La présente invention concerne un système de récupération d'énergie dans un circuit d'échappement d'un moteur thermique, notamment pour véhicule automobile.

On connaît, par exemple par le brevet US 8,862,369, le principe de recirculer une partie des gaz d'échappement d'un moteur à combustion vers l'admission du moteur, de préférence après les avoir refroidis en traversant un échangeur thermique. Cette technologie permet, sur les moteurs Diesel, de réduire les émissions d'oxyde d'azote. Elle permet également, sur les moteurs à allumage commandé suralimentés, de diminuer la consommation de carburant.

On connaît également, notamment par la demande internationale WO2013/167823, le principe de récupérer une partie de la chaleur des gaz d'échappement d'un moteur thermique, en transférant cette énergie thermique vers un fluide caloporteur. Pour cela, le circuit

d'échappement du moteur thermique comprend différentes lignes connectées entre elles, et le débit de gaz dans les différentes lignes est contrôlé par plusieurs vannes.

La présence simultanée d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement vers d'admission du moteur et d'un dispositif de récupération d'énergie à l'échappement tend à multiplier le nombre de composants nécessaires, comme par exemple les échangeurs thermiques et les vannes de contrôle du débit de gaz dans les différentes lignes. Cette augmentation du nombre de composants augmente le cout du système, ainsi que son poids et rend leur implantation dans le véhicule plus difficile.

Le but de l'invention est de permettre d'assurer une recirculation des gaz d'échappement et une récupération d'énergie à l'échappement, soit sélectivement soit de manière concomitante, tout en minimisant le nombre de composants présents dans les différents circuits et en facilitant leur intégration.

A cet effet, l'invention propose un système de récupération d'énergie dans un circuit de gaz d'échappement d'un moteur thermique, comprenant :

une ligne d'échappement,

une vanne de contrôle du débit d'échappement disposée dans la ligne d'échappement , une ligne de recirculation agencée pour recevoir des gaz d'échappement du moteur thermique, la ligne de recirculation comportant un échangeur thermique,

- un conduit auxiliaire reliant la ligne d'échappement et la ligne de recirculation, la jonction entre le conduit auxiliaire et la ligne d'échappement étant située en aval de la vanne de contrôle du débit d'échappement, et la jonction entre le conduit auxiliaire et la ligne de recirculation étant située en aval de l'échangeur thermique,

une vanne trois voies disposée à la jonction entre le conduit auxiliaire et la ligne de recirculation, la vanne trois voies étant agencée pour contrôler le débit de gaz circulant dans le conduit auxiliaire et le débit de gaz circulant dans la ligne de recirculation,

l'échangeur thermique étant en partie intégré à un dispositif de dépollution des gaz

d'échappement du moteur thermique.

L'intégration partielle de l'échangeur thermique au dispositif de dépollution permet d'obtenir un ensemble compact. De plus les gaz d'échappement entrent ainsi dans l'échangeur thermique à une température élevée, ce qui permet d'augmenter le potentiel de récupération d'énergie.

De préférence, la vanne trois voies comporte un volet unique mobile en rotation.

L'emploi d'une vanne trois voies permet de contrôler le débit dans deux portions de circuit différentes avec une vanne unique, ce qui simplifie le système. L'emplacement de la vanne trois voies est appelé « coté froid », car les gaz d'échappement rejoignent la vanne trois voies après avoir subi un refroidissement en traversant l'échangeur thermique.

Avantageusement, le volet de la vanne trois voies est mobile en rotation entre :

Une première position angulaire dans laquelle la section de passage du conduit auxiliaire est maximale et la section de passage de la ligne de recirculation est minimale, et

Une deuxième position angulaire dans laquelle la section de passage du conduit auxiliaire est minimale et la section de passage de la ligne de recirculation est maximale.

L'ajustement de la position du volet de la vanne trois voies permet d'ajuster de manière continue la section de passage respective du conduit auxiliaire et de la ligne de recirculation.

De préférence, la section de passage minimale de la ligne de recirculation correspond à une obturation totale de la ligne de recirculation.

II est ainsi possible de n'avoir aucune recirculation de gaz d'échappement, l'ensemble des gaz d'échappement étant alors évacué directement du moteur.

