FR3001256A1 - Exhaust line for car, has nitrogen oxide trap and particle filter combined together in same depollution element, where depollution element is three-way catalyst including filtering support for particle filter - Google Patents

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Abstract

The exhaust line (1) has a depollution element (3) including a catalyst, a nitrogen oxide (NOx) trap for trapping NOx, and a particle filter, where the NOx trap and the particle filter are combined together in the same depollution element. The depollution element is a three-way catalyst including a filtering support for the particle filter, where the filtering support is impregnated with an active coating of a chemical element for retention of nitrogen oxides, where the coating forms the NOx trap, and the exhaust line extends from an exhaust collector (2) of a thermal engine.

Description

LIGNE D'ECHAPPEMENT AVEC ELEMENT A DOUBLE FONCTION DE DEPOLLUTION [0001] L'invention porte sur une ligne d'échappement d'un véhicule automobile comprenant un élément à double fonction de dépollution des particules et des oxydes d'azote. [0002] Le domaine technique de la présente invention est plus particulièrement la dépollution essence d'un véhicule présentant un moteur thermique, notamment pour les moteurs à allumage commandé suralimenté qui exploitent des taux de balayage importants afin de garantir les niveaux de performances souhaitées tout en limitant les risques de dégradation du moteur. La présente invention est cependant aussi valable pour des carburants éthanolés comportant un mélange d'essence et d'éthanol. [0003] Classiquement, dans la ligne d'échappement d'un moteur thermique à essence, il est prévu au moins un catalyseur, ce catalyseur étant avantageusement un catalyseur à trois voies. Un tel catalyseur trois voies ne convertit les polluants que sur une plage de richesse très étroite autour de la richesse dite 1, cette richesse 1 correspondant à un rapport de masse égal à 14,7 fois moins de masse d'essence que de masse d'air. En effet, pour un catalyseur trois voies, cette plage de fonctionnement correspond à des richesses variant usuellement de +/- 0,005 autour de la richesse 1. Il en va de même pour divers types de catalyseurs avec cependant une plage de fonctionnement un peu plus large, par exemple de +/- 0,01 autour de la richesse 1. [0004] La présente invention trouve une application particulière pour les moteurs à allumage commandé suralimenté. De tels moteurs exploitent des taux de balayage importants afin de garantir les niveaux de performance souhaitée en limitant les risques de dégradation du moteur dus à l'effet de grondement, aussi appelé rumble en langue anglaise. [0005] Ce balayage a pour conséquence de générer une richesse des gaz d'échappement inférieure à 1 en amont du catalyseur de la ligne d'échappement. Avec 30 une richesse inférieure à 1, l'efficacité de conversion des oxydes d'azote est particulièrement réduite. [0006] En parallèle, les moteurs à injection directe d'essence génèrent des particules de façon plus ou moins importantes. Les normes de dépollution devenant de plus en plus sévères, il s'avère nécessaire d'utiliser un élément de dépollution de ces particules. [0007] Un moyen de résoudre la problématique de conversion des émissions d'oxydes d'azote ou NOX est d'utiliser un catalyseur piégeant les oxydes d'azote ou NOX lorsque la richesse du mélange gazeux est inférieure à 1 et en les traitants plus tard lorsque la richesse est supérieure à 1. Ceci est le principe de fonctionnement d'un piège à NOx. [0008] Un moyen de résoudre la problématique des particules est d'utiliser un filtre à particules dont les caractéristiques sont adaptées aux motorisations à allumage 10 commandé. [0009] Actuellement, des pièges à NOx sont disponibles ainsi que des filtres à particules destinés aux applications essence sont en développement. Selon l'état de la technique ces deux problématiques sont résolues par des moyens différents, ce qui pose un problème d'encombrement de la ligne d'échappement et de coût. 15 [0010] En effet, un piège à NOx et un filtre à particules alors utilisés de façon séparée nécessitent un volume d'implantation important qui n'est par exemple pas nécessairement disponible en positionnement sous un turbocompresseur. Un positionnement éloigné, par exemple sous plancher de l'un ou l'autre de ces éléments n'est pas souhaitable étant donné que cela réduirait considérablement ses performances. 20 [0011] Le document FR-A-2 907 847 décrit une ligne d'échappement avec un premier dispositif catalytique de post-traitement des gaz d'échappement comprenant un piège à oxydes d'azote et un second dispositif catalytique étant constitué d'un filtre à particules qui est disposé en aval du piège à oxydes d'azote dans la ligne d'échappement. Ce document illustre bien une ligne d'échappement conformément à l'état de la technique pour laquelle 25 le piège à NOx forme une entité séparée du filtre à particules. [0012] Le problème à la base de la présente invention est de réduire l'encombrement des éléments de dépollution présents sur une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, notamment en ce qui concerne la dépollution en émissions d'oxydes d'azote et le traitement et en particules. 