Filtre à particules à essence : ça marche !

Les voitures diesel sont équipées de filtres à particules (FAP) depuis des années. Ce dispositif, inventé par Mercedes en 1985 pour sa classe S, est retombé dans l’oubli jusqu’à ce que Peugeot, dans le milieu des années 1990, ne le remette au goût du jour pour l’installer sur sa 607 en 2000. C’est seulement en 2011 qu’il deviendra obligatoire sur tous les véhicules diesel neufs.

Ce n’est que récemment que les constructeurs se sont penchés sur les filtres à particule pour véhicules essence : appelés GPF (pour Gasoline Particulate Filter, à contrario des FAP diesel appelés DPF pour Diesel Particle Filter), ils étaient une solution logique pour répondre à la réglementation, afin de réduire les émissions de particules fines sur l’ensemble des voitures à moteur thermiques.

Et force est de constater que ce dispositif, apparu en 2017 sur le marché, fonctionne. Selon Volkswagen, les émissions de particules de certains de ses modèles à essence peuvent être réduites jusqu’à 95 % grâce à la mise en place d’un GPF sur le système d’échappement.

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À l’origine des filtres à particule essence : le WLTP

La législation, les gouvernements et la pression exercée sur les constructeurs automobiles pour lutter contre le changement climatique et réduire les émissions polluantes sont les principaux facteurs de ce changement majeur. Selon les pays, différentes réglementations s’appliquent, mais de manière globale, la réduction des émissions au niveau mondial nécessitait un processus important d’évolution en matière de contrôle des émissions de particules fines.

Les voitures à essence sont soumises à des limites d’émissions de particules depuis l’introduction de la norme Euro5 de 2009. Les limites autorisées ont été divisées par dix en septembre 2018, lorsque la législation Euro6c est entrée en vigueur. Celle-ci a ramené la limite de NOx à 60mg/km pour les nouvelles voitures à essence, en dessous de la limite de 80mg/km pour les diesels. Cela signifie que les particules sont pratiquement éliminées des émissions d’échappement, y compris les nanoparticules, qui sont considérées comme plus nocives que les particules plus grosses.

Filtre à particule essence : un intérêt écologique
Les filtres à particule essence ont un réel intérêt écologique en ville

Les normes et réglementations mondiales en matière d’émissions ont également été renforcées pour éviter que les constructeurs ne se laissent aller. C’est notamment avec l’apparition du nouveau protocole de contrôle des émissions polluantes WLTP, que la mise en place des filtres à particule essence a été envisagée.

Le WLTP (Worldwide Harmonised Light vehicles Test Procedure) est un nouveau protocole réglementaire et un processus d’exigence pour mesurer les émissions de gaz d’échappement dans le monde réel avec le test des émissions en conduite réelle. L’Union Européenne a été la première à introduire le WLTP en tant que procédure juridiquement contraignante pour parvenir à un protocole de test uniforme dans le monde entier.

S’il n’est pas « parfait » car encore trop éloigné des conditions réelles de conduite, Le WLTP prend en considération les équipements optionnels du véhicule pour tout ce qui augmente la consommation de carburant du véhicule et ses émissions : l’homologation devient de fait beaucoup plus complexe qu’avec l’ancien protocole NEDC. En fait, chaque véhicule obtient sa propre cote de CO² en fonction de son équipement, de son type de carrosserie, de ses propriétés aérodynamiques et de sa masse.

Comment fonctionne un filtre à particules à essence ?

Concrètement, le GPF (également appelé PPF pour Petrol Particulate Filter) est constitué d’une structure filtrante en forme de nid d’abeille fabriquée en céramique synthétique. Le filtre capture les particules de suie lorsque les gaz d’échappement le traversent.

Cette suie est ensuite brûlée et le filtre est régénéré lorsque la température de l’échappement est suffisamment élevée (ce qui, sur les moteurs essence, est toujours le cas). Dans la plupart des cas, le filtre fonctionne selon un cycle constant de capture et de régénération, de manière passive. Alors qu’un FAP diesel piège la suie et a besoin d’un mode moteur spécial pour se régénérer.

Grille en nid d'abeille d'un FAP

Les filtres à particule essence sont très efficaces et capturent plus de 90 % des particules en suspension dans l’air qui, autrement, seraient libérées dans l’atmosphère.

Bien que les technologies FAP essence et diesel soient étroitement liées, il existe un certain nombre de différences dans la configuration, le fonctionnement et la stratégie de contrôle du filtre, qui sont dues aux différences dans les conditions de fonctionnement, ainsi qu’aux taux d’émission de particules et à leur composition entre les moteurs à essence et les moteurs diesel.

