FAP est un acronyme formé par les initiales de « Filtre A Particules« . C’est un système anti pollution qui se situe dans la ligne d’échappement d’une voiture thermique. Son rôle est de réduire l’émission dans l’atmosphère des particules les plus nocives.
Il a été développé à l’origine par Daimler-Benz pour Mercedes en 1985. Mais le système est rapidement abandonné faute de succès commercial pour la Classe S W126 sur lequel il est monté.
C’est PSA Peugeot Citroën qui s’y intéresse à nouveau dans les années 2000. Le constructeur fait figure de précurseur puisqu’il équipe d’un FAP sa nouvelle 607 HDI, puis rapidement un grand nombre de ses modèles diesel.
Depuis 20 ans, les normes européennes d’émission se sont renforcées. Ce sont elles qui fixent les limites maximales de rejets de gaz toxiques pour l’organisme et polluants pour la planète (oxyde d’azote, monoxyde de carbone, particules fines) pour les véhicules neufs à moteur thermique. L’objectif est de réduire la pollution atmosphérique engendrée par la circulation routière.
Depuis le 1er janvier 2020, la norme Euro 6 impose autant pour les moteurs essence que diesel une émission de particules limitée à 6,0×10^11 par km (et 4,5mg/km).
La généralisation du Filtre à Particule dans nos véhicules diesel comme essence est donc en marche. Mais le remplacement d’un FAP usagé coûte cher… Alors comment préserver sa durée de vie avec une huile de vidange adaptée, que ce soit chez carter-cash ou dans un autre centre auto ?
Sommaire
Pourquoi un moteur à explosion pollue ?
La pollution émise par le tuyau d’échappement sous forme de gaz ou de vapeurs lors du fonctionnement d’un moteur se compose d’un mélange d’hydrocarbures (HC) non brûlés, de composés organiques volatils (COV), de monoxyde de carbone (CO) et d’oxyde d’azote (NOx), d’ Ozone (O3) et des particules fines, particulièrement dangereuses pour l’organisme.
Ces émissions polluantes sont la résultante d’une combustion incomplète du mélange air/carburant.
En effet, pour obtenir une combustion complète avec uniquement un rejet de dioxyde de carbone (CO2), d’eau (H2O) et d’azote (N), il faut des conditions idéales.
Et le fonctionnement d’un moteur est loin de les reproduire. En effet, il existe des zones froides dans sa chambre de combustion, des fluctuations incessantes des proportions du mélange air/carburant, des différences de température entre celle de l’air d’admission et celle du moteur, des alternances de rythme de conduite.
Comment fonctionne un FAP ?
Le Filtre à Particules se situe dans la ligne d’échappement, en aval du catalyseur. Il permet de capturer, par filtration physique, les fines particules contenues dans les gaz d’échappement. Elles sont ensuite brulées, formant de la suie qui peut colmater le FAP s’il n’est pas nettoyé régulièrement.
Ces particules, néfastes pour l’organisme en raison de leur très petites tailles, sont principalement composées de carbone.
Le filtre possède souvent une géométrie en nid d’abeilles. Il est généralement constitué de céramique (carbure de silicium) dont la conductivité thermique permet de dissiper la chaleur efficacement lors de la régénération.
Mais qu’est ce que la régénération du FAP ?
La régénération du FAP est un cycle automatique de nettoyage à très haute température. Elle intervient après environ 1 000 km de fonctionnement, quand le calculateur détecte son colmatage. Par analogie, il s’apparente à un ramonage de cheminée ou une pyrolyse de four.
En effet, l’agglomération des particules capturées forme une couche de suie dans le filtre qui augmente ses propriétés de rétention et donc son efficacité.
En revanche, ce phénomène nuit à l’évacuation des gaz d’échappement (perte de charges) et au bon fonctionnement du moteur. La couche de suie doit donc être éliminée à fréquence régulière, par combustion, dés que le calculateur détecte que c’est nécessaire.
Comment le calculateur peut-il détecter cette information ? C’est très simple, grâce à deux sondes de pression situées avant et après le FAP.
Si la pression en entrée et en sortie de FAP n’est plus la même, c’est parce que les gaz d’échappement circulent moins bien. Le FAP est donc obstrué.
