BOUTEILLER, Bernard (3 rue de l'Europe, Miramas, F-13140, FR)
| REVENDICATIONS 1. Structure de filtration de gaz chargés en particules, du type en nid d'abeilles et comprenant un ensemble périodique de canaux (21, 22) adjacents longitudinaux d'axes parallèles entre eux séparés par des parois poreuses filtrantes (23), lesdits canaux (21, 22) étant alternativement bouchés à l'une ou l'autre des extrémités de la structure de façon à délimiter des canaux d'entrée (21) et des canaux de sortie (22) pour le gaz à filtrer, et de façon à forcer ledit gaz à traverser les parois poreuses (23) séparant les canaux d'entrée (21) et de sortie (22), ladite structure étant telle qu'en coupe transversale : le rapport R entre l'aire de chaque canal d'entrée (21) et l'aire de chaque canal de sortie (22) est supérieur à 1 , - chaque canal d'entrée (21) est délimité par quatre parois (23) partagées chacune avec un canal de sortie (22), chaque paroi (23) présentant une face interne (24), du côté du canal d'entrée (21) et concave par rapport au centre dudit canal d'entrée (21), et une face externe (25) du côté du canal de sortie (22), chaque face interne (24) épouse la forme d'un arc de cercle interne possédant un rayon Ri ayant une valeur finie et un centre Ci, chaque face externe (25) épouse la forme d'un arc de cercle externe possédant un rayon Re et un centre Ce, pour chaque paroi (23) , le centre Ci du cercle interne est situé à une distance d non-nulle du centre Ce du cercle externe. 2. Structure de filtration selon la revendication 1, telle que le rapport (Re - e) /Ri est différent de 1, e étant l'épaisseur de la paroi (23), mesurée sur l'axe reliant le centre d'un canal d'entrée (21) au centre d'un canal de sortie adjacent (22) . 3. Structure de filtration selon la revendication précédente, telle que le rapport (Re - e) /Ri est supérieur à 1 et inférieur ou égal à 80. 4. Structure de filtration selon la revendication 2, telle que le rapport (Re - e) /Ri est inférieur à 1 et supérieur ou égal à 0,1. 5. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, telle que le rapport entre le rayon de courbure Re ou Ri et la demi-période de la structure varie de 0,2 à 40. 6. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, telle que le rapport entre la distance d et la demi-période de la structure est d'au plus 80. 7. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, telle que le rapport R est compris entre 1,05 et 3,0. 8. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, telle que les centres Ce et Ci sont situés du même côté de la paroi (23) . 9. Structure de filtration selon l'une des revendications 1 à 7, telle que les centres Ce et Ci sont situés de part et d'autre de la paroi (23) . 10. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'épaisseur des parois (23) est comprise entre 150 et 700 micromètres, notamment entre 200 et 500 micromètres, et dans laquelle la densité de canaux est comprise entre 1 et 280 canaux par cm2, notamment entre 15 et 65 canaux par cm2. 11. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les parois (23) sont à base de carbure de silicium ou d'un matériau choisi parmi la cordiérite, l'alumine, le titanate d'aluminium, la mullite, le nitrure de silicium, les métaux frittés, un mélange silicium/carbure de silicium, ou l'un quelconque de leurs mélanges. 12. Structure de filtration selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle une partie au moins de la surface des canaux d'entrée (21) est revêtue d'un catalyseur destiné à favoriser l'élimination des gaz polluants et/ou des suies. 13. Filtre assemblé comprenant une pluralité de structures de filtration selon l'une des revendications précédentes, lesdites structures étant liées entre elles par un ciment. 14. Utilisation d'une structure de filtration ou d'un filtre assemblé selon l'une des revendications précédentes comme dispositif de dépollution sur une ligne d'échappement d'un moteur, notamment Diesel. 15. Filière d'extrusion conformée de manière à former, par extrusion d'une matière céramique, une structure de filtration selon l'une des revendications 1 à 12. |