30 [0013] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention une ligne d'échappement de véhicule automobile, s'étendant d'un collecteur d'échappement du moteur thermique en présentant un premier élément de dépollution comprenant au moins un catalyseur, un piège à oxydes d'azote dit piège à NOx et un filtre à particules caractérisée en ce que le piège à NOx et le filtre à particules sont regroupés ensemble dans un même élément de dépollution. [0014] L'effet technique est d'obtenir un fonctionnement d'une ligne d'échappement avec une dépollution qui puisse être efficace aussi bien en conditions de richesse égale ou supérieure à 1 ou en conditions de richesse pauvre, en particulier en ce qui concerne les oxydes d'azote, ceux-ci étant traités de manière insatisfaisante en conditions de richesse pauvre. Ceci est obtenu en regroupant dans un même élément de dépollution le piège à NOx et le filtre à particules, ce qui représente un gain de place et une diminution des coûts de fabrication. Ceci permet d'effectuer une dépollution satisfaisante des gaz d'échappement pour tout type de richesse desdits gaz à la sortie du moteur. [0015] Avantageusement, l'élément de dépollution comprend un support filtrant de filtre à particules, le support filtrant étant imprégné d'un revêtement actif avec des moyens de rétention des oxydes d'azote, ce revêtement formant un piège à NOx. [0016] Avantageusement, les moyens de rétention des oxydes d'azote sont des dépôts d'au moins un élément chimique réagissant avec les oxydes d'azote en donnant un composé chimiquement stable dans des conditions de richesse inférieure à 1 dans la ligne d'échappement. [0017] Avantageusement, dans des conditions de richesse supérieure à 1 en carburant dans la ligne d'échappement, le composé formé par ledit au moins un élément chimique avec les oxydes d'azote est instable, les oxydes d'azote étant libérés, un réducteur étant utilisé pour la réduction des oxydes d'azote pour former de l'azote. [0018] Avantageusement, ledit au moins un élément chimique est le baryum ou un dérivé du baryum. [0019] Avantageusement, le premier élément de dépollution est un catalyseur trois voies. [0020] Avantageusement, le revêtement actif imprégnant le support du filtre à particules de l'élément de dépollution comprend aussi des moyens de rétention du monoxyde de carbone ou CO et des hydrocarbures ou HC dans des conditions de richesse supérieure à 1 en carburant et de libération du monoxyde de carbone et des hydrocarbures dans des conditions de richesse inférieure à 1. [0021] Avantageusement, la ligne comprend au moins une sonde à oxygène disposée en amont du premier élément de dépollution et/ou une sonde à oxygène disposée en amont et/ou en aval du second élément de dépollution [0022] Avantageusement, il est prévu un injecteur d'air disposé sur ladite ligne en amont du second élément de dépollution pour l'injection d'air dans ladite ligne et la combustion des particules retenues dans le filtre à particules de l'élément de dépollution lors d'une régénération. [0023] L'invention concerne enfin un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique présentant une telle ligne d'échappement des gaz sortant dudit moteur. [0024] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une courbe montrant l'efficacité de post-traitement d'un catalyseur en fonction de la richesse du mélange essence/air, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue longitudinale d'une ligne d'échappement selon la présente invention. [0025] En regard de la figure 1, pour un bon fonctionnement du moteur, il est nécessaire d'avoir un rapport carburant/air bien établi, par exemple avec un rapport de masse égal à 14,7 fois plus de masse d'air que de masse d'essence. Avec un tel rapport, il est défini une richesse égale à un. Quand il y a plus d'air par rapport au carburant, la richesse diminue et le mélange carburant/air est dit pauvre. Inversement, quand il y a plus de carburant par rapport à l'air, la richesse augmente et le mélange est dit riche. [0026] Les émissions de gaz pouvant être convertis par un catalyseur concernent essentiellement le monoxyde de carbone ou CO, les hydrocarbures ou HC et les oxydes d'azote ou NON. Les émissions de CO et de HC diminuent pour un mélange pauvre tandis que les oxydes d'azote ou NOX augmentent, ceci en raison de la température de combustion en mélange pauvre qui augmente, un excès d'air étant présent. [0027] La courbe de la figure 1 montre le taux de conversion TC d'un catalyseur en fonction de la richesse R du mélange. Il peut être vu à cette figure que si, à richesse haute, le taux de conversion des oxydes d'azote ou NOX est élevé, le taux de conversion TC des HC baisse par contre fortement de la richesse un vers les richesses supérieures pour devenir faible. Le taux de conversion TC des CO baisse encore plus fortement à richesse supérieure à un. Il est donc très difficile d'avoir simultanément les trois