99176 8 1 PROCEDE DE MESURE DE VOLUME FILTRANT D'UN FILTRE A PARTICULES [0001] L'invention concerne la dépollution des gaz d'échappement, notamment émis par des moteurs thermiques du type de ceux équipant de véhicules automobiles. [0002] L'invention concerne plus particulièrement les procédés de fabrication de filtres à particules à structure poreuse (dite encore alvéolaire), et la façon d'en évaluer ce qu'on désigne communément sous le terme de volume filtrant. [0003] En effet, de façon connue, un filtre à particules (ci-après également désigné sous l'acronyme FAP) est généralement constitué par un support poreux définissant une surface d'entrée et une surface de sortie, et traversé d'une multitude de canaux parallèles d'une face à l'autre, les canaux étant sensiblement de même dimension, et la densité des canaux étant généralement comprise entre une dizaine et plusieurs centaines de canaux par centimètre carré. Ces canaux sont obtenus par exemple par extrusion d'un support en matériau céramique. Un canal sur deux est bouché sur sa face de sortie, et alors ouvert sur sa face d'entrée - ce sont les canaux dits d'entrée -, les autres canaux étant eux bouchés en face de sortie et ouverts en face d'entrée, -ce sont les canaux dits de sortie-, de sorte que les gaz d'échappement doivent traverser une paroi pour s'échapper du filtre. Ces bouchons en face d'entrée et de sortie sont obtenus par des manchons cimentés, rapportés sur les faces d'extrémité du support. [0004] On comprend dans le présent texte les termes « entrée »i« sortie », ou encore « amont »i« aval » en référence à la direction générale d'écoulement des gaz d'échappement destinés à traverser le filtre à particules, une fois celui-ci monté sur 25 une ligne d'échappement d'un moteur thermique, depuis la sortie moteur jusqu'à la sortie des gaz à l'air libre en bout de ligne. [0005] Le volume dit volume filtrant du FAP correspond au volume des canaux d'entrée du filtre. C'est une caractéristique-clé du FAP, car c'est dans ces canaux que vont progressivement se déposer des suies, mais aussi, éventuellement, des 30 cendres et résidus de combustion, tels que des résidus de lubrifiant ou d'additif quand on utilise un FAP avec additif ajouté au carburant du moteur, voire des débris d'organes de dépollution catalytique destinés à être disposés en amont du FAP dans la ligne d'échappement. Généralement, l'ordre de grandeur du volume filtrant (VF) est situé entre 0,5 et 2 litres. [0006] Quand on met au point un FAP, le volume filtrant est donc étudié et calculé de très près. Ensuite, en production, des contrôles doivent être faits régulièrement sur pour s'assurer de la conformité des FAP avant montage, et tout particulièrement du respect d'un volume filtrant minimum. Il est donc nécessaire de disposer d'un procédé de mesure de ce volume filtrant. [0007] Un premier procédé de mesure est décrit dans le brevet FR 2 944 350. Il consiste à mesurer tout d'abord la surface frontale ouverte de la face d'entrée du FAP, connue également sous le terme anglais « open frontal area » ou OFA, par traitement d'images numérisées de la face d'entrée du FAP. On peut ensuite en déduire le volume filtrant VF en considérant que le FAP est de forme cylindrique, de courbe directrice de surface S et de longueur L par la formule : VF = OFA xSxL [0008] Si l'on cherche davantage de précision, on peut aussi prendre en compte la présence des bouchons en sortie des canaux d'entrée, de longueur Lb, généralement de l'ordre de un à quelques millimètres, et l'on obtient alors une valeur de volume filtrant plus précise avec la formule : VF = OFA x S x (L - Lb) [0009] Cette méthode de mesure du volume filtrant donne des résultats satisfaisants, mais elle est encore susceptible d'améliorations. En effet, le traitement des images numérisées pour obtenir la valeur OFA peut s'avérer délicat, puisqu'il est basé sur un ajustement de contraste entre le noir (le vide des canaux d'entrée) et le blanc (les bouchons des canaux de sortie), avec des aléas possibles sur la qualité des images prises du fait même de l'appareil de prise ou de la façon d'opérer les prises (angles de visée pouvant varier légèrement), ou du fait de micro-défauts éventuels sur le ciment des bouchons présents sur la face d'entrée du FAP. Et les mesures dimensionnelles S et L peuvent aussi présenter une certaine dispersion, du fait, notamment, de possibles défauts de planéité ou de parallélisme du filtre. En outre, cette méthode fait intervenir des dispositifs de prise et de traitement d'images assez complexes. 