De préférence encore, la section de passage minimale du conduit auxiliaire correspond à une obturation à 90% du conduit auxiliaire.

Le conduit auxiliaire peut ainsi toujours évacuer des gaz d'échappement. Avantageusement, la section de passage maximale du conduit auxiliaire correspond à une ouverture totale du conduit auxiliaire. De préférence, la jonction entre le conduit auxiliaire et la ligne d'échappement est située en aval d'une vanne de contrôle du débit d'échappement.

Avantageusement, la section de passage maximale de la ligne d'échappement correspond à une ouverture totale de la ligne d'échappement.

L'ouverture totale de la section de passage permet de minimiser les pertes de charge et donc le rendement énergétique du système.

Selon un mode de réalisation, la section de passage de la ligne de recirculation est contrôlée par une première aile du volet, et la section de passage du conduit auxiliaire est contrôlée par une deuxième aile du volet. De cette manière, l'augmentation de la section de passage de la ligne de recirculation est concomitante avec la diminution de la section de passage du conduit auxiliaire.

Selon un mode de réalisation, la jonction entre la ligne de recirculation et le conduit auxiliaire est située en amont de la position occupée par la première aile du volet lorsque le volet est en position assurant la section de passage minimale de la ligne de recirculation. Avantageusement, la ligne d'échappement est reliée à un dispositif de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur thermique.

La ligne d'échappement et l'échangeur thermique de la ligne de recirculation sont ainsi tous les deux reliés au dispositif de dépollution des gaz d'échappement, ce qui permet une disposition compacte. De préférence, le dispositif de dépollution comprend un filtre à particules.

Les gaz d'échappement sont ainsi débarrassés des particules provenant de résidus de combustion. Les gaz d'échappement recirculés génèrent ainsi moins d'encrassement du circuit de refroidissement et sont moins agressifs pour le dispositif de suralimentation du moteur lorsque une recirculation des gaz d'échappement en amont du compresseur est réalisée. Selon un mode de réalisation, la vanne de contrôle du débit d'échappement est une vanne de type à volet rotatif.

Ce type de vanne est de construction simple et permet d'effectuer un contrôle précis du débit d'échappement.

Selon un mode de réalisation, le volet rotatif de la vanne de contrôle du débit d'échappement est inséré dans un arbre de rotation du volet rotatif. Cette disposition permet un assemblage facile.

Selon un mode de réalisation, le volet de la vanne trois voies est un assemblage de deux parties de volet.

Chaque partie du volet rotatif de la vanne trois voies est ainsi fabriquée de manière simple, et les deux parties de volet sont ensuite assemblées ensemble.

En variante, le volet de la vanne trois voies est monobloc.

Le volet peut par exemple être obtenu par déformation d'une pièce préformée. Le nombre de constituants est ainsi minimisé.

De préférence, l'échangeur thermique est de type air/eau.

Une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement est transférée au fluide caloporteur circulant dans l'échangeur thermique. L'utilisation de cette énergie récupérée permet d'augmenter le rendement thermique global du groupe moto-propulseur et donc de diminuer sa consommation de carburant.

Selon un mode de réalisation, l'échangeur thermique est relié à un circuit de refroidissement du moteur thermique, la chaleur des gaz d'échappement étant transférée au liquide de

refroidissement.

L'énergie récupérée des gaz d'échappement peut ainsi accélérer la montée en température du moteur. La combustion est favorisée et les frottements du moteur sont minimisés, ce qui permet de réduire la consommation de carburant. Selon un autre mode de réalisation, l'échangeur thermique est relié à un circuit de liquide indépendant du circuit de refroidissement du moteur thermique.

L'énergie récupérée des gaz d'échappement est transférée au fluide d'un circuit de

refroidissement indépendant de celui du moteur. Ce fluide peut être utilisé pour un usage spécifique, par exemple la production d'énergie électrique par détente à travers une turbine entraînant un générateur.

Avantageusement, le liquide de refroidissement est principalement constitué d'alcool.

L'ébullition du liquide de refroidissement est ainsi atteinte pour des températures peu élevées.