polluants oxydes d'azote ou NOX, HC et CO à leur niveau minimum tout en conservant une richesse R permettant un bon fonctionnement du moteur. [0028] Pour des richesses R dites pauvres, c'est-à-dire avec un excès d'air dans le mélange, les taux de conversion TC de CO et des HC sont relativement élevés. Par contre, les taux de conversion TC sont de plus en plus faibles pour les oxydes d'azote ou NOX quand la valeur de la richesse R baisse. Si comme précédemment mentionné, pour un catalyseur trois voies, son fonctionnement adéquat s'effectue dans une plage Z de richesse étroite de +/- 0,005 autour d'une richesse un, l'efficacité maximale du catalyseur ne dépasse pas une fenêtre de richesse étroite entre 0,995 et 1,005. [0029] La figure 2 montre une vue longitudinale d'une ligne d'échappement 1 selon la présente invention. Cette ligne d'échappement 1 présente une des extrémités entrant dans le collecteur 2 d'échappement du moteur thermique du véhicule. [0030] Dans cette ligne d'échappement 1 conforme à la présente invention, il est prévu un premier élément de dépollution 3, avantageusement sous la forme d'un catalyseur trois voies, pour le traitement des émissions à richesse 1. Ce premier élément de dépollution 3 est avantageusement disposé à proximité du moteur thermique, donc à proximité du collecteur 2 d'échappement. [0031] Il est aussi prévu un second élément de dépollution 5 combinant les fonctions de de filtre à particules et de piège à NOx. Ce second élément de dépollution 5 est disposé en aval du premier élément de dépollution 3. Sa position peut être sous plancher car sur une partie de la ligne d'échappement 1 s'étendant sous le véhicule, ceci sensiblement longitudinalement audit véhicule. Il est cependant préférable que sa position soit relativement proche du collecteur 2 d'échappement. [0032] Enfin, il peut être prévu une injection d'air par un injecteur 4, cet injecteur 4 débouchant dans la ligne d'échappement 1 entre les deux éléments de dépollution 3 et 5. [0033] Avantageusement, il peut être prévu une seconde sonde à oxygène 6a, cette seconde sonde 6a étant disposée en amont de l'injecteur 4 d'air et en aval du premier élément de dépollution 3, avantageusement un catalyseur trois voies, disposé le plus près du moteur des deux éléments de dépollution 3 et 5. [0034] Avantageusement, il peut être prévu une troisième sonde à oxygène, non référencée à la figure 2, cette troisième sonde étant disposée en aval de l'élément de dépollution 5 et donc disposée la plus proche de l'extrémité de sortie de la ligne d'échappement 1 de tous les éléments précédemment décrits. [0035] Les sondes à oxygène 6a, 6b sont surtout destinées au contrôle du bon fonctionnement du moteur thermique. Pour un bon fonctionnement du moteur thermique, une sonde à oxygène 6a, 6b fournit un signal de richesse utilisé pour le fonctionnement du moteur à une valeur de richesse sensiblement égale à 1. A partir du signal délivré par la sonde de richesse, les paramètres de l'injection du moteur sont modifiés pour obtenir une valeur de richesse sensiblement égale à 1. [0036] De telles sondes peuvent donc effectuer des mesures respectives indirectes de la richesse des gaz dans la ligne 1 d'échappement, la richesse dans la ligne 1 d'échappement pouvant décroître après l'injection d'air par l'injecteur 4. [0037] Avantageusement, il peut aussi être prévu un capteur d'oxydes d'azote ou NOx et/ou un capteur de particules, de préférence en aval du second élément de dépollution 5 qui va maintenant être détaillé. Ces capteurs ne sont pas référencés à la figure 2. [0038] La présente invention repose donc sur la combinaison d'un filtre à particules et d'un piège à NOx regroupés dans un même élément de dépollution 5. L'association de ces deux fonctionnalités est réalisée par un dépôt sur ou dans le support filtrant du filtre à particules. Comme il sera ultérieurement détaillé, ce dépôt consiste en une imprégnation du support, cette imprégnation comportant les propriétés nécessaires au piégeage des oxydes d'azote dans des conditions de richesse pauvre en carburant inférieure à 1 suivi plus tard de la libération des oxydes d'azote et à leur traitement dans des conditions de richesse supérieure ou égale à 1. [0039] En effet, conformément à ce qui a été énoncé plus haut, la conversion des oxydes d'azote par le premier élément de dépollution 3 est fortement affaiblie dans ces conditions de richesse pauvre en carburant. [0040] Le filtre à particules de l'élément de dépollution 5 peut être un système poreux composé de cordiérite, mullite ou carbure de silicium ou autres, les canaux étant bouchés alternativement à chaque extrémité. Le filtre à particules s'identifie par la quantité de cellules qu'il contient, son épaisseur de paroi et sa porosité. [0041] Dans l'élément de dépollution 5, le filtre à particules présente un support filtrant pour la rétention des particules, ce qui est une caractéristique commune aux filtres à particules. Ce support filtrant offre avantageusement une surface de contact très importante aux gaz d'échappement afin d'améliorer la capture des particules. Selon