Filtre à particules

Un DPF (Diesel Particulate Filter) retient les particules solides de suie dans le système d’échappement. Un Filtre à particules saturé ou endommagé entraîne une contre-pression excessive à l’échappement, des défauts de régénération ou une filtration insuffisante des particules. Sur les camions, bus et utilitaires MAN et Mercedes, une réparation durable ne se limite donc pas au remplacement du filtre : contrôlez également la combustion du moteur, les mesures des capteurs et les conditions d’utilisation.

Identifiez toujours les pièces à partir du numéro de châssis du véhicule. Une comparaison visuelle ou une sélection fondée uniquement sur le nom du modèle ne suffit jamais. Vérifiez également la variante moteur, la norme antipollution, la référence de la pièce et la version du système de post-traitement des gaz d’échappement. Il existe par exemple différents modules de filtration pour les MAN TGX équipés de moteurs D26 et les Mercedes Actros équipés de moteurs OM 471. Sur les Lion's City, Citaro, TGE et Sprinter également, l’année de fabrication et la version antipollution déterminent la configuration présente.

De nombreux filtres à particules utilisent un substrat céramique à flux pariétal, dont les canaux sont obturés en alternance. Les gaz d’échappement traversent les parois poreuses des canaux, tandis que la suie est retenue. La cordiérite et le carbure de silicium sont des matériaux couramment utilisés pour ces substrats ; leurs propriétés thermiques diffèrent. Le volume du filtre, sa porosité, l’épaisseur des parois et le revêtement catalytique influencent notamment la perte de charge et les caractéristiques de régénération. Il existe des éléments filtrants remplaçables séparément et des modules de post-traitement intégrés.

Contrôlez les diamètres de raccordement, l’ajustement des brides, les portées de joints, la position de montage et les orifices des capteurs. La contre-pression à l’échappement et la pression différentielle admissibles dépendent du débit et de la température des gaz d’échappement : utilisez les conditions de mesure et les valeurs limites propres au véhicule, et non une limite de pression universelle.

Les trajets courts fréquents, le fonctionnement au ralenti et les régénérations interrompues provoquent une accumulation de suie. La consommation d’huile moteur et les additifs présents dans l’huile de lubrification produisent également des cendres incombustibles. La régénération élimine la suie, mais pas les cendres. Des alertes récurrentes, une limitation de puissance et une hausse de la consommation de carburant peuvent aussi être dues à des capteurs de pression différentielle défectueux, à des conduites de mesure obstruées ou à des températures des gaz d’échappement incorrectes. À l’inverse, un filtre fissuré peut présenter une faible perte de charge malgré une filtration insuffisante.

1. Interrogez le calculateur de gestion moteur. Relevez les codes défaut, les conditions d’apparition des défauts, les charges calculées en suie et en cendres, l’historique des régénérations et les motifs de blocage de la régénération. Comparez la charge calculée aux valeurs mesurées.
2. Contrôlez les mesures de pression. Inspectez les conduites de mesure de pression pour détecter les fissures, les condensats, les obstructions et les raccordements inversés. Moteur arrêté, la pression différentielle doit être proche de zéro, dans les tolérances du constructeur. Comparez le signal du capteur avec la mesure d’un manomètre différentiel étalonné, au régime et à la charge prescrits.
3. Évaluez les données de température. Moteur froid, comparez les valeurs des capteurs à la température ambiante et enregistrez leur évolution pendant la montée en température. La régénération active nécessite généralement une température d’environ 550–650 °C au niveau du filtre ; la régulation exacte varie selon le système. Si la température est insuffisante, contrôlez également le catalyseur d’oxydation et le dosage du carburant destiné à la régénération, si le système en est équipé.
4. Recherchez la cause d’une production excessive de suie. Contrôlez les injecteurs selon la procédure de diagnostic moteur, les fuites du circuit d’air de suralimentation, la régulation de la pression de suralimentation et la recirculation des gaz d’échappement. En cas de consommation excessive d’huile moteur, inspectez également le turbocompresseur et l’état du moteur. Confirmez toute suspicion de détérioration du filtre par une inspection et, lorsque cela est prescrit, par une mesure du nombre de particules.

