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NORA : un moyen de contrôler les émissions de NOx en sortie moteur
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NORA : un moyen de contrôler les émissions de NOx en sortie moteur

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Les oxydes d’azote (NOx) sont des polluants, qui impactent la santé et l’environnement, produits lors de la combustion par combinaison à forte température de l’oxygène et de l’azote présents dans l’air. La maîtrise de leur formation et des voies envisageables pour leur conversion dans les systèmes de dépollution est un domaine de recherche important pour l’industrie automobile.

La compréhension, encore insuffisante, des processus déterminant la formation des oxydes d’azote constitue un obstacle au développement de technologies de dépollution innovantes. Dans le cadre du Groupement Scientifique Moteur (GSM*), une équipe de recherche multidisciplinaire d’IFPEN, regroupant chimistes de la combustion et mécaniciens des fluides, a récemment développé une approche performante pour répondre à ce défi industriel et scientifique.

Localisation des NO et NOx dans la chambre de combustion

Dénommée NORA (Nitrogen Oxide Relaxation Approach), cette approche couple des modèles chimiques détaillés de formation des oxydes d’azote avec des modèles de combustion turbulente avancés pour un coût informatique minime. Elle décrit la formation et la réduction des NOx au cours du cycle de combustion et en détermine les différents types ainsi que leurs proportions.

La méthode adoptée consiste à déterminer les concentrations en oxydes d’azote à l’équilibre thermodynamique, puis à calculer les temps caractéristiques de relaxation vers cet équilibre, grâce à un modèle de cinétique chimique élaboré en partenariat avec le CNRS. La tabulation de ces informations en fonction d’un nombre limité de paramètres (température, pression, rapport air-carburant) permet de prédire efficacement et rapidement les concentrations en NOx dans les moteurs automobiles ainsi que leur interaction avec la formation d’autres polluants comme les suies.

Conçue pour être générique, cette méthode permet une prédiction fine de l’impact du carburant sur la formation et les interactions des différents polluants issus de la combustion. C’est aussi un outil pour assurer une meilleure adéquation entre le carburant et son utilisation.

*Groupement d’Intérêt Economique associant IFP Energies nouvelles, PSA et Renault SA

Source : IFPEN
L’avis de Romain :

Les NOx sont vraiment difficiles à modéliser et à prédire avec des outils de simulation, qui plus est lorsque l’on veut utiliser des simulations proches du temps réel. Ce type de modèle est très utile pour comprendre le processus de formation des NOx de façon théorique. Pensez-vous que les constructeurs automobiles vont acheter ce modèle et l’utiliser à des fins applicatives ? Pensez-vous qu’il sera utilisé pour économiser des heures d’essais au banc moteur ou uniquement pour améliorer les connaissances dans ce domaine ?

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