 et V8 BlueTec, particulièrement sobre et propre, a été encore optimisée en termes de fiabilité et de longévité. La technologie diesel Blue-Tec n’impose pas l’utilisation de carburant pauvre en soufre, pas plus qu’elle n’augmente la fréquence des vidanges ou des opérations de maintenance. Le rayon d’action des véhicules n’est donc nullement limité.

De plus, la série 500 a été conçue pour que, dès la mi-2005, les acheteurs de véhicules Actros puissent profiter du turbofrein qui a déjà fait ses preu-ves sur l’Axor. A partir de cette date, les chauffeurs disposeront de puissances de ralentisseur supérieures à 400 kW dès le moteur six cylindres de 12 l. Le moteur V8 de 16 l disposera même d’un système de ralentisseur de plus de 500 kW.

Elévation de la puissance des moteurs V8

Dans le contexte des différentes mesures citées, DaimlerChrysler s’est tout particulièrement concentré sur les moteurs huit cylindres en V. Parallèlement aux importantes adaptations liées à la technique SCR externe, les développeurs se sont surtout attachés à aligner la consommation des V8 sur celle, attestée excellente, des moteurs six cylindres, tout en tenant compte de la puissance. Cela signifie que les moteurs V8 atteindront désormais le niveau éminemment exemplaire des moteurs V6 – abstraction faite de la surconsommation liée à la différence de puissance, inévitable d’un point de vue purement physique.
Pour obtenir un tel résultat, les ingénieurs ont utilisé un nouveau système de suralimentation à haut rendement et minimisé sensiblement les pertes au niveau de la ligne d’échappement. Ceci a permis d’améliorer encore nettement la réponse du moteur.

Post-traitement des gaz: une première chez les camions

Les oxydes d’azote et les particules sont les composants les plus nocifs des gaz d’échappement des moteurs diesel. Jusqu’à présent, la réduction des oxydes d’azote par des mesures internes au moteur s’effectuait toujours au détriment de la consommation et des rejets de particules. Pour la première fois, ces objectifs opposés deviennent conciliables grâce à BlueTec. Conçu dans l’optique d’une faible émission de particules, le schéma de combus-tion du moteur permet simultanément d’abaisser sensiblement la consom-mation de carburant.

Fondé sur la méthode SCR, le post-traitement des gaz d’échappement ga-rantit la baisse indispensable des oxydes d’azote et contribue en outre, grâce à un rendement de 30 %, à diminuer les rejets de particules. Ceci permet de concilier les critères sévères des normes Euro 4 et Euro 5 avec une consommation de carburant nettement inférieure par rapport à Euro 3. Les frais de carburant représentant environ un tiers du coût de revient d’un camion long-courrier sur toute sa durée de vie, le moteur diesel, combiné à la technologie BlueTec, constitue une solution écologique et rentable, une solution d’avenir.

Quand l’oxyde d’azote se réduit en azote et en eau pure

La réduction catalytique sélective fonctionne de la façon suivante: les oxydes d’azote indésirables sont convertis dans un catalyseur en azote et en vapeur d’eau inoffensifs, sous l’action réductrice de l’ammoniaque. L’usage de l’ammoniaque dans le trafic routier étant soumis à des restrictions en raison de sa classification parmi les matières dangereuses, on utilise, dans les véhicules industriels, une solution aqueuse qui, dans le contexte de la technique SCR, porte le nom d’AdBlue. Stocké dans un réservoir séparé, AdBlue est injecté dans les gaz d’échappement brûlants en juste quantité grâce à la gestion moteur électronique. Il est alors converti en ammoniaque par hydrolyse. AdBlue est une solution aqueuse à base d’urée dont la composition est standardisée dans la norme DIN 70070. L’urée est une subs-tance non toxique, incolore et inodore, qui trouve notamment des applications dans l’industrie agroalimentaire, textile, cosmétique et pharmaceutique.

Le système SCR de DaimlerChrysler se compose des éléments suivants:

- réservoir AdBlue avec saisie du niveau et chauffage - conduite d’admission AdBlue (chauffante)
- module d’alimentation AdBlue (chauffant) - conduite sous pression AdBlue (chauffante)
- doseur AdBlue (chauffant) - commande d’air comprimé
- conduite de dosage - injection
- calculateur (intégré dans la gestion moteur Telligent) - module de cadre SCR
- catalyseur

AdBlue est aspiré du réservoir par le module d’alimentation, puis acheminé vers le doseur via une conduite d’alimentation chauffante. Le module d’alimentation est rajouté sur le cadre à proximité du réservoir, tandis que le doseur est rapporté sur le moteur. La commande d’air comprimé assure un niveau de pression optimal et fournit au doseur la quantité d’air comprimé suffisante pour assurer le transport d’AdBlue. Dans le doseur, la quantité adéquate d’AdBlue est injectée dans les gaz d’échappement brû-lants via la valve de dosage. Sous l’effet de l’air comprimé, AdBlue se mélange aux gaz de manière homogène. Cette répartition régulière est déter-minante pour l’hydrolyse d’AdBlue et, par conséquent, pour le rendement du catalyseur.

Un rayon d’action important grâce à BlueTec

Afin de garantir le respect des limites fixées par la norme Euro 4 pour les gaz d’échappement, la consommation d’AdBlue représentera environ 4 % de la consommation de gazole sur les moteurs BlueTec 4, voire près de 6 % dans le cas de BlueTec 5, en raison des critères plus sévères définis par la norme Euro 5. Pour un camion long-courrier, cela correspond à 1 à 2 l d’AdBlue aux 100 km.
Ainsi, un camion équipé d’un réservoir AdBlue de 90 l pourra parcourir plus de 7 500 km sans réapprovisionnement. La mise en place de l’infra-structure AdBlue nécessaire pour permettre la distribution dans les stations-service du réseau routier est actuellement en cours de réalisation en Europe. Les premières d’entre elles ont été mises en service dès 2003 à Berlin, Stuttgart et Dingolfing.

En attendant que le réseau AdBlue couvre l’ensemble du territoire, les clients Mercedes-Benz peuvent faire équiper leur Actros BlueTec d’un plus grand réservoir. Avec 145 l d’AdBlue dans le réservoir supplémentaire chauffé par le liquide de refroidissement, les véhicules disposent d’une au-tonomie de plus de 10 000 km. Ainsi, dès le début, le rayon d’action des camions BlueTec ne devrait être limité d’aucune manière.

D’ici le lancement de BlueTec, la majorité des transporteurs compléteront leurs propres stations-service de modules AdBlue supplémentaires, d’ores et déjà disponibles. En effet, de nouveaux concepts ont été mis au point pour les aires de repos réservées aux camions, les grandes stations-service et celles des entreprises, afin que la distribution d’AdBlue soit assurée dès la commercialisation de BlueTec.
Dans la pratique, on peut dire que globalement, un véhicule industriel équipé de BlueTec ne se comporte pas différemment de n’importe quel autre véhicule actuel. Les composants spécifiques au système SCR tels que le catalyseur, le doseur ou le réservoir, ne demandent aucune maintenance supplémentaire. Par ailleurs, la technologie diesel BlueTec n’impose pas l’utilisation de carburant pauvre en soufre, pas plus qu’elle n’augmente la fréquence des vidanges d’huile, ce qui se répercute également positivement sur le rayon d’action des camions BlueTec de Mercedes-Benz.