N’effectuez une régénération forcée que dans les conditions définies par le constructeur et dans les limites de charge en suie autorisées. En cas de surcharge, la température peut augmenter de manière incontrôlée et faire fondre le substrat. Utilisez un espace de travail adapté, sécurisé contre les incendies et équipé pour gérer les gaz d’échappement chauds ; tenez les matériaux inflammables à distance.

Faites nettoyer professionnellement un filtre chargé en cendres mais intact selon une procédure adaptée et approuvée, avec un contrôle de sa capacité de passage des gaz et de son intégrité avant et après le traitement. Remplacez les éléments présentant des fissures, des dommages dus à la fusion ou une contamination impossible à éliminer. Ne procédez au démontage qu’après refroidissement et évitez la dispersion des poussières de suie et de cendres.

Lors du montage, utilisez les joints prescrits, respectez les couples de serrage et veillez à ce que les raccordements soient exempts de contraintes. N’effectuez que les procédures d’apprentissage et les remises à zéro de charge prescrites après les interventions concernées. Vérifiez ensuite l’étanchéité, la perte de charge sous charge et le fonctionnement de la régénération. Utilisez une huile moteur bénéficiant de l’homologation constructeur appropriée et limitez les interruptions répétées de régénération afin d’éviter les immobilisations récurrentes.

Braem dispose des équipements nécessaires pour régénérer ou nettoyer un DPF hors véhicule, c’est-à-dire après son démontage. Lorsqu’un filtre à particules est fortement obstrué par les cendres incombustibles qui subsistent après de nombreuses régénérations dans le véhicule, celui-ci ne peut plus nettoyer le filtre de manière autonome par combustion. Le filtre doit alors être démonté et traité hors du véhicule. Deux méthodes sont utilisées : la régénération thermique (passage au four) pour la suie résiduelle et le nettoyage hydrodynamique (lavage) pour éliminer les cendres restantes.

Pour ce traitement, Braem dispose d’une machine de nettoyage de DPF avec un équipement de rinçage hydrodynamique et d’un four thermique pour DPF, complétés par des équipements auxiliaires :

1. Machine de rinçage hydrodynamique / « Flash ». Dans une cabine de lavage fermée, un mélange d’eau chaude, d’air comprimé et d’additifs spéciaux est propulsé par pulsations à travers le filtre. Cette technologie wave-surge ou air-explosion évacue les résidus de cendres des canaux microscopiques.
2. Four thermique pour DPF. Le four chauffe le filtre à haute température de manière contrôlée, afin d’oxyder et de brûler la suie résiduelle tenace. Les cendres restantes doivent ensuite être retirées du filtre.
3. Tambour de séchage / fonction de séchage pour DPF. Après le rinçage à l’eau, le filtre est entièrement séché grâce à une fonction de séchage à haute température avant d’être remonté. Cela évite que la nouvelle suie ne s’agglomère immédiatement sous l’effet de l’humidité résiduelle.
4. Appareil de test de contre-pression. Un test de pression d’air est effectué avant et après le nettoyage. La résistance au passage de l’air mesurée en mbar permet de quantifier le rétablissement du débit et de le comparer à la capacité de passage d’un filtre neuf.
5. Adaptateurs et brides spécifiques pour DPF. Des adaptateurs universels et spécifiques à chaque marque assurent un raccordement étanche à l’air des différents tuyaux d’échappement et brides à la machine de nettoyage.
6. Soot Scale de précision (balance à suie). Le filtre est pesé avant et après le traitement. La différence de poids en grammes indique la quantité de cendres et de suie éliminée pendant le traitement.

Grâce à ces équipements, Braem peut traiter les filtres à particules démontés, contrôler le résultat du nettoyage et vendre des DPF en échange standard.