L'invention concerne également un procédé de récupération d'énergie, mettant en œuvre le système de récupération d'énergie tel que décrit précédemment, comprenant les étapes suivantes : Contrôler la vanne de contrôle du débit d'échappement disposée dans la ligne d'échappement, (étape 50)

Contrôler la vanne trois voies disposée à la jonction entre un conduit auxiliaire et une ligne de recirculation, (étape 51)

Le contrôle de la position des deux vannes permet d'assurer différents modes de

fonctionnement, satisfaisants différents objectifs correspondant à différentes phases d'utilisation du moteur.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement est minimale,

Maintenir la vanne trois voies dans une position où la section de passage du conduit auxiliaire est maximale et la section de passage de la ligne de recirculation est minimale, pour maximiser la récupération d'énergie des gaz d'échappement sans assurer de recirculation de gaz d'échappement.

Ce mode d'utilisation, désigné par mode 1, permet de récupérer le maximum d'énergie des gaz d'échappement en forçant l'ensemble des gaz d'échappement à traverser l'échangeur thermique. Aucune recirculation de gaz d'échappement n'est alors assurée.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement est maximale,

Contrôler la position de la vanne trois voies autour d'une position d'ouverture partielle de la ligne de recirculation,

pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés.

Ce mode d'utilisation, désigné par mode 2, permet d'assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés. Dans ce mode, le taux de recirculation est ajusté à des valeurs faibles, de l'ordre de 15%, ce qui signifie que le débit de gaz recirculés correspond à 15% du débit total de gaz d'admission du moteur.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne trois voies dans une position où la section de passage du conduit auxiliaire est minimale et la section de passage de la ligne de recirculation est maximale,

Contrôler la position de la vanne de contrôle du débit d'échappement autour d'une position d'ouverture partielle, pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés.

Ce mode d'utilisation, désigné par mode 3, permet d'assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés, le taux de recirculation pouvant atteindre des valeurs plus élevées que celles du mode 2. En effet, la fermeture partielle de la ligne d'échappement permet d'augmenter le débit dans la portion de circuit située en amont de la vanne trois voies. La régulation du taux de recirculation est assurée en contrôlant la position de la vanne de contrôle du débit à l'échappement.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement est minimale,

Contrôler la position de la vanne trois voies autour d'une position d'ouverture partielle de la ligne de recirculation,

pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés et assurer une récupération d'énergie des gaz d'échappement.

Ce mode d'utilisation, désigné par mode 4, permet de réguler le taux de gaz d'échappement recirculés tout en maximisant la récupération d'énergie des gaz d'échappement, puisque la section de passage minimale de la ligne d'échappement force les gaz d'échappement à traverser l'échangeur thermique avant d'être évacués.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

- Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement est maximale,

Contrôler la position de la vanne trois voies autour d'une position d'ouverture partielle du conduit de recirculation,

pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés en maximisant la température des gaz d'échappement recirculés.

Ce mode d'utilisation, désigné par mode 5, permet qu'une fraction des gaz d'échappement, n'ayant pas subi de refroidissement à travers l'échangeur thermique, empruntent le conduit auxiliaire et participe au débit de gaz recirculés. Ce mode permet de favoriser la combustion dans les premières secondes de fonctionnement du moteur, en augmentant la température du mélange comburant admis.

L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures. - La figure 1 représente de manière schématique un moteur à combustion équipé d'un système de récupération d'énergie selon l'invention,

- La figure 2 décrit de manière schématique la position des différentes vannes de contrôle du débit de gaz du système de récupération d'énergie, selon le mode d'utilisation 1,

- La figure 3 décrit de manière schématique la position des différentes vannes de contrôle du débit de gaz du système de récupération d'énergie, selon le mode d'utilisation 2,

- La figure 4 décrit manière schématique la position des différentes vannes de contrôle du débit de gaz du système de récupération d'énergie, selon le mode d'utilisation 3,

- La figure 5 décrit manière schématique la position des différentes vannes de contrôle du débit de gaz du système de récupération d'énergie, selon le mode d'utilisation 4,

- La figure 6 décrit manière schématique la position des différentes vannes de contrôle du débit de gaz du système de récupération d'énergie, selon le mode d'utilisation 5. - La figure 7 est un schéma bloc illustrant les différentes étapes du procédé mis en œuvre par le dispositif des figures 1 à 6.

