La recirculation des gaz d'échappement, universellement désignée par son sigle anglais EGR, est une technique de dépollution qui renvoie une fraction dosée des gaz d'échappement d'un moteur vers l'admission, pour les réintroduire dans les cylindres aux côtés de l'air frais. Son unique objet est de limiter la formation des oxydes d'azote (NOx), une famille de polluants qui apparaît dès que les températures de combustion s'élèvent assez pour faire réagir l'azote de l'air avec l'oxygène. En s'attaquant aux NOx à la source plutôt qu'en les neutralisant après coup, l'EGR constitue depuis des décennies une pierre angulaire des stratégies de dépollution.
Le principe sous-jacent est d'ordre thermodynamique. Les gaz d'échappement recirculés sont en grande partie inertes — ils ont déjà brûlé — de sorte que, lorsqu'ils déplacent une partie de la charge fraîche riche en oxygène, il reste moins d'oxygène disponible et une plus grande masse de gaz pour absorber la chaleur. Il en résulte une température de combustion maximale plus basse. Comme la production de NOx augmente fortement au-delà d'environ 1 600 °C, même une réduction modeste de la température de flamme diminue sensiblement leur formation. La contrepartie est que diluer la charge peut légèrement réduire la puissance et le rendement, d'où la nécessité d'un dosage soigneux.
Sur le plan matériel, un système EGR comprend une vanne EGR qui s'ouvre et se ferme pour régler le débit recirculé, des conduits reliant le collecteur d'échappement au collecteur d'admission et, sur la plupart des moteurs modernes, un échangeur EGR qui abaisse encore la température des gaz pour gagner en efficacité. Le calculateur moteur pilote la vanne en continu, l'ouvrant lors des phases de croisière à charge partielle, où la maîtrise des NOx importe le plus, et la fermant au ralenti et à pleine charge, où les gaz recirculés nuiraient à la stabilité ou aux performances.
L'EGR équipe aussi bien les moteurs Diesel que les moteurs à essence, mais son rôle diffère. Les Diesel, qui fonctionnent avec un excès d'air et une forte compression, génèrent des NOx en quantité et se sont fortement appuyés sur l'EGR, souvent au moyen de boucles haute et basse pression travaillant de concert. Les moteurs à essence l'ont historiquement employée plus parcimonieusement, mais l'EGR refroidie a gagné les faveurs des moteurs turbo modernes car elle limite aussi le cliquetis et améliore le rendement, et pas seulement les émissions.
La technologie présente des inconvénients pratiques bien connus. Les gaz d'échappement Diesel recirculés transportent de la suie qui, au fil des kilomètres, se combine aux vapeurs d'huile issues de la ventilation du carter pour recouvrir la vanne EGR et le circuit d'admission d'un épais dépôt carboné. Une vanne encrassée ou grippée peut allumer un voyant, provoquer un fonctionnement irrégulier et réduire les performances ; son nettoyage ou son remplacement est une opération d'entretien courante sur les Diesel à fort kilométrage.
L'EGR s'intègre à une architecture de dépollution en plusieurs couches et travaille rarement seule. Elle réduit les NOx avant leur formation, en complément de la réduction catalytique sélective, qui élimine les NOx malgré tout produits, tandis que le filtre à particules Diesel traite la suie. Ensemble, ces systèmes permettent aux moteurs modernes de satisfaire aux limites exigeantes de la norme Euro 6.
- Renvoie les gaz d'échappement vers l'admission
- Abaisse la température de combustion pour réduire les NOx à la source
- Équipe les moteurs Diesel comme les moteurs à essence
- Peut encrasser la vanne et l'admission de suie avec le temps