Réduction catalytique sélective (SCR)

La réduction catalytique sélective est la principale technologie employée pour maîtriser les oxydes d'azote des moteurs diesel modernes, et sa généralisation découle directement du durcissement des limites d'émissions introduites avec les normes Euro 5 et, plus encore, Euro 6. La combustion du diesel se déroule à haute température et avec un excès d'air, conditions qui favorisent la formation d'oxydes d'azote tout en améliorant le rendement. Le SCR existe pour rompre le lien entre une combustion pauvre efficace et des NOx nocifs, ce qui permet aux constructeurs de régler le moteur pour la sobriété tout en respectant les limites légales à l'échappement.

Au cœur du système se trouve une réaction chimique de réduction. Une quantité dosée de solution aqueuse d'urée, commercialisée sous le nom d'AdBlue et conforme à la norme ISO 22241 avec 32,5 pour cent d'urée, est injectée dans le flux d'échappement chaud en amont d'un catalyseur dédié. La chaleur décompose l'urée en ammoniac, et à la surface du catalyseur, généralement à base de vanadium ou de zéolithe au cuivre, l'ammoniac réagit avec les oxydes d'azote. Les produits sont simplement l'azote diatomique, qui constitue déjà l'essentiel de l'air que nous respirons, et de la vapeur d'eau. Un calculateur de dosage ajuste en permanence le débit d'injection d'AdBlue à partir des signaux de capteurs de NOx placés avant et après le catalyseur, afin d'assurer une présence d'ammoniac suffisante pour la réaction sans laisser un excédent qui s'échapperait sans réagir.

Le bénéfice pratique est notable : un système SCR bien conçu élimine la grande majorité des NOx, souvent annoncée autour de 90 pour cent voire davantage dans des conditions favorables. C'est ce qui permet aux grandes berlines diesel, aux SUV et aux véhicules utilitaires de rester homologués dans un cadre réglementaire de plus en plus strict, et c'est aussi ce qui justifie l'intérêt persistant du diesel pour les gros rouleurs et la traction de remorques, là où son couple et sa sobriété restent difficiles à égaler.

Le SCR agit rarement seul. Il s'inscrit dans une chaîne de post-traitement à plusieurs étages, où la recirculation des gaz d'échappement (EGR) réduit la formation de NOx dans le cylindre, un catalyseur d'oxydation traite le monoxyde de carbone et les hydrocarbures imbrûlés, et un filtre à particules diesel retient les suies. Le SCR neutralise ensuite les oxydes d'azote restants plus loin dans la ligne. Les essais d'émissions en conditions réelles ont contraint les constructeurs à rendre ces systèmes actifs sur une plage de températures et de charges bien plus large que les calibrations antérieures, centrées sur le laboratoire.

Pour l'automobiliste, le système impose quelques contraintes. Le réservoir d'AdBlue doit être complété périodiquement, en général tous les quelques milliers de kilomètres selon le style de conduite, et le laisser à sec empêche, par obligation légale, le redémarrage du moteur une fois celui-ci coupé. Le liquide peut cristalliser autour des injecteurs et gèle en dessous d'environ moins onze degrés Celsius, si bien que le réservoir et les conduites sont habituellement réchauffés. Les défauts de capteurs et la cristallisation comptent parmi les passages en atelier les plus fréquents liés au SCR. Bien compris, le SCR demeure pourtant l'un des dispositifs de génie environnemental les plus discrets et les plus efficaces d'une voiture moderne.