L' invention se rapporte au domaine des structures filtrantes comprenant éventuellement une composante catalytique, par exemple utilisées dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne du type diesel . Les filtres permettant le traitement des gaz et l'élimination des suies typiquement issues d'un moteur diesel sont bien connus de l'art antérieur. Ces structures présentent le plus souvent une structure en nid d'abeille, une des faces de la structure permettant l'admission des gaz d'échappement à traiter et l'autre face l'évacuation des gaz d'échappement traités. La structure comporte, entre ces faces d'admission et d'évacuation, un ensemble de conduits ou canaux adjacents, le plus souvent de section carrée, d'axes parallèles entre eux séparés par des parois poreuses. Les conduits sont obturés à l'une ou l'autre de leurs extrémités pour délimiter des chambres d'entrée s ' ouvrant suivant la face d'admission et des chambres de sortie s ' ouvrant suivant la face d'évacuation. Les canaux sont alternativement obturés dans un ordre tel que les gaz d'échappement, au cours de la traversée du corps en nid d'abeille, sont contraints de traverser les parois latérales des canaux d'entrée pour rejoindre les canaux de sortie. De cette manière, les particules ou suies se déposent et s'accumulent sur les parois poreuses du corps filtrant.
A l'heure actuelle, on utilise pour la filtration des gaz des filtres en matière céramique poreuse, par exemple en cordiérite, en alumine, en titanate d'aluminium, en mullite, en nitrure de silicium, en un mélange silicium/carbure de silicium ou en carbure de silicium.
L'incorporation d'un filtre à particules dans la ligne d'échappement d'un moteur a pour effet d'augmenter la perte de charge, même en l'absence de suies, lorsque le filtre n'est pas encore chargé. Au cours du fonctionnement du moteur, le filtre à particules se charge en particules de suie, lesquelles se déposent sur les parois poreuses. Ce colmatage progressif du filtre lors de la phase de rétention des suies provoque également une augmentation de la perte de charge, qui se traduit par une augmentation de la consommation du moteur, voire une surpression pouvant détériorer le système de combustion.
II est donc nécessaire de prévoir, à la suite d'un cycle de filtration, un cycle de régénération, au cours duquel les suies sont brûlées. L'étape de régénération se fait par élévation de la température des gaz d'échappement à l'aide d'une post injection, qui consiste à injecter tardivement dans le cycle moteur du carburant qui va brûler dans la ligne d'échappement.
On recherche généralement, pour des régimes moteurs équivalents, le meilleur compromis possible entre les propriétés suivantes :
- une faible perte de charge occasionnée par la structure filtrante en fonctionnement, c'est-à-dire typiquement lorsque celle-ci est dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne, aussi bien lorsque ladite structure est exempte de particules de suies (perte de charge initiale) que lorsqu'elle est chargée en particules , une augmentation de la perte de charge du filtre au cours dudit fonctionnement la plus faible possible, c'est à dire un faible accroissement de la perte de charge en fonction du niveau de chargement en suies du filtre,
- une surface totale de filtration élevée,
un volume de stockage de suies important, notamment à perte de charge constante, de manière à réduire la fréquence de régénération,
un volume de stockage des résidus plus important, les résidus, imbrûlés, restant dans le filtre après régénération .
L'augmentation de la perte de charge en fonction du niveau de chargement en suies du filtre est notamment directement mesurable par la pente de chargement ÀP/M SU i e s , dans lequel ΔΡ représente la perte de charge et M SU i e s la masse de suie accumulée dans le filtre.
Il a été proposé, dans la demande de brevet WO 05/016491, des éléments filtrants dont la forme et le volume interne des canaux d'entrée et de sortie sont différents. Dans de telles structures, les portions de paroi se succèdent, en coupe transversale et en suivant un rang horizontal et/ou vertical de canaux, pour définir une forme ondulée ou en vague (wavy en anglais) . Cette géométrie, en augmentant l'aire des canaux d'entrée au détriment de celle des canaux de sortie, permet d'augmenter le volume de stockage des suies et des résidus, et de réduire l'augmentation de perte de charge lors du fonctionnement du filtre.