Les 3 modes de régénération d’un Filtre à Particules
La régénération peut être :
- active
- passive
- forcée
La régénération est passive (spontanée) quand un régime soutenu (long trajet sur autoroute) permet naturellement de faire monter la température dans le pot d’échappement. Cette dernière doit atteindre 550°c pour provoquer la combustion des particules qui colmatent le FAP. Cette régénération est la plus naturelle mais difficile à mettre en œuvre lors d’une utilisation urbaine de sa voiture.
La régénération est active (commandée) quand un régime soutenu n’a pas lieu (courts trajets en ville) et que le pot d’échappement n’atteint pas la température requise. Dans ce cas, le calculateur utilise la post injection/post combustion.
Mais qu’est-ce que la post injection ?
Dans un moteur 4 temps, c’est lors de l’admission que le carburant est injecté par les injecteurs, au même titre que l’air via le papillon et le collecteur d’admission, afin de permettre la compression du mélange, puis son explosion et enfin l’évacuation des gaz brûlés.
La post injection se déroule après la combustion et rajoute une injection de carburant. En effet, après l’injection du carburant qui a engendré l’explosion, quand le piston est au point le plus haut de son cycle (Point Mort Haut, PMH) et se trouve sur le point d’expulser les gaz de combustion, il y a à nouveau injection de carburant.
Ce dernier est alors évacué avec les gaz d’échappement et entre en combustion sous l’effet de la température et de la pression élevée. Cette combustion permet le nettoyage du FAP colmaté.
Le danger de ce système est d’avoir parfois du carburant qui ne rentre pas en combustion comme il le devrait. Il tombe alors dans le carter d’huile et se mélange à cette dernière. Outre son ajout inapproprié, le volume d’huile augmente au delà de la limite préconisée, risquant de lourdes avaries pour le moteur.
La dernière régénération possible est dite « forcée » car elle a lieu dans un garage ou un centre auto. Le FAP est alors nettoyé manuellement par un professionnel. Suite à un dysfonctionnement du système, c’est un outil de diagnostic qui lui indique la nécessité de forcer la régénération du FAP trop colmaté.
Pour préserver le FAP, rien ne vaut des petites sessions régulières à haut régime sur autoroute, pendant au moins 15min.
Qu’est ce qu’une huile moteur spéciale FAP ?
Une infime quantité d’huile finit toujours par se retrouver dans les gaz d’échappement par carbonisation :
- Celle contenue dans les vapeurs du carter (recyclée par le reniflard)
- Celle qui coule le long des tiges des soupapes avant de se loger sur leur tête
- Celle qui malgré l’étanchéité du moteur, d’une manière ou d’une autre, parvient à se faufiler dans la chambre de combustion (en raison de segments de pistons vieillissants par exemple) puis dans les gaz d’échappement
Or, il se trouve que les huiles classiques contiennent de fines particules métalliques qui sont capables d’obstruer le FAP, sans possibilité de nettoyage par régénération.
C’est pour cette raison qu’un moteur équipé d’un Filtre à Particules nécessite l’utilisation d’une huile spéciale. Cette huile de vidange doit posséder une teneur en SAPS (Sulphated Ash, Phosphorous, Sulphur, en anglais : cendres sulfatées phosphore et soufre) peu élevée.
En effet, ce sont ces composés chimiques qui sont responsables du colmatage irrémédiable du FAP. Pour prolonger la durée de vie du FAP, on utilise donc généralement une huile moteur « Low SAPS » (basse teneur en SAPS).
L’exigence des normes concernant les huiles spéciales FAP est récente mais tend à se généraliser puisque le FAP devient incontournable également dans le domaine de l’automobile.
Et comme nous l’avons vu précédemment, compte tenu du prix relativement élevé de ce système de traitement des gaz d’échappement, il est vivement conseillé d’utiliser une huile moteur adéquate pour ne pas réduire sa durée de vie.
Les lubrifiants à faible SAPS ont déjà leur place depuis longtemps dans les spécifications de l’Association des constructeurs européens d’automobiles (ACEA) . En effet, depuis 2004, les normes ACEA C1 à C5 garantissent une huile moteur possédant un taux réduit de SAPS.