une forme préférentielle de réalisation de la présente invention, ce support filtrant est imprégné d'un revêtement actif appelé en anglais washcoat. Ce revêtement actif ou washcoat contient des moyens de rétention ou de stockage des oxydes d'azote ou NOX afin de combiner les fonctions d'un filtre à particules et d'un piège à NOX regroupées dans un seul élément de dépollution 5. [0042] Avantageusement, les moyens de rétention des oxydes d'azote sont des dépôts formant sites d'au moins un élément chimique réagissant avec les oxydes d'azote en donnant un composé chimiquement stable dans des conditions de richesse pauvre en carburant inférieure à 1 dans la ligne d'échappement, ces conditions étant celles pour lesquelles le premier élément de dépollution 3 est le moins efficace pour l'élimination des oxydes d'azote. [0043] Avantageusement, l'élément chimique est au moins du baryum ou un dérivé du baryum. D'autres éléments chimiques peuvent aussi être utilisées à condition de respecter la condition énoncée ci-dessus. [0044] Un piège à NOx comprend avantageusement des sites localisés renfermant des petites quantités d'au moins un élément chimique, avantageusement le baryum ou un de ses dérivés, qui vont capturer les dioxydes d'azote, pour le transformer, dans le cas du baryum, en nitrate de baryum selon la formule suivante : NOx+ Ba -) Ba(NO3)2 [0045] Le nitrate de baryum est stable tant et aussi longtemps qu'on ne le perturbe pas du point de vue thermochimique, ceci dans les conditions de richesse pauvre en carburant dans la ligne d'échappement. Il est donc stocké dans l'élément de dépollution 5 et n'est pas retransformé en conditions de richesse pauvre. Ce sont les sites comprenant des petites quantités de baryum qui, ajoutés sur le support filtrant du filtre à particules par l'intermédiaire du revêtement actif ou washcoat imprégnant le support filtrant du filtre à particules, permettent ce stockage temporaire. [0046] A une étape future du fonctionnement du moteur du véhicule automobile, la richesse dans la ligne 1 d'échappement peut à nouveau redevenir égale à 1 ou être même supérieure. Ceci peut par exemple être dû à un besoin de performance du moteur, un besoin de protéger les composants de la ligne d'échappement ou une stratégie adaptée. Dans ces conditions de richesse égale ou supérieure à 1, le composé, avantageusement du nitrate de baryum, formé par ledit au moins un élément chimique, avantageusement le baryum ou un de ses dérivés, avec les oxydes d'azote devient instable. [0047] Les oxydes d'azote ou NOX sont alors désorbés du revêtement imprégnant le support filtrant du filtre à particules du second élément de dépollution 5, ceci selon la formule chimique suivante : Ba(NO3) NOx + Ba [0048] Ces oxydes d'azote ou NOx, afin d'être éliminés, sont ensuite réduits par un réducteur pour donner de l'azote N2 selon la formule suivante : NOx + réducteur 4 N2 [0049] Ainsi, tant que le moteur fonctionne à richesse égal ou supérieur à 1, avantageusement égale à 1, les polluants CO, HC et NOX sont traités de façon classique par le premier élément de dépollution 3, avantageusement un catalyseur trois voies. Inversement, lorsque l'on est en phase de balayage, donc avec une richesse inférieure à 1 dans la ligne d'échappement, principalement, seuls les polluants CO et HC sont traités efficacement par le premier élément de dépollution 3. [0050] Les oxydes d'azote, non traités par ce premier élément de dépollution 3, sont alors stockés, conformément à la présente invention, dans le second élément de dépollution 5 combinant un filtre à particules et un piège à NOx. [0051] En ce qui concerne le fonctionnement du filtre à particules proprement dit du second élément de dépollution 5, lorsque des particules sont émises, elles sont piégées dans cet élément 5 combinant un filtre à particules et un piège à NOx. Ensuite, lorsque les conditions de régénération du filtre à particules sont présentes, essentiellement une température suffisamment élevée et une présence d'oxygène, les particules stockées, sous forme de suies, sont brûlées. Ceci peut être fait en ouvrant l'injecteur d'air 4 dans la ligne 1 d'échappement ou lors de levés de pied du conducteur associés à des coupures d'injection. [0052] Par analogie à ce qui a été décrit pour un piège à NOx, une variante possible du second élément de dépollution 5 serait de lui adjoindre une fonction de piège pour le traitement d'au moins un élément parmi les CO et HC. Dans ce cas, le piège peut stocker les CO et/ou les HC quand la richesse est supérieure ou égale à 1, cette valeur de richesse étant défavorable à une élimination des CO et HC par le premier élément de dépollution 3, avantageusement sous la forme d'un catalyseur trois voies. Quand la richesse dans la ligne 1 est en-dessous de 1, les CO et/ou les HC peuvent alors être restitués et détruits. Ceci n'est qu'une variante de l'invention et n'est pas son mode préféré de réalisation. [0053] Les avantages de la présente invention sont nombreux. On pourra citer sans être limitatif un meilleur respect des seuils émissions sur tous les points de fonctionnement, donc