L' invention a pour but de réduire encore la perte de charge occasionnée par les filtres de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet une structure de filtration de gaz chargés en particules, du type en nid d'abeilles et comprenant un ensemble périodique de canaux adjacents longitudinaux d'axes parallèles entre eux séparés par des parois poreuses filtrantes, lesdits canaux étant alternativement bouchés à l'une ou l'autre des extrémités de la structure de façon à délimiter des canaux d'entrée et des canaux de sortie pour le gaz à filtrer, et de façon à forcer ledit gaz à traverser les parois poreuses séparant les canaux d'entrée et de sortie. Ladite structure est telle qu'en coupe transversale :
le rapport R entre l'aire de chaque canal d'entrée et l'aire de chaque canal de sortie est supérieur à 1,
chaque canal d'entrée est délimité par quatre parois partagées chacune avec un canal de sortie, chaque paroi présentant une face interne, du côté du canal d'entrée et concave par rapport au centre dudit canal d'entrée, et une face externe du côté du canal de sortie,
chaque face interne épouse la forme d'un arc de cercle interne possédant un rayon Ri ayant une valeur finie et un centre Ci,
chaque face externe épouse la forme d'un arc de cercle externe possédant un rayon R e et un centre C e ,
pour chaque paroi, le centre Ci du cercle interne est situé à une distance d non-nulle du centre C e du cercle externe .
Selon une coupe transversale, la structure est périodique et peut se concevoir comme la répétition dans les deux dimensions d'une maille élémentaire carrée dont le centre est le centre d'un canal d'entrée et les sommets sont les centres des canaux d'entrée les plus proches. On entend par « période de la structure » la longueur d'un côté de la maille carrée. Cette période est donc le double de la distance entre un canal d'entrée et un canal de sortie adjacent. Autrement dit, la distance entre le centre d'un canal de sortie et le centre d'un canal d'entrée adjacent correspond à une demi-période. La demi-période est notée p dans la suite du texte.
Les inventeurs ont pu mettre en évidence qu'en modifiant la géométrie des filtres à parois périodiques ondulées connus de la demande WO 05/016491 susmentionnée, il était possible de réduire leur perte de charge. Dans les filtres connus, représentés en Figure 1, les centres des cercles externe (C e ) et interne (Ci) sont confondus. La distance d entre ces centres est donc nulle. Selon l'invention en revanche, la distance d est non-nulle.
Généralement, toutes les parois de la structure filtrante vont présenter un même rayon interne Ri, un même rayon externe R e , et une même distance d.
Toujours selon une coupe transversale, la structure selon l'invention présente de préférence une ou plusieurs des caractéristiques géométriques suivantes, selon toutes les combinaisons possibles :
le rapport R est de préférence compris entre 1,05 et 3,0. La structure obtenue peut être qualifiée d'asymétrique, au sens où le volume global des canaux d'entrée est supérieur au volume global des canaux de sortie. Cette configuration permet d'augmenter la surface disponible pour la filtration et/ou la catalyse, diminuant de ce fait la perte de charge des filtres et la pente de chargement en suie,
- les rayons R± et R e peuvent être égaux ou différents. Ils seront la plupart du temps différents, R e pouvant être supérieur à Ri ou inférieur à Ri, le rapport (R e - e) /Ri est de préférence différent de 1, e étant l'épaisseur de la paroi, mesurée sur l'axe reliant le centre d'un canal d'entrée au centre d'un canal de sortie adjacent. Selon un premier mode préféré, ce rapport est supérieur à 1 et inférieur ou égal à 80. Des rapports élevés correspondent à des canaux de sortie se rapprochant d'une forme carrée. Selon un deuxième mode préféré, ce rapport est inférieur à 1 et supérieur ou égal à 0,1. Des rapports plus faibles conduisent à une structure de filtration présentant des portions de parois entre les canaux de sortie de faible épaisseur, ce qui peut conduire à une réduction de la résistance thermomécanique du filtre. De manière encore plus préférée, le rapport (R e - e) /Ri est compris entre 1,1 et 40, notamment entre 1,3 et 30 ou entre 0,3 et 0,95,
le rapport entre le rayon de courbure R e ou Ri et la demi-période (p) de la structure varie de préférence de 0,2 à 40, notamment de 0,3 à 30,
de préférence, le rapport entre la distance d et la demi-période (p) de la structure est d'au plus 80, notamment d'au plus 60, voire d'au plus 40. Ce rapport est de préférence d'au moins 0,1 notamment 0,2 et même 0,5,
les centres C e et Ci peuvent être situés du même côté de la paroi. Dans ce cas, les faces externes des parois sont convexes par rapport au centre des canaux de sortie,
alternativement, les centres C e et Ci peuvent être situés de part et d'autre de la paroi. Dans ce cas, les faces externes des parois sont concaves par rapport au centre des canaux de sortie.