On a représenté sur la figure 1 un moteur thermique 1 équipé d'un système de récupération d'énergie 30.

Le fonctionnement du moteur thermique 1 est classique : le moteur 1 comprend un circuit d'admission 2 en gaz comburant, un circuit d'échappement 3 des gaz brûlés et un circuit de recirculation 4 des gaz d'échappement.

L'air comburant alimentant le moteur 1 est admis par l'entrée 21 du circuit d'admission 2, puis est comprimé par un dispositif de suralimentation, comprenant un compresseur 22 entraîné par une turbine 23 solidaire du même axe que le compresseur 22. Le flux gazeux sortant du compresseur 22 est refroidi dans l'échangeur de suralimentation 25. Le débit de ce flux est ajusté par le boitier papillon 24, et vient alimenter le moteur 1 en gaz comburant. Le répartiteur d'admission permet de répartir le flux traversant le boitier papillon 24 entre les différents cylindres du moteur 1.

Le carburant est injecté dans le moteur 1 par un système d'injection 26 et brûlé dans les chambres de combustion, permettant ainsi au moteur 1 de fournir de l'énergie mécanique.

Le mélange gazeux résultant du processus de combustion est évacué du moteur 1 par le circuit d'échappement 3. Les gaz d'échappement traversent la turbine 23 et fournissent, en s'y détendant, l'énergie mécanique nécessaire à la compression du mélange traversant le compresseur 22.

Après détente dans la turbine 23, les gaz d'échappement traversent un dispositif de dépollution 20, comprenant un catalyseur, qui catalyse les réactions chimiques d'oxydation et de réduction des polluants se trouvant dans les gaz d'échappement. Le dispositif de post-traitement 20 comporte également un filtre à particules, retenant les particules contenues da ns les gaz d'échappement.

Le système de récupération d'énergie 30 dans le circuit de gaz d'échappement 3 du moteur thermique 1, comprend :

- une ligne d'échappement 5,

une vanne de contrôle du débit d'échappement 17 disposée dans la ligne d'échappement 5, une ligne de recirculation 6 agencée pour recevoir des gaz d'échappement du moteur thermique 1, la ligne de recirculation 6 comportant un échangeur thermique 7,

un conduit auxiliaire 9 reliant la ligne d'échappement 5 et la ligne de recirculation 6, la jonction 15 entre le conduit auxiliaire 9 et la ligne d'échappement 5 étant située en aval de la vanne de contrôle du débit d'échappement 17, et la jonction 10 entre le conduit auxiliaire 9 et la ligne de recirculation 6 étant située en aval de l'échangeur thermique 7,

une vanne trois voies 11 disposée à la jonction 10 entre le conduit auxiliaire 9 et la ligne de recirculation 6, la vanne trois voies 11 étant agencée pour contrôler le débit de gaz circulant dans le conduit auxiliaire 9 et le débit de gaz circulant dans la ligne de recirculation 6, l'échangeur thermique 7 étant en partie intégré à un dispositif de dépollution 20 des gaz d'échappement du moteur thermique 1.

La vanne trois voies 11 comporte un volet 12 unique, mobile en rotation.

Le volet 12 de la vanne trois voies 11 est mobile en rotation entre :

- Une première position angulaire dans laquelle la section de passage du conduit auxiliaire 9 est maximale et la section de passage de la ligne de recirculation 6 est minimale, et

Une deuxième position angulaire dans laquelle la section de passage du conduit auxiliaire 9 est minimale et la section de passage de la ligne de recirculation 6 est maximale.

L'ajustement de la position du volet de la vanne trois voies permet d'ajuster de manière continue la section de passage respective du conduit auxiliaire 9 et de la ligne de recirculation 6.

La section de passage minimale de la ligne de recirculation 6 correspond à une obturation totale de la ligne de recirculation 6. Par obturation totale, on entend un débit nul à travers la ligne de recirculation 6, aux fuites près. En effet, les inévitables imperfections géométriques des pièces laissent subsister un débit de fuite généralement négligeable.

La section de passage minimale du conduit auxiliaire 9 correspond à une obturation à 90% du conduit auxiliaire 9. On entend par là que 90% de la surface de passage maximale de la ligne d'échappement est obturée. Autrement dit, la surface de passage est alors égale à 10% de la surface de passage maximale.