sur les profils de conduite les plus sévères. De plus, le volume nécessaire à l'implantation des éléments de dépollution est considérablement réduits, un gain en volume, selon les applications pouvant être estimé jusqu'à deux litres, ceci par rapport à une architecture dans laquelle les éléments de dépollution sont disposés de façon séparée. [0054] Un autre avantage est l'avantage économique sur le prix de revient de fabrication de la ligne d'échappement du fait de la réduction du nombre de mise en place des éléments sur la ligne d'échappement. De plus, il est obtenu un gain en montage de la ligne d'échappement et un gain économique sur le prix de revient de fabrication de la ligne d'échappement. [0055] Enfin, la sévérisation des conditions de vie dans lesquelles les émissions sont surveillées va imposer la généralisation de solutions techniques permettant un traitement de dépollution le plus complet possible. Une telle ligne d'échappement selon la présente invention apporte une solution très satisfaisante à cette demande.The invention relates to an exhaust line of a motor vehicle comprising a dual-function element for the depollution of particles and nitrogen oxides. EXHAUST LINE WITH DUAL DEPOLLUTION FUNCTION [0001] The technical field of the present invention is more particularly the pollution of a gasoline engine with a heat engine, especially for supercharged spark ignition engines which exploit significant scan rates to ensure the desired levels of performance while limiting the risk of engine damage. The present invention is however also valid for ethanol fuels comprising a mixture of gasoline and ethanol. Conventionally, in the exhaust line of a gasoline engine, there is at least one catalyst, this catalyst is advantageously a three-way catalyst. Such a three-way catalyst converts pollutants only over a very narrow range of richness around so-called richness 1, this richness 1 corresponding to a mass ratio equal to 14.7 times less mass of gasoline than mass of air. Indeed, for a three-way catalyst, this operating range corresponds to wealth usually ranging from +/- 0.005 around the richness 1. The same applies to various types of catalysts with however a slightly wider operating range , for example of +/- 0.01 around the richness 1. [0004] The present invention finds particular application for supercharged spark ignition engines. Such engines exploit high sweep rates to ensure desired performance levels by limiting the risk of engine degradation due to the roaring effect, also called rumble in English. This sweep has the effect of generating a richness of the exhaust gas less than 1 upstream of the catalyst of the exhaust line. With a richness of less than 1, the conversion efficiency of the nitrogen oxides is particularly reduced. In parallel, gasoline direct injection engines generate more or less significant particles. As pollution control standards become more and more severe, it is necessary to use an element of depollution of these particles. One way of solving the problem of conversion of nitrogen oxide or NOX emissions is to use a catalyst that traps nitrogen oxides or NOX when the richness of the gaseous mixture is less than 1 and more than the processors. late when the wealth is greater than 1. This is the operating principle of a NOx trap. One way of solving the problem of particles is to use a particulate filter whose characteristics are adapted to the controlled ignition engines. Currently, NOx traps are available and particulate filters for gasoline applications are under development. According to the state of the art these two problems are solved by different means, which poses a problem of size of the exhaust line and cost. [0010] Indeed, a NOx trap and a particulate filter then used separately require a large implantation volume which is, for example, not necessarily available for positioning under a turbocharger. Remote positioning, for example under the floor of one or the other of these elements is not desirable since this would considerably reduce its performance. FR-A-2 907 847 discloses an exhaust line with a first catalytic exhaust aftertreatment device comprising a nitrogen oxide trap and a second catalytic device consisting of a particulate filter which is disposed downstream of the nitrogen oxide trap in the exhaust line. This document illustrates an exhaust line according to the state of the art for which the NOx trap forms an entity separate from the particulate filter. The problem underlying the present invention is to reduce the size of the pollution control elements present on an exhaust line of a motor vehicle, particularly with respect to the pollution in emissions of nitrogen oxides and the treatment and in particles. In order to achieve this objective, a motor vehicle exhaust line is provided according to the invention, extending from an exhaust manifold of the heat engine by presenting a first depollution element comprising at least one catalyst. , a nitrogen oxide trap called NOx trap and a particulate filter characterized in that the NOx trap and the particulate filter are grouped