Tu veux savoir à quoi sert un catalyseur et quels sont ses effets sur une voiture ? En savoir plus sur cette page.
Comment fonctionne un catalyseur dans une voiture ?
La fonction principale d’un catalyseur est de transformer les gaz d’échappement produits par la combustion d’un moteur et de minimiser ainsi les composants nocifs dans les gaz d’échappement.
La combustion du moteur produit principalement des hydrocarbures, des monoxydes de carbone et des oxydes d’azote. Ces gaz toxiques sont transformés ou convertis par ce composant en substances non toxiques : dioxyde de carbone, eau et azote.
Selon la température de fonctionnement du moteur et les conditions de fonctionnement, il est possible d’atteindre des taux de conversion proches de 100 %.
Comment est conçu un pot catalytique dans une voiture ?
Bien que la forme des catalyseurs diffère généralement d’un constructeur automobile à l’autre, leur structure interne est la même.
Un catalyseur traditionnel se compose généralement d’un boîtier en acier inoxydable (il y a bien sûr des exceptions). À l’intérieur, on trouve soit un support métallique, soit un support en céramique.
Le support (céramique ou métal) est toujours installé dans le sens de la longueur pour que les gaz d’échappement puissent passer à travers le support. Dans le support se trouvent de nombreux petits canaux, visuellement comparables à un nid d’abeille. Les nombreux petits canaux servent à créer la plus grande surface possible. En effet, plus la surface est grande, plus l’efficacité du kat est grande.
Un « wash-coat » est appliqué sur la surface du support par vaporisation. Il s’agit d’une couche très poreuse dans laquelle sont incorporés des métaux précieux (palladium, rhodium et platine). Ces métaux précieux assurent la transformation des substances nocives au sein des gaz d’échappement.
Dans la forme la plus courante, on utilise un catalyseur en céramique. Il peut aussi arriver, en particulier sur les véhicules puissants, qu’un catalyseur métallique soit installé de série.
Quels sont les différents types de catalyseurs ?
Trois façons de catalyser
Le catalyseur à trois voies n’est utilisé que sur les moteurs à essence et constitue le type de catalyseur le plus courant sur les véhicules plus modernes.
Une fois que le catalyseur a atteint sa température de fonctionnement optimale, il transforme les substances suivantes :
- Oxydes d’azote (NO2 et N2) en oxygène (02) et en azote (N2)
- Hydrocarbures non brûlés (HC) en vapeur d’eau (H2O) et dioxyde de carbone (C02)
- Monoxyde de carbone (C0) en dioxyde de carbone (C02)
Comme ces trois transformations se produisent simultanément dans le catalyseur, ce dernier est également appelé « catalyseur à trois voies ».
Pour que le catalyseur soit complètement efficace, une certaine composition des gaz d’échappement est nécessaire. Ce mélange à l’injection est appelé « mélange stœchiométrique » ou encore « lambda = 1 ».
Un mélange stœchiométrique signifie que le moteur reçoit exactement 14,7 kg d’air par rapport à un kilogramme d’essence lors de la combustion.
Pour obtenir exactement ce mélange lors de la combustion, une sonde lambda se trouve dans le pot d’échappement entre le moteur et le catalyseur. Cette sonde lambda a pour fonction de mesurer le taux d’oxygène résiduel dans les gaz d’échappement et de communiquer cette information à l’unité de contrôle du moteur.
Si le mélange n’est pas optimal, l’unité de contrôle du moteur a plusieurs possibilités pour modifier les paramètres afin de rétablir le mélange ou la teneur en oxygène résiduel souhaitée dans les gaz d’échappement.
Comme les normes d’émission sont devenues de plus en plus strictes dans de nombreux pays au cours des dernières années, il est devenu nécessaire de développer également les catalyseurs. C’est pourquoi les catalyseurs modernes à trois voies sont capables d’atteindre leur température de fonctionnement en quelques secondes seulement. D’une part, cela est possible grâce à des revêtements spéciaux. D’autre part, les catalyseurs sont de plus en plus souvent installés directement dans le collecteur d’échappement afin de chauffer plus rapidement.
Catalyseur d’oxydation :
Ce type de catalyseurs n’est généralement utilisé que sur les véhicules diesel. Les moteurs diesel fonctionnent toujours avec un excédent d’air. Cela signifie qu’en conséquence, le mélange de carburant est adapté à la quantité d’air. C’est pour cette raison que la combustion d’un moteur diesel produit une grande quantité d’oxygène dans les gaz d’échappement.
Ainsi, la réduction des oxydes d’azote (NOX) n’est pas possible par rapport au catalyseur à trois voies.