En effet, le conduit auxiliaire doit permettre que même en cas de blocage de la vanne trois voies en position ouverte l'évacuation des gaz brûlés à travers le conduit auxiliaire soit suffisante pour assurer un fonctionnement correct du moteur.

La section de passage maximale du conduit auxiliaire 9 correspond à une ouverture totale du conduit auxiliaire 9.

La section de passage de la ligne de recirculation 6 est contrôlée par une première aile 13 du volet 12, et la section de passage du conduit auxiliaire 9 est contrôlée par une deuxième aile 14 du volet 12.

Ainsi, l'augmentation de la section de passage de la ligne de recirculation 6 est concomitante avec la diminution de la section de passage du conduit auxiliaire 9.

La jonction 10 entre la ligne de recirculation 6 et le conduit auxiliaire 9 est située en amont de la position occupée par la première aile 13 du volet 12 lorsque le volet 12 est en position assurant la section de passage minimale de la ligne de recirculation 6.

Le volet 12 de la vanne trois voies 11 est un assemblage de deux parties de volet. Les deux parties de volet peuvent être assemblées ensemble par vissage, brasage, ou soudage.

La vanne trois voies 11 comporte un moteur électrique, non représenté, permettant de commander la rotation du volet 12 par l'intermédiaire d'un mécanisme de commande comportant plusieurs engrenages. Un capteur de position permet de connaître la position angulaire du volet 12 et d'en assurer un contrôle en boucle fermée. Ce contrôle peut être assuré par l'unité électronique pilotant le fonctionnement du moteur thermique 1, ou par une unité électronique dédiée. L'unité électronique de contrôle n'a pas été représentée.

La vanne de contrôle du débit d'échappement 17 est une vanne de type à volet rotatif. La vanne 17 peut être également contrôlée par l'unité électronique pilotant le fonctionnement du moteur thermique 1. La rotation du volet 19 peut être assurée par un moteur électrique, où par un actionneur pneumatique. Dans l'exemple considéré, le volet rotatif 19 de la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 est inséré dans l'arbre de rotation du volet rotatif.

La section de passage maximale de la ligne d'échappement 5 correspond à une ouverture totale de la ligne d'échappement 5. Cette ouverture totale est obtenue pour la position angulaire dans laquelle le volet 19 est aligné avec l'axe de la ligne d'échappement 5.

La jonction 15 entre le conduit auxiliaire 9 et la ligne d'échappement 5 est située en aval de la vanne de contrôle du débit d'échappement 17.

La ligne d'échappement 5 est reliée au dispositif de dépollution 20 des gaz d'échappement du moteur thermique 1. Le dispositif de dépollution 20 comprend un filtre à particules. Le dispositif de dépollution 20 comprend également un catalyseur d'oxydation.

L'échangeur thermique est soudé sur le dispositif de dépollution 20. Les gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution 20 peuvent ainsi entrer directement dans l'échangeur thermique 20. Les pertes thermiques jusqu'à l'entrée dans l'échangeur 7 sont ainsi minimisées. Certaines réactions chimiques assurées par le dispositif de dépollution 20 sont exothermiques, les gaz d'échappement entrent ainsi dans l'échangeur thermique avec une température élevée, ce qui permet d'augmenter le potentiel de récupération d'énergie du système.

L'échangeur thermique 7 est de type air/eau.

Une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement est transférée au fluide caloporteur circulant dans l'échangeur thermique.

Dans l'exemple décrit, l'échangeur thermique 7 est relié au circuit de refroidissement du moteur thermique 1, la chaleur des gaz d'échappement étant transférée au liquide de refroidissement.

L'énergie récupérée des gaz d'échappement permet ainsi d'accélérer la montée en température du liquide de refroidissement du moteur 1. La combustion est favorisée et les frottements du moteur sont minimisés, ce qui permet de réduire la consommation de carburant du moteur.