Il existe différentes technologies de GPF. Le système équipant les voitures du Groupe Volkswagen par exemple, fonctionne comme un convertisseur catalytique à trois voies, au travers duquel passent les gaz d’échappement après être sortis du moteur pour se diriger vers le tuyau d’échappement.

L’unité est située juste derrière le moteur, près du turbocompresseur. Cela lui permet de se réchauffer rapidement, ce qui est logique car il doit être à température élevée pour fonctionner efficacement.

Vue transversale d'un GPF, ou filtre à particule essence

Les gaz d’échappement passent à travers le filtre, où les hydrocarbures, les oxydes d’azote (NOx) et les particules de monoxyde de carbone (CO) indésirables sont chauffés et réduits en petites quantités de dioxyde de carbone (CO²), d’azote et d’eau.

Après avoir quitté le filtre, les gaz passent par un deuxième convertisseur catalytique conventionnel à trois voies, monté sous le plancher. L’échappement est ainsi conforme aux dernières normes d’émissions de l’UE6c, même lorsque le moteur tourne à plein régime.

Quelle est la différence entre un FAP et un catalyseur ?

Les catalyseurs et les filtres à particule sont deux organes distincts de la ligne d’échappement, destinés tous les deux à améliorer les émissions polluantes. Le catalyseur ne filtre pas les particules toxiques, mais en atténue la toxicité.

Le filtre à particules, lui, capture par filtrage les particules fines, comme l’indique son nom, et (le cas échéant) les détruit.

Les filtres à particules à essence nécessitent-ils un entretien ?

D’après les constructeurs automobiles, les voitures équipées de filtres à particules à essence n’ont pas besoin de rouler régulièrement à des vitesses plus élevées pendant de courtes périodes pour éviter qu’ils ne s’encrassent de suie, contrairement aux diesels, ni de procéder à des cycles de régénération.

Les filtres à particules à essence n’ont pas tendance à s’obstruer comme les filtres à particules diesel, car les moteurs à essence se réchauffent plus rapidement et fonctionnent à une température plus élevée que les moteurs diesel, de sorte qu’une plus grande partie de la suie accumulée dans le filtre est brûlée.

Des constructeurs comme Porsche affirment même que les unités de contrôle électronique de leurs voitures détectent les particules de suie qui doivent être brûlées de temps en temps, et augmentent la température des gaz d’échappement en conséquence pour y parvenir.

Il n’y a donc pas d’entretien particulier à réaliser sur les FAP essence.

Peut-on supprimer un FAP essence ?

Techniquement, il suffit de quelques outils et d’un peu de patience pour y parvenir. La suppression d’un FAP, appelé défapage, permet aux gaz d’échappement de circuler plus librement, ce qui peut améliorer les performances… et augmenter le bruit d’échappement.

Cependant, la suppression du filtre à particules engendre la mise dans l’illégalité du véhicule pour une utilisation sur route. En effet, la voiture ne répondra plus aux normes d’émissions fixées par les normes européennes, et ne pourra donc pas passer avec succès le contrôle technique obligatoire. Le retrait peut également déclencher un avertissement au niveau de l’ordinateur de bord et du calculateur EML/ECU, si le défapage n’est pas également réalisé électroniquement.

C’est une option facile mais illégale pour de nombreux préparateurs de suggérer de retirer les composants mécaniques et électroniques liés aux émissions de polluants, d’autant plus qu’il est nettement moins cher de les retirer que de concevoir des produits qui fonctionnent avec le FAP. Mais souvenez-vous que dans ce cas, vous serez dans l’illégalité !

L’article L. 318-3 du Code de la Route a été modifié le 14/10/2014 et introduit une sérieuse contravention en cas de contrôle :

« Est puni d’une amende de 7 500 € le fait de réaliser sur un véhicule des transformations ayant pour effet de supprimer un dispositif de maîtrise de la pollution, d’en dégrader la performance ou de masquer son éventuel dysfonctionnement, ou de se livrer à la propagande ou à la publicité, quel qu’en soit le mode, en faveur de ces transformations. »

Conclusion : doit-on privilégier les véhicule essence équipés de GPF ?

Clairement, OUI ! Les voitures à essence équipées d’un filtre à particules sont parmi les voitures les plus propres du marché, et rien ne prouve pour l’instant que ces filtres souffriront des problèmes qui se sont avérés coûteux pour une petite partie des propriétaires de voitures diesel.

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