2 99176 8 3 [0010] L'invention a alors pour but une méthode de mesure du volume filtrant d'un filtre à particules améliorée. Elle a notamment pour but une telle méthode qui soit plus reproductible et/ou plus précise et/ou plus facile ou plus rapide à mettre en oeuvre. [0011] L'invention a pour objet un procédé de mesure du volume de filtration d'un 5 filtre à particules présentant un support poreux comportant une face d'entrée et une face de sortie, ledit support étant muni de canaux d'entrée reliant les deux faces et obturés en face de sortie et de canaux de sortie reliant les deux faces et obturés en face d'entrée. Selon le procédé, on remplit les canaux d'entrée avec des billes de dimensions supérieures à la porosité du support et de dimensions inférieures à la 10 section desdits canaux d'entrée, et on récupère les billes de remplissage pour en déterminer une caractéristique physique représentative dudit volume de filtration. [0012] L'invention permet ainsi de s'affranchir à la fois de l'utilisation d'appareillages optiques/informatiques complexes et des dispersions dimensionnelles du filtre, en exploitant le fait qu'il existe des billes de type sphériques calibrées, dont 15 on peut sélectionner de façon appropriée les dimensions pour qu'elles viennent combler exactement le volume des canaux d'entrée. Ensuite, il suffit de les extraire pour corréler une caractéristique (masse, volume...) que l'on pourra facilement corréler au volume des canaux d'entrée, c'est-à-dire au volume filtrant. Ces billes peuvent être par exemple en métal ou en céramique, et peuvent parfaitement être 20 réutilisables d'un filtre à l'autre. [0013] De préférence, les billes sont calibrées. On connait donc précisément leur diamètre, leurs poids. [0014] Avantageusement, les billes sont choisies de façon à présenter une taille comprise entre 20 et 100 micromètres, notamment d'environ 50 micromètres. Elles 25 sont ainsi nettement supérieures à la porosité habituelle des supports poreux constituant les FAP, qui est généralement de l'ordre de 10 micromètres, et restent également nettement inférieures à la section des canaux d'entrée, qui est généralement de l'ordre de 0,5 à 2 mm. Une taille de bille aux alentours de 50 micromètres est appropriée, et permet d'éviter au mieux tout éventuel phénomène de 30 sur-compactage ou de sur-espacement des billes dans les canaux en fonction de leur positionnement dans ceux-ci. [0015] De préférence, on remplit les canaux d'entrée avec les billes en posant le support poreux sur sa face de sortie. La face de sortie est de préférence elle-même disposée selon un plan sensiblement horizontal : les canaux d'entrée se trouvent ainsi dans une orientation sensiblement verticale, leur extrémité non obturée étant en partie haute, ce qui simplifie l'opération de remplissage par les billes, par simple gravité. [0016] De préférence, on réalise pendant et/ou en fin de remplissage des canaux d'entrée un tassement des billes, notamment à l'aide d'une machine vibrante, afin de s'assurer que tout le volume des canaux d'entrée est bien rempli, et donc que le 10 volume des billes récupéré par la suite est bien représentatif du volume filtrant du filtre. [0017] On peut mesurer le volume des billes de remplissage pour en déduire le volume de filtration, notamment à l'aide d'un contenant gradué en unité de volume du type éprouvette transparente graduée. La mise en oeuvre de cette mesure peut ainsi 15 être aisément réalisable par un opérateur simplement visuellement. [0018] On peut aussi mesurer la masse des billes de remplissage pour en déduire le volume de filtration, notamment à l'aide d'un contenant taré. [0019] De préférence, on mesure la caractéristique représentative des billes de remplissage après avoir réalisé un tassement de celles-ci dans un contenant, par 20 exemple à l'aide d'une table vibrante. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur et d'une ligne 25 d'échappement munie d'un filtre à particules ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une portion du filtre à particules selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale du filtre à particules de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe transversale du filtre lors de la première étape du 30 procédé de mesure du volume filtrant du filtre des figures précédentes ; - la figure 5 est une vue en coupe des billes de remplissage dans un contenant selon la deuxième étape du procédé de mesure du volume filtrant. [0021] Toutes ces figures sont schématiques afin d'en faciliter la lecture, et les différents composants représentés ne sont pas nécessairement à l'échelle. [0022] La figure 1 représente schématiquement un moteur à combustion thermique 1 relié à une ligne d'échappement 2 des gaz provenant de la combustion du moteur. La ligne d'échappement comprend un filtre à particules 3 et deux capteurs de pression en amont 4 et en aval 5 du filtre 3, les capteurs étant reliés à une unité de contrôle commande 6 du moteur 1. Optionnellement, la ligne d'échappement peut aussi comprendre un convertisseur catalytique, du type catalyseur d'oxydation vis-à-vis de HC/CO et/ou du type catalyseur de réduction vis-à-vis des NOx (du type Catalyse sélective par réduction, connue sous l'acronyme anglais SCR, pour Selective Catalysis Reduction) et/ou un piège à N0x). Ces organes peuvent être disposés en amont ou en aval du filtre à particules 3 et ne sont pas représentés à la figure 1. La flèche 10 indique la direction générale d'écoulement des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement et à travers le filtre 3. [0023] La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du filtre à particules 3 de la figure 1. Le filtre est ainsi, selon l'exemple de l'invention, comme également représenté en figure 3, composé de barreaux 13, visibles aussi à la figure 3, monolithiques assemblés, barreaux dont la structure alvéolaire peut être réalisée par extrusion dans une filière à partir d'une pâte, qui est ensuite, une fois extrudée, séchée par traitement thermique puis cuite à haute température (au moins 2100 °C pour le SiC ou au moins 1700°C pour le Si-SiC), puis les barreaux sont assemblés (par injection d'un ciment 14 entre les barreaux maintenus dans un moule ou par collage par application automatique du ciment entre ceux-ci). Le ciment 14 peut par exemple contenir du nitrure de bore, de silicium ou d'aluminium, de l'oxyde de zirconium ou d'aluminium, une certaine proportion de cordiérite, de titanate d'aluminium, du borure de zirconium, ou encore de la mullite. A noter que ce ciment a un rôle de colle, mais qu'il offre aussi la possibilité d'absorber les tolérances de dimensionnement/de dilatation thermique en fonctionnement normal. Le ciment peut être posé de façon continue aux interfaces entre barreaux adjacents, ou par points de colle discrets. [0024] La vue de la figure 2 est une vue en coupe dans le sens d'extrusion d'une forme à motifs carrés. Le matériau du filtre présente des canaux de section carrée 7,7' alternativement obturés au niveau de la face d'entrée 9 des gaz d'échappement du filtre et de la face de sortie 12 des gaz d'échappement hors du filtre. Les canaux 7', obturés par des bouchons de ciment b à leur extrémité débouchant sur la face de sortie 12 du filtre et communiquant avec la partie amont du filtre sont les canaux d'entrée. Les canaux 7, obturés à leur extrémité débouchant sur la face d'entrée 9 du filtre et communiquant avec la partie avale du