L'invention concerne également un procédé de récupération d'énergie, mettant en œuvre le système de récupération d'énergie 30 tel que décrit précédemment, comprenant les étapes suivantes :

Contrôler la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 disposée dans la ligne d'échappement 5, (étape 50) Contrôler la vanne trois voies 11 disposée à la jonction entre un conduit auxiliaire 9 et une ligne de recirculation 6. (étape 51)

Le contrôle de la position des deux vannes 11 et 17 permet d'assurer la recirculation des gaz d'échappement et la récupération d'énergie à l'échappement. Les flux de gaz entre les différentes lignes où s'écoulent les gaz d'échappement peuvent être optimisés en gérant la position des deux vannes de contrôle. Suivant les conditions d'utilisation du moteur et du véhicule, différents modes peuvent être obtenus, et seront décrits ci-dessous.

Les différents modes de fonctionnement peuvent être utilisés tour à tour afin d'optimiser en temps réel le fonctionnement du système en fonction des conditions d'utilisation du moteur. Le critère d'optimisation utilisé est différent suivant les différents modes.

Le procédé décrit est mis en œuvre par une unité électronique de contrôle, qui peut notamment être l'unité de pilotage du moteur thermique.

Selon un mode de réalisation, le procédé de récupération d'énergie comprend les étapes suivantes :

- Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement 5 est minimale,

Maintenir la vanne trois voies 11 dans une position où la section de passage du conduit auxiliaire 9 est maximale et la section de passage de la ligne de recirculation 6 est minimale, pour maximiser la récupération d'énergie des gaz d'échappement sans assurer de recirculation de gaz d'échappement.

Dans ce mode d'utilisation, désigné par mode 1, et schématisé sur la figure 2, le volet 19 de la vanne 17 obture la voie d'échappement, dont la section de passage est alors minimale. Les gaz d'échappement passent donc par l'échangeur thermique 7 et rejoignent la ligne d'échappement 5 en aval de la vanne 17. L'aile 13 du volet 12 de la vanne trois voies 11 étant alors en position d'obturation de la voie de recirculation 6, il n'y a pas de recirculation de gaz d'échappement. Ce mode de fonctionnement correspond à une récupération d'énergie maximale, sans assurer de recirculation de gaz d'échappement.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement 5 est maximale,

Contrôler la position de la vanne trois voies 11 autour d'une position d'ouverture partielle de la ligne de recirculation 6, pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés.

Dans ce mode d'utilisation, désigné par mode 2, et schématisé sur la figure 3, le volet 12 de la vanne trois voies 11 est disposé en position d'ouverture partielle de la voie de recirculation 6. Le volet 19 de la vanne 17 est lui en position d'ouverture maximale de la ligne d'échappement 5. L'ouverture contrôlée du volet 12 de la vanne trois voies 11 permet de réguler le débit de gaz d'échappement recirculés. La position du volet 12 est ajustée en continu afin que le débit de gaz d'échappement soit égal à sa valeur de consigne. Le taux de gaz d'échappement recirculés est défini comme le débit de gaz d'échappement recirculés divisé par le débit total de gaz comburant consommé par le moteur. Le taux de gaz d'échappement recirculés est exprimé en pourcentage. Dans ce mode, le taux de recirculation est ajusté à des valeurs faibles, comprises entre 0% et environ 15%. La récupération d'énergie est très limitée, puisque la section de passage de la ligne d'échappement 5 est maximale, les gaz d'échappement s'évacuent donc préférentiellement sans traverser l'échangeur thermique 7. Comme on le voit sur la figure 1, la recirculation des gaz d'échappement est assurée entre un point du circuit d'échappement situé en aval de la turbine de suralimentation 23 et un point du circuit d'admission situé en amont du compresseur de suralimentation 22, ce qui correspond à l'architecture appelée couramment « basse pression ».

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne trois voies 11 dans une position où la section de passage du conduit auxiliaire 9 est minimale et la section de passage de la ligne de recirculation 6 est maximale,

Contrôler la position de la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 autour d'une position d'ouverture partielle,

pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés.