together in one and the same pollution control element. The technical effect is to obtain an operation of an exhaust line with a depollution that can be effective both in conditions of wealth equal to or greater than 1 or in conditions of poor richness, particularly as regards nitrogen oxides, these being treated unsatisfactorily in conditions of poor richness. This is achieved by combining the NOx trap and the particulate filter in the same pollution control element, which represents a saving in space and a reduction in manufacturing costs. This makes it possible to carry out a satisfactory depollution of the exhaust gases for any type of richness of said gases at the output of the engine. Advantageously, the pollution control element comprises a particulate filter filter support, the filter medium being impregnated with an active coating with means for retaining nitrogen oxides, this coating forming a NOx trap. Advantageously, the nitrogen oxide retention means are deposits of at least one chemical element reacting with the nitrogen oxides to give a chemically stable compound in conditions of less than 1 richness in the line of nitrogen. exhaust. Advantageously, under conditions of richness greater than 1 in fuel in the exhaust line, the compound formed by said at least one chemical element with the nitrogen oxides is unstable, the nitrogen oxides being released, a reducing agent being used for the reduction of nitrogen oxides to form nitrogen. Advantageously, said at least one chemical element is barium or a derivative of barium. Advantageously, the first depollution element is a three-way catalyst. Advantageously, the active coating impregnating the support of the particulate filter of the pollution control element also comprises means for retaining carbon monoxide or CO and hydrocarbons or HC under conditions of richness greater than 1 in fuel and of release of carbon monoxide and hydrocarbons under rich conditions of less than 1. Advantageously, the line comprises at least one oxygen sensor disposed upstream of the first depollution element and / or an oxygen sensor disposed upstream and or downstream of the second depollution element Advantageously, an air injector is provided on said line upstream of the second depollution element for the injection of air into said line and the combustion of the particles retained in the particulate filter of the depollution element during a regeneration. Finally, the invention relates to a motor vehicle equipped with a heat engine having such a line of exhaust gases leaving said engine. Other features, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples and in which: - Figure 1 is a curve showing the efficiency of post-treatment of a catalyst as a function of the richness of the gas / air mixture; FIG. 2 is a schematic representation of a longitudinal view of an exhaust line according to the present invention. With reference to FIG. 1, for a good engine operation, it is necessary to have a well-established fuel / air ratio, for example with a mass ratio equal to 14.7 times more air mass. than mass of gasoline. With such a ratio, it is defined a wealth equal to one. When there is more air compared to fuel, the wealth decreases and the fuel / air mixture is said to be poor. Conversely, when there is more fuel compared to the air, the wealth increases and the mixture is said to be rich. The emissions of gas that can be converted by a catalyst mainly concern carbon monoxide or CO, hydrocarbons or HC and nitrogen oxides or NO. The emissions of CO and HC decrease for a lean mixture while the oxides of nitrogen or NOX increase, this because of the burning temperature in lean mixture which increases, an excess of air being present. The curve of FIG. 1 shows the conversion ratio TC of a catalyst as a function of the richness R of the mixture. It can be seen in this figure that if, at high richness, the conversion rate of oxides of nitrogen or NOX is high, the conversion rate TC of HC drops against strongly from the wealth one towards the higher wealth to become weak . The TC conversion rate of CO decreases even more strongly with greater than one. It is therefore very difficult to simultaneously have the three pollutants nitrogen oxides or NOX, HC and CO at their minimum level while maintaining a wealth R allowing a good operation of the engine. For so-called poor wealth R, that is to say with an excess of air in the mixture, the conversion rates TC of CO and HC are relatively high. On the other hand, the conversion rates TC are increasingly low for the oxides of nitrogen or NOX when the value of the richness R decreases. If as previously mentioned, for a three-way catalyst, its proper operation is carried out in a Z range of narrow richness of +/- 0.005 around a richness one, the maximum efficiency of the catalyst does not exceed a window of narrow wealth between 0.995 and 1.005. [0029] Figure 2 shows a longitudinal view of an exhaust line 1 according to the present invention. This exhaust line 1 has one of the ends entering the exhaust manifold 2 of the engine of the vehicle. In this exhaust