filtre, sont les canaux de sortie. [0025] Les canaux 7,7' sont séparés les uns des autres par les parois de la céramique, parois suffisamment poreuses pour laisser passer les gaz (flèches 11) et permettant de piéger dans les canaux d'entrée 7' les suies solides ou liquides. [0026] Le volume filtrant que l'invention se propose de mesurer est donc celui de l'ensemble des volumes définis par les canaux d'entrée 7'. [0027] La figure 3 représente donc la section circulaire du filtre, comportant les barreaux de céramique 13 assemblés par un ciment 14 (cet assemblage barreaux/ciment sera ci-après désigné indifféremment par le terme « céramique » par soucis de concision) et l'ensemble est logé dans un conduit 12 en acier de diamètre ajusté pour permettre l'insertion de l'ensemble et contraindre le flux de gaz d'échappement à traverser la céramique. Comme ici le filtre présente une section cylindrique ou carrée ou rectangulaire, les modules ont une section carrée ou rectangulaire au centre du filtre, et sont tronqués à sa périphérie afin d'être adaptés à la forme de la section du filtre. [0028] Les deux étapes du procédé de mesure du volume filtrant d'un tel filtre sont illustrées à l'aide des figures 4 et 5. [0029] La figure 4 correspond à l'étape de remplissage des canaux d'entrée 7'. Pour ce faire, on dispose le FAP verticalement, posé sur sa face de sortie 12 dans un bac de rétention 16 disposé sur une machine vibrante 17, dans des conditions standard de température pré déterminés (dans le cas où la température influe sur la dilatation des billes de remplissage). On vient remplir entièrement les canaux 7' avec des billes 15 de 50 micromètres de diamètre en céramique, et on évacue le surplus avec une réglette ou un pinceau, avec de préférence ajout d'un standard visuel pour que l'opérateur puisse vérifier la conformité du remplissage des canaux. La machine vibrante 17 est actionnée lors du remplissage et/ou en fin de remplissage de façon à s'assurer que les billes 15 sont correctement tassées dans les canaux, sans écrasement de celles-ci et sans laisser d'espace vacant dans les canaux à part les espaces interstitiels entre les billes elles-mêmes et entre les billes et les parois des canaux 7' (espaces interstitiels de volume négligeable). [0030] La deuxième étape, comme représenté à la figure 5, consiste à vider les billes 15 ayant rempli les canaux 7' dans une éprouvette graduée 18 par exemple en s'aidant d'un entonnoir 19. Les dimensions de l'éprouvette sont choisies de façon à ce qu'elle ait un faible diamètre, avec un ratio hauteur/diamètre élevé permettant une bonne précision dans la mesure. L'éprouvette permet de mesurer des volumes de l'ordre de 0,5 à 2 litres, volume correspondant au volume filtrant habituel des FAP. On peut aussi effectuer un tassement des billes 15, une fois versées dans l'éprouvette 18 avec une machine vibrante. Pour s'assurer que toutes les billes 15 provenant des canaux 7' sont bien tombées dans l'éprouvette, on peut tapoter la face arrière du FAP ou donner un coup de soufflette dans les canaux de sortie 7'. Une lecture visuelle de la hauteur du niveau des billes 15 dans l'éprouvette permet de mesurer le volume filtrant VF du filtre. [0031] Alternativement, on peut obtenir le volume filtrant VF par la masse volumique des billes 15, en pesant celles-ci avec un contenant taré. On a alors la 20 relation : VF = m(ensemble des billes)/ masse volumique (d'une unité de volume de référence constitué desdites billes). [0032] Le procédé de mesure selon l'invention s'applique de la même manière à un filtre dont le support poreux définissant les canaux d'entrée et de sortie est monobloc, et non pas, comme décrit dans l'exemple plus haut, un assemblage de 25 barreaux. [0033] Le procédé de mesure selon l'invention est donc simple, reproductible, sans appareillage complexe à manipuler et donc parfaitement adapté à une utilisation dans un laboratoire de contrôle qualité en usine de fabrication de filtres ou de montage de ceux-ci sur véhicules.