Dans ce mode d'utilisation, désigné par mode 3, et schématisé sur la figure 4, le volet 12 de la vanne trois voies 11 est disposé en position d'ouverture minimale du conduit auxiliaire 9 et simultanément d'ouverture maximale de la ligne de recirculation 6. L'ouverture contrôlée de la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 permet de réguler le débit de gaz d'échappement recirculés. Le taux de recirculation peut atteindre des valeurs plus élevées que dans le mode 2, de l'ordre de 25%, et peut atteindre 70%. En effet, la fermeture partielle de la ligne

d'échappement permet d'augmenter le débit de gaz à travers l'échangeur thermique 7 et dans la portion de circuit située en amont de la vanne trois voies 11. Le taux de gaz recirculés est contrôlé en temps réel en ajustant la position de l'obturateur 19 de la vanne de contrôle du débit d'échappement 17. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement 5 est minimale,

Contrôler la position de la vanne trois voies 11 autour d'une position d'ouverture partielle de la ligne de recirculation 6,

pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés et assurer une récupération d'énergie des gaz d'échappement.

Dans ce mode d'utilisation, désigné par mode 4, et schématisé sur la figure 5, le volet 12 de la vanne trois voies 11 est disposé en position d'ouverture partielle de la voie de recirculation 6. Le conduit auxiliaire 9 est partiellement fermé. Le volet 19 de la vanne 17 obture la ligne d'échappement 5, dont la section de passage est minimale. Les gaz d'échappement traversent préférentiellement l'échangeur thermique 7, et l'ouverture contrôlée de la vanne trois voies 11 permet de contrôler le taux de gaz d'échappement recirculés. Dans ce mode d'utilisation, le taux de gaz d'échappement recirculés peut être régulé selon un faible ou un fort taux, tout en assurant une récupération d'énergie à l'échappement.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes :

Maintenir la vanne de contrôle du débit d'échappement 17 dans une position où la section de passage de la ligne d'échappement 5 est maximale,

Contrôler la position de la vanne trois voies 11 autour d'une position d'ouverture partielle du conduit de recirculation,

pour assurer une régulation du débit de gaz d'échappement recirculés en maximisant la température des gaz d'échappement recirculés.

Dans ce mode d'utilisation, désigné par mode 5, et schématisé sur la figure 6, la position du volet 19 de la vanne de contrôle du débit à l'échappement 17 assure l'ouverture maximale de la ligne d'échappement 5. Le volet 12 de la vanne trois voies 11 est en position d'ouverture partielle de la voie de recirculation 6, le conduit auxiliaire 9 étant également partiellement ouvert. Une partie des gaz d'échappement, n'ayant pas subi de refroidissement à travers l'échangeur thermique 7, emprunte le conduit auxiliaire 9 et participe au débit de gaz recirculés à l'admission du moteur 1. Ce mode permet de réaliser une recirculation de gaz d'échappement non refroidis, ce qui permet d'augmenter la température du mélange comburant admis par le moteur 1. Cela favorise la qualité de la combustion dans les premières secondes de fonctionnement du moteur, assurant une combustion plus stable et générant moins d'émissions polluantes. Selon des modes de réalisation non représentés, le système de récupération d'énergie décrit peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou combinées entre elles :

Le volet 12 de la vanne trois voies 11 peut être monobloc. Le volet peut par exemple être obtenu par déformation d'une pièce préformée. Le nombre de constituants est ainsi minimisé.

Les deux parties du volet 12 de la vanne trois voies 11 peuvent être soudées, ou brasées, ou serties l'une à l'autre.

L'échangeur thermique 7 peut être relié à un circuit de liquide indépendant du circuit de refroidissement du moteur thermique 1. L'énergie récupérée des gaz d'échappement est alors transférée au fluide caloporteur d'un circuit de refroidissement indépendant de celui du moteur. Ce fluide peut être utilisé pour un usage spécifique, par exemple la production d'énergie électrique par détente à travers une turbine entraînant un générateur. - Le liquide de refroidissement peut être principalement constitué d'alcool.

L'ébullition du liquide de refroidissement est ainsi atteinte pour des températures peu élevées.

L'échangeur thermique 7 peut être fixé au dispositif de dépollution 20 par vis et écrous.

La recirculation de gaz d'échappement peut être réalisée entre un point du circuit d'échappement situé en amont de la turbine de suralimentation et un point du circuit d'admission situé en aval du compresseur de suralimentation, selon l'architecture dite « haute pression ».

Le moteur 1 peut être un moteur à allumage par compression, aussi appelé moteur Diesel. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.