Le catalyseur d’oxydation est capable de transformer les substances suivantes :
- Hydrocarbures (HC) en dioxyde de carbone (C02) et vapeur d’eau (H20)
- Monoxyde de carbone (C0) en dioxyde de carbone (C0 2)
En raison des températures d’échappement nettement plus basses du moteur diesel par rapport au moteur Otto, les catalyseurs d’oxydation sont généralement placés très près du collecteur d’échappement.
Catalyseur non régulé :
Un catalyseur non régulé est un composant d’un système d’échappement qui contribue à réduire les émissions nocives provenant du pot d’échappement d’un véhicule. Contrairement au catalyseur régulé, qui est équipé de capteurs et d’une unité de contrôle pour surveiller et réduire les émissions en continu, le catalyseur non régulé n’a pas de telles fonctions. Au lieu de cela, il s’appuie sur une réaction chimique pour réduire le monoxyde de carbone, les oxydes d’azote et les hydrocarbures non brûlés. Ce composant a été développé pour la première fois dans les années 1970, et jusqu’au milieu des années 1980, c’était le type de système de contrôle des émissions le plus utilisé dans les voitures. Aujourd’hui, le catalyseur non régulé est moins utilisé en raison de normes d’émissions plus strictes et de la disponibilité de technologies plus efficaces. Néanmoins, il a apporté une contribution importante à la réduction de la pollution automobile.
Coût de la réparation d’un catalyseur
L’évaluation des coûts d’une réparation en rapport avec un catalyseur est très difficile, car il faut d’abord vérifier exactement où se situe le défaut.
Même un défaut de la sonde lambda ou une erreur dans la préparation du mélange peut donner l’impression qu’il y a un problème au niveau du catalyseur. Une sonde lambda défectueuse serait ici le cas le plus avantageux, avec environ 50 à 150 euros. Mais si c’est le catalyseur lui-même qui est défectueux, la réparation peut être incluse. L’installation et le démontage peuvent rapidement coûter plusieurs milliers d’euros.
Prix d’un catalyseur dans une voiture ?
La valeur de ce composant peut dépendre de plusieurs facteurs, comme par exemple
- Type de véhicule : la valeur de ce composant peut varier considérablement en fonction de la marque et du modèle du véhicule.
- Type de catalyseur : la valeur du catalyseur peut également dépendre du type de catalyseur, par exemple un catalyseur pouvant être installé ultérieurement ou un catalyseur installé en série.
- La teneur en métaux précieux : la valeur d’un catalyseur est souvent basée sur la teneur en métaux précieux tels que le platine, le palladium et le rhodium, qui peuvent être recyclés.
- En moyenne, un catalyseur peut valoir entre 50 et 500 euros, mais pour les catalyseurs à forte teneur en métaux précieux, la valeur peut être beaucoup plus élevée. Dans certains cas, la valeur peut dépasser les 1 000 euros pour les véhicules de grande valeur.
Il est important de savoir que la valeur d’un catalyseur peut varier en fonction du prix des métaux précieux sur le marché, et il est préférable de demander un devis à un ferrailleur.
Comment utiliser un nettoyant pour le catalyseur ?
La première chose à faire est de se renseigner pour savoir si le véhicule est autorisé à utiliser un tel nettoyant. Cette information peut être obtenue soit directement auprès du constructeur automobile, soit dans le manuel d’utilisation du véhicule.
- S’assurer que le moteur a refroidi et qu’il est éteint.
- Verser le nettoyant dans le réservoir de carburant. Sur le mode d’emploi du nettoyant, il est généralement indiqué combien de litres de carburant doivent être remplis.
- Démarrer le moteur de la voiture et le laisser tourner au ralenti pendant quelques minutes pour que le nettoyant puisse atteindre le catalyseur via les injecteurs (suivre les instructions du nettoyant).
- Rouler en voiture pendant une longue période pour que le nettoyant puisse faire son travail dans le catalyseur (suivre les instructions du nettoyant).
Diagnostic et réparation des défauts du catalyseur
En principe, si tu soupçonnes une erreur, nous te recommandons de commencer par effectuer un diagnostic (diagnostic embarqué) avec un adaptateur OBD2. Avec celui-ci, tu peux lire tes calculateurs et déterminer si une erreur (DTC) a été détectée dans la mémoire d’erreurs.
Les adaptateurs OBD ou l’appareil de diagnostic peuvent être utilisés indépendamment de la marque et du modèle pour diagnostiquer une grande variété de problèmes de moteur. Ceux-ci commencent par de simples défauts d’un capteur jusqu’à des problèmes plus complexes comme un turbocompresseur défectueux. Dans certains cas, l’adaptateur OBD peut déjà aider à résoudre une erreur. Parfois, il suffit d’effacer les anciens codes d’erreur (DTC) pour que tu n’aies pas besoin d’aller chez le garagiste.
Que tu sois un bricoleur ou un professionnel, un appareil de diagnostic est un outil précieux que tout automobiliste devrait avoir dans son arsenal.