line 1 according to the present invention, there is provided a first pollution control element 3, advantageously in the form of a three-way catalyst, for the treatment of the rich-1 emissions. This first element of depollution 3 is advantageously arranged near the engine, so close to the exhaust manifold 2. It is also provided a second depollution element 5 combining the functions of particulate filter and NOx trap. This second depollution element 5 is disposed downstream of the first depollution element 3. Its position may be under floor because on a portion of the exhaust line 1 extending under the vehicle, this substantially longitudinally to said vehicle. However, it is preferable that its position is relatively close to the exhaust manifold 2. Finally, it can be provided an air injection by an injector 4, the injector 4 opening into the exhaust line 1 between the two depollution elements 3 and 5. Advantageously, it can be provided a second oxygen probe 6a, this second probe 6a being disposed upstream of the air injector 4 and downstream of the first depollution element 3, advantageously a three-way catalyst, disposed closest to the engine of the two depollution elements 3 and 5. Advantageously, a third oxygen probe, not referenced in FIG. 2, may be provided, this third probe being disposed downstream of the depollution element 5 and thus disposed closest to the end of Exit of the exhaust line 1 of all previously described elements. The oxygen probes 6a, 6b are primarily intended for the control of the proper operation of the heat engine. For a good operation of the heat engine, an oxygen probe 6a, 6b provides a wealth signal used for the operation of the engine at a value of richness substantially equal to 1. From the signal delivered by the wealth probe, the parameters of the injection of the engine are modified to obtain a value of wealth substantially equal to 1. Such probes can therefore perform respectively indirect measurements of the richness of the gases in the exhaust line 1, the wealth in the line 1 exhaust may decrease after the injection of air by the injector 4. Advantageously, it can also be provided a sensor of nitrogen oxides or NOx and / or a particle sensor, preferably downstream the second depollution element 5 which will now be detailed. These sensors are not referenced in FIG. 2. The present invention is therefore based on the combination of a particulate filter and a NOx trap grouped together in the same depollution element 5. The combination of these two functionalities is achieved by a deposit on or in the filter support of the particulate filter. As will be detailed later, this deposit consists of an impregnation of the support, this impregnation having the properties necessary for the trapping of nitrogen oxides under fuel poor conditions of less than 1 followed later by the release of nitrogen oxides and to their treatment under conditions of richness greater than or equal to 1. [0039] Indeed, in accordance with what has been stated above, the conversion of nitrogen oxides by the first depollution element 3 is strongly weakened in these conditions of low fuel wealth. The particulate filter of the depollution element 5 may be a porous system composed of cordierite, mullite or silicon carbide or the like, the channels being plugged alternately at each end. The particulate filter is identified by the amount of cells it contains, its wall thickness and its porosity. In the depollution element 5, the particulate filter has a filter support for the retention of particles, which is a common feature of particulate filters. This filter support advantageously provides a very large surface area for contact with the exhaust gases in order to improve the capture of the particles. According to a preferred embodiment of the present invention, this filter medium is impregnated with an active coating called English washcoat. This active coating or washcoat contains means of retention or storage of nitrogen oxides or NOX in order to combine the functions of a particle filter and a NOX trap grouped in a single depollution element 5. [0042] Advantageously, the nitrogen oxide retention means are deposits forming sites of at least one chemical element reacting with the nitrogen oxides to give a chemically stable compound under fuel poor conditions of less than 1 in the line. exhaust, these conditions being those for which the first depollution element 3 is the least effective for the removal of nitrogen oxides. [0043] Advantageously, the chemical element is at least barium or a derivative of barium. Other chemical elements may also be used provided that the condition stated above is met. A NOx trap advantageously comprises localized sites containing small amounts of at least one chemical element, advantageously barium or one of its derivatives, which will capture the nitrogen oxides, to transform it, in the case of barium nitrate according to the following formula: NOx + Ba -) Ba (NO3) 2 [0045] Barium nitrate is stable as long as it is not thermochemically disturbed, this under the conditions of low fuel wealth in the exhaust line. It is therefore stored in the depollution element 5 and is not transformed back into conditions of poor wealth. These are the sites comprising small amounts of barium which, added to the filter support of the particulate filter through the active coating or washcoat impregnating the filter support of the particulate filter, allow this temporary storage. At a future stage of operation of the engine of the motor vehicle, the wealth in the line 1 exhaust can again become equal to 1 or be even higher. This may for example be due to a need for engine performance, a need to protect the components of the exhaust line or a suitable strategy. Under these conditions of richness equal to or greater than 1, the compound, advantageously barium nitrate, formed by said at least one chemical element, advantageously barium or one of its derivatives, with the nitrogen oxides becomes unstable. The nitrogen oxides or NOX are then desorbed from the coating impregnating the filter support of the particulate filter of the second depollution element 5, this according to the following chemical formula: Ba (NO3) NOx + Ba [0048] These oxides of nitrogen Nitrogen or NOx, in order to be eliminated, are then reduced by a reducing agent to give N2 nitrogen according to the following formula: NOx + 4 N2 reducer [0049] Thus, as long as the engine is operating at the same or greater 1, advantageously equal to 1, the pollutants CO, HC and NOX are conventionally treated by the first pollution control element 3, advantageously a three-way catalyst. Conversely, when one is in the scanning phase, so with a richness less than 1 in the exhaust line, mainly, only the pollutants CO and HC are effectively treated by the first element of pollution control 3. The oxides nitrogen, not treated with this first depollution element 3, are then stored, in accordance with the present invention, in the second pollution control element 5 combining a particulate filter and a NOx trap. Regarding the operation of the actual particle filter of the second depollution element 5, when particles are emitted, they are trapped in this element 5 combining a particle filter and a NOx trap. Then, when the regeneration conditions of the particulate filter are present, essentially a sufficiently high temperature and a presence of oxygen, the stored particles, in the form of soot, are burned. This can be done by opening the air injector 4 in the exhaust line 1 or during driver's foot lifts associated with injection cuts. By analogy with what has been described for a NOx trap, a possible variant of the second depollution element 5 would be to add a trap function for the treatment of at least one of the CO and HC. In this case, the trap can store CO and / or HC when the richness is greater than or equal to 1, this richness value being unfavorable for elimination of CO and HC by the first depollution element 3, advantageously in the form of a three-way catalyst. When the wealth in line 1 is below 1, CO and / or HC can then be returned and destroyed. This is only a variant of the invention and is not its preferred embodiment. The advantages of the present invention are numerous. Without limitation, we can cite a better respect of the emission thresholds on all operating points, and therefore on the most severe driving profiles. In addition, the volume required for the implantation of the pollution control elements is considerably reduced, a gain in volume, depending on the applications that can be estimated up to two liters, this compared to an architecture in which the pollution control elements are disposed of. separate way. Another advantage is the economic advantage over the manufacturing cost of the exhaust line due to the reduction in the number of implementation of the elements on the exhaust line. In addition, it is obtained a gain in assembly of the exhaust line and an economic gain on the cost of manufacture of the exhaust line. Finally, the severity of living conditions in which the emissions are monitored will require the generalization of technical solutions for the most complete depollution treatment possible. Such an exhaust line according to the present invention provides a very satisfactory solution to this request.

Claims (10)

REVENDICATIONS: 1. Ligne d'échappement (1) de véhicule automobile, s'étendant d'un collecteur (2) d'échappement du moteur thermique en présentant un premier élément de dépollution (3) comprenant au moins un catalyseur, un piège à oxydes d'azote dit piège à NOx et un filtre à particules caractérisée en ce que le piège à NOx et le filtre à particules sont regroupés ensemble dans un même élément de dépollution (5).1. Exhaust line (1) of a motor vehicle, extending from a collector (2) for exhaust of the engine by having a first depollution element (3) comprising at least one catalyst, a trap nitrogen oxides said NOx trap and a particulate filter characterized in that the NOx trap and the particulate filter are grouped together in one and the same pollution control element (5). 2. Ligne (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément de dépollution (5