Tout savoir sur les émissions des groupes électrogènes : NOx, particules, Tier 4 et Stage V

Les polluants

Les oxydes d’azote se forment aux températures élevées de la combustion du diesel et constituent la principale source de préoccupation à proximité des personnes : ils contribuent au smog et aux maladies respiratoires, et la plupart des autorisations les limitent en priorité. Les particules sont la suie et les cendres présentes dans les gaz d’échappement ; les particules les plus fines sont les plus nocives et les limites sont fixées en fonction de leur masse et, dans les réglementations les plus récentes, en fonction de leur nombre. Le monoxyde de carbone et les hydrocarbures proviennent d’une combustion incomplète et sont les plus faciles à traiter. Le dioxyde de carbone n’est pas un polluant au sens strict, mais un indicateur de consommation de carburant ; des carburants tels que le HVO permettent de le réduire sans modifier le moteur.

Les familles de règles

Aux États-Unis, l’EPA réglemente les moteurs des groupes non routiers et fixes par niveaux : le Tier 4 Final, norme actuelle pour la plupart des puissances, réduit drastiquement les NOx et les particules et impose en pratique un post-traitement sur les moteurs de grande puissance. Les groupes de secours d’urgence ont bénéficié d’une dérogation assortie d’une limite d’heures de fonctionnement ; les groupes qui fonctionnent pour le soutien au réseau ou au-delà des heures autorisées doivent respecter la norme complète. Dans l’Union européenne, le Stage V s’applique aux engins mobiles non routiers, y compris les groupes mobiles ; les groupes fixes relèvent de la directive sur les installations de combustion moyennes (MCP) et des autorisations nationales, avec des limites selon la puissance et les heures de fonctionnement. Ailleurs, les règles suivent souvent l’une de ces deux familles ou en fixent de propres, et l’autorisation locale du site est toujours celle qui fait foi.

La règle dépend de la classification du groupe électrogène (urgence, secours, principal, mobile), de la cylindrée du moteur, du nombre d’heures de fonctionnement et de la date d’installation ; la demande doit préciser quel permis le site détient ou sollicite.

Post-traitement : SCR, catalyseurs et filtres

La réduction catalytique sélective (SCR) est la principale mesure contre les NOx : une solution d’urée est dosée dans l’échappement, se décompose en ammoniac et réagit avec les NOx sur un catalyseur pour former de l’azote et de l’eau, en éliminant l’essentiel. Elle nécessite un système de dosage, un réservoir d’urée, une chaleur d’échappement suffisante et une commande qui suit la charge du moteur. Un catalyseur d’oxydation diesel (DOC) brûle le CO et les HC et est souvent placé avant le SCR ; un filtre à particules diesel (DPF) piège la suie et la régénère par combustion, ce qui exige une température d’échappement suffisante ou un système actif. Les moteurs modernes combinent ces dispositifs avec des mesures internes – injection haute pression, recirculation des gaz d’échappement, calage –, et le constructeur certifie le moteur avec son post-traitement comme un seul système.

Tout système de post-traitement entraîne une augmentation de la contre-pression, du poids, de la longueur et de la chaleur, et doit s’intégrer au système d’échappement et à l’enceinte : le réacteur SCR et le réservoir d’urée prennent de la place, la tuyauterie entre le moteur et le catalyseur doit maintenir les gaz à haute température, et l’ensemble du circuit est vérifié par rapport à la limite de contre-pression fixée par le constructeur du moteur.

Ce que cela implique pour le colis

Une exigence d’émissions modifie l’ensemble du groupe : le système d’échappement devient un réacteur avec dosage, le capotage ou le conteneur est allongé ou reçoit un réacteur en toiture, l’alimentation en urée devient une partie de la logistique de carburant, et les essais incluent les performances du post-traitement. AXON intègre dans ses conteneurs et capotages les systèmes d’échappement et SCR, les catalyseurs d’oxydation et les filtres à particules pour les groupes électrogènes de toutes marques, adaptés au moteur et à la limite fixée par l’autorisation, avec les silencieux et la cheminée.