Le rapport (R e - e) /Ri et la position relative des centres C e et Ci (du même côté ou de part et d'autre de la paroi) sont choisis en fonction de la surface de front ouverte (OFA) , de la surface de filtration et de la surface des parois, ces différents facteurs étant eux-mêmes choisis en fonction de la configuration du système de dépollution, dans le but de minimiser la perte de charge du filtre.
La section des canaux en coupe transversale est de préférence constante sur toute la longueur de la structure. Il est également préféré que les sections de tous les canaux de sortie soient identiques, à l'exception éventuelle des canaux situés en périphérie de la structure de filtration ou des canaux des structures situées en périphérie du filtre. La même caractéristique est également préférée pour les canaux d'entrée.
Pour assurer une bonne capacité de filtration sans trop pénaliser la perte de charge, l'épaisseur des parois est de préférence comprise entre 150 et 700 micromètres, notamment entre 200 et 500 micromètres, voire entre 250 et 400 micromètres. De même, la densité de canaux est de préférence comprise entre 1 et 280 canaux par cm 2 , notamment entre 15 et 65 canaux par cm 2 .
Les canaux d'entrée et/ou de sortie peuvent posséder au moins un coin arrondi, notamment un coin, ou deux, trois, voire quatre coins arrondis.
La porosité du matériau constituant les parois filtrantes du filtre est de préférence comprise entre 30 et 70% en volume et/ou le diamètre médian de pores est de préférence compris entre 5 et 45ym.
Les parois sont de préférence à base de carbure de silicium, qui présente une très bonne résistance chimique et aux températures élevées. Les parois peuvent également être en un matériau choisi parmi la cordiérite, l'alumine, le titanate d'aluminium, la mullite, le nitrure de silicium, les métaux frittés, un mélange silicium/carbure de silicium, ou l'un quelconque de leurs mélanges. Une partie au moins, voire la totalité de la surface des canaux d'entrée est de préférence revêtue d'un catalyseur destiné à favoriser l'élimination des gaz polluants (tels que CO, HC, NO x ) et/ou des suies.
Sur la structure filtrante préalablement décrite, peut ainsi être déposée, de préférence par imprégnation, au moins une phase catalytique active, comprenant de préférence un métal précieux tel que Pt, Pd, Rh et éventuellement un oxyde choisi parmi Ce0 2 , Zr0 2 , ou l'un de leurs mélanges. Le principe actif est habituellement déposé selon des techniques bien connues en catalyse hétérogène, dans la porosité d'une couche support en général à base d'oxyde à forte surface spécifique, par exemple l'alumine, l'oxyde de titane, la silice, l'oxyde de cérium ou de zirconium.
L'invention a également pour objet un filtre assemblé comprenant une pluralité de structures filtrantes telles que précédemment décrites, lesdites structures étant liées entre elles par un ciment. Les structures peuvent être, en section transversale, de forme carrée, rectangulaire, triangulaire ou encore hexagonale.
L'invention a encore pour objet l'utilisation d'une structure de filtration ou d'un filtre assemblé tels que précédemment décrits comme dispositif de dépollution sur une ligne d'échappement d'un moteur Diesel ou Essence, de préférence Diesel.
L'invention a enfin pour objet une filière d'extrusion conformée de manière à former, par extrusion d'une matière céramique, une structure de filtration selon l'invention.
Les figures 1 à 4 et les exemples non limitatifs qui suivent permettent de mieux comprendre l'invention et ses avantages . La figure 1 est une vue de face en élévation d'une portion de la face d'évacuation des gaz d'un filtre selon l'art antérieur.
Les figures 2 à 4 sont des vues de face en élévation d'une portion de la face d'évacuation des gaz d'un filtre selon l'invention.
Sur la figure 1 est représentée une portion de la face d'évacuation d'une structure de filtration selon l'art antérieur, notamment selon la demande WO 2005/016491. La structure est du type en nid d'abeilles et comprend un ensemble de canaux adjacents 11 et 12, longitudinaux, d'axes parallèles entre eux, et séparés par des parois poreuses filtrantes 13. Les canaux 11, 12 sont alternativement bouchés par des bouchons (non-représentés ) à l'une ou l'autre des extrémités de la structure de façon à définir des canaux d'entrée 11 et des canaux de sortie 12 pour le gaz à filtrer, et de façon à forcer ledit gaz à traverser les parois poreuses 13. La face représentée étant une face d'évacuation des gaz (face arrière du filtre), les bouchons (non-représentés) bouchent les canaux d'entrée 11. Au niveau de la face opposée au contraire (face avant ou face d'admission des gaz), ce sont les canaux de sortie 12 qui sont bouchés.
Le carré en traits pointillés représente la maille du réseau périodique à 2 dimensions. La période de la structure, appelée aussi période des canaux, et notée « 2p », correspond à la longueur d'un côté du carré.
La structure de la figure 1 est telle qu'en coupe transversale, les parois poreuses 13 présentent des ondulations périodiques de façon à ce que lesdites parois poreuses 13 présentent une face interne concave par rapport au centre des canaux d'entrée 11 et une face externe convexe par rapport au centre des canaux de sortie 12. Le rapport R est de l'ordre de 2,4.
Chaque canal d'entrée 11 est délimité par quatre parois 13 partagées chacune avec un canal de sortie 12, chaque paroi 13 présentant une face interne 14, du côté du canal d'entrée 11 et concave par rapport au centre dudit canal d'entrée 11, et une face externe 15 du côté du canal de sortie 12. Chaque face interne 14 épouse la forme d'un arc de cercle interne, représenté en traits pointillés, possédant un rayon Ri et un centre Ci. Chaque face externe 15 épouse la forme d'un arc de cercle externe, représenté en traits pointillés, possédant un rayon R e et un centre C e . Les centres Ci du cercle interne et C e du cercle externe sont confondus, si bien que la distance d est nulle.
L'épaisseur e des parois 13 correspond ici à la différence entre le rayon externe R e et le rayon interne Ri, si bien que le rapport (R e -e) /Ri est égal à 1.
La figure 2 illustre une structure de filtration selon 1 ' invention . La structure est du type en nid d'abeilles et comprend un ensemble de canaux adjacents 21 et 22, longitudinaux, d'axes parallèles entre eux, et séparés par des parois poreuses filtrantes 23. Les canaux 21 et 22 sont alternativement bouchés par des bouchons (non-représentés ) à l'une ou l'autre des extrémités de la structure de façon à définir des canaux d'entrée 21 et des canaux de sortie 22 pour le gaz à filtrer, et de façon à forcer ledit gaz à traverser les parois poreuses 23. La face représentée étant la face d'évacuation des gaz (face arrière du filtre), les bouchons bouchent les canaux d'entrée 21. Au niveau de la face opposée au contraire (face avant ou face d'admission des gaz), ce sont les canaux de sortie 22 qui sont bouchés. En coupe transversale, les parois poreuses 23 présentent des ondulations périodiques de façon à ce que les parois poreuses 23 soient concaves par rapport au centre des canaux d'entrée 21 et convexes par rapport au centre des canaux de sortie 22. Le rapport R est de l'ordre de 2,4.
Chaque canal d'entrée 21 est délimité par quatre parois 23 partagées chacune avec un canal de sortie 22, chaque paroi 23 présentant une face interne 24, du côté du canal d'entrée 21 et concave par rapport au centre dudit canal d'entrée 21, et une face externe 25 du côté du canal de sortie 22. Chaque face interne 24 épouse la forme d'un arc de cercle interne, représenté en traits pointillés, possédant un rayon Ri et un centre Ci. Chaque face externe 25 épouse la forme d'un arc de cercle externe, représenté en traits pointillés, possédant un rayon R e et un centre C e . Les centres Ci du cercle interne et C e du cercle externe sont distincts, si bien que la distance d est non-nulle.
L'épaisseur e des parois 23 est indiquée sur la Figure 2. Le rapport (R e - e) /Ri est d'environ 1,9. Le rapport R e /p est d'environ 2,3 tandis que le rapport Ri/p est d'environ 1,1. Le rapport d/p est d'environ 1,0.
La Figure 3 représente une autre structure selon l'invention. Les canaux d'entrée 21 sont inchangés par rapport à ceux de la Figure 2. En revanche, les canaux de sortie 22 ont une forme différente, se rapprochant plus de la forme carrée. La face externe 25 épouse la forme d'un arc de cercle dont le rayon R e est plus grand, si bien que son centre C e est situé en dehors de la figure. Le rapport (R e - e) /Ri est de l'ordre de 22. Les rapports R e /p, Ri/p et d/p sont quant à eux respectivement de 25, 1,1 et 23.
La Figure 4 illustre une autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel les centres C e et Ci sont situés de part et d'autre de la paroi 23. Dans ce cas, les faces externes 25 des parois de sortie sont concaves par rapport au centre des canaux de sortie 22. Le rapport (R e - e) /Ri est de l'ordre de 0,9. Les rapports R e /p, Ri/p et d/p sont quant à eux respectivement de 1,2, 1,3 et 2,7.
L' invention et ses avantages par rapport aux structures déjà connues seront mieux compris à la lecture des exemples non limitatifs qui suivent.
Exemple 1 (comparatif) :
On a synthétisé selon les techniques de l'art, par exemple décrites dans les brevets EP 816065, EP 1 142 619, EP 1 455 923 ou encore WO 2004/090294, une première population d'éléments monolithiques ou monolithes en forme de nid d'abeille et en carbure de silicium.
Pour ce faire, de manière comparable au procédé décrit dans la demande EP 1 142 619, on mélange dans un premier temps 70% poids d'une poudre de SiC dont les grains présentent un diamètre médian dso de 10 microns, avec une deuxième poudre de SiC dont les grains présentent un diamètre médian dso de 0,5 micron. Au sens de la présente description, on désigne par diamètre médian de pore dso le diamètre des particules tel que respectivement 50% de la population totale des grains présente une taille inférieure à ce diamètre. A ce mélange est ajouté un porogène du type polyéthylène dans une proportion égale à 5% poids du poids total des grains de SiC et un additif de mise en forme du type methylcellulose dans une proportion égale à 10% poids du poids total des grains de SiC.
On ajoute ensuite la quantité d'eau nécessaire et on malaxe jusqu'à obtenir une pâte homogène dont la plasticité permet l'extrusion à travers une filière configurée pour l'obtention de blocs monolithes de section carrée et dont les canaux internes présentent une section transversale illustrée schématiquement en figure 1. La demi-période p des ondulations est de 1,48 mm.
Les monolithes crus obtenus sont séchés par micro-onde pendant un temps suffisant pour amener la teneur en eau non liée chimiquement à moins de 1 ~6 en masse .
Les canaux de chaque face du monolithe sont alternativement bouchés selon des techniques bien connues, par exemple décrites dans la demande WO 2004/065088.
Les monolithes (éléments) sont ensuite cuits sous argon selon une montée en température de 20°C/heure jusqu'à atteindre une température maximale de 2200°C qui est maintenue pendant 6 heures.
Le matériau poreux obtenu, présente une porosité ouverte de 47% et un diamètre médian de pores de l'ordre de 15 micromètres.
Un filtre assemblé est ensuite formé à partir des monolithes. Seize éléments issus d'un même mélange ont été assemblés entre eux selon les techniques classiques par collage au moyen d'un ciment de composition chimique suivante : 72% poids de SiC, 15% poids d'Al 2 0 3 , 11% poids de S1O 2 , le reste étant constitué par des impuretés, majoritairement de Fe 2 Û 3 et d'oxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux . L'épaisseur moyenne du joint entre deux blocs voisins est de l'ordre de 1,2 mm. L'ensemble est ensuite usiné, afin de constituer des filtres assemblés de forme cylindrique d'environ 14,4 cm de diamètre. Un ciment de même composition que le ciment de joint est déposé à la périphérie du filtre usiné, avec une épaisseur de 1,3 mm.
Les caractéristiques dimensionnelles des éléments ainsi obtenus sont données dans le tableau 1 ci-après. Exemples 2 à 5 (selon l'invention) :
La technique de synthèse des monolithes décrite précédemment est reprise à l'identique, mais la filière est cette fois adaptée de manière à réaliser des blocs monolithes se caractérisant par des géométries du type de celles représentées schématiquement en figures 2 à 4.
Les caractéristiques dimensionnelles des éléments ainsi obtenus sont données dans le tableau 1 ci-après.
Tableau 1
Les échantillons obtenus ont été évalués e caractérisés selon les modes opératoires suivants :
Caractéristiques dimensionnelles
Le tableau 2 ci-après indique pour chaque exemple les caractéristiques dimensionnelles suivantes :
- l'OFA (« open front area » en anglais) ou surface de front ouverte, obtenue en calculant le rapport en pourcentage de l'aire couverte par la somme des sections transversales des canaux d'entrée de la face avant des éléments monolithiques unitaires (hormis les parois et bouchons) sur l'aire totale de la section transversale correspondante desdits éléments unitaires. Le volume de stockage des résidus est d'autant plus grand que ce pourcentage sera élevé,
- le WALL, qui correspond au rapport, selon une coupe transversale et en pourcentage, entre la surface occupée par l'ensemble des parois d'un élément monolithique unitaire (hormis les bouchons) et l'aire totale de ladite section transversale,
- la surface spécifique de filtration de l'élément monolithique unitaire, qui correspond à la surface interne de l'ensemble des parois des canaux d'entrée filtrants exprimée en m 2 , rapportée au volume en dm 3 de monolithe. Le volume de stockage des suies est d' autant plus élevé que la surface spécifique ainsi définie est grande.
Mesure de perte de charge :
Par perte de charge, on entend au sens de la présente invention la pression différentielle existant entre l'amont et l'aval du filtre. La perte de charge a été mesurée selon les techniques de l'art, pour un débit de gaz de 450 kg/h et une température de 600°C sur les filtres neufs (non- chargés en suie) correspondant aux conditions de puissance maximum d'un moteur de type 2L turbo .
Les résultats obtenus pour les exemples 1 à 4, directement comparables, ont été reportés dans le tableau 2.
Tableau 2
Les structures dont la géométrie a été choisie selon l'invention présentent par conséquent une plus faible perte de charge relativement aux structures conventionnelles, avec un gain pouvant atteindre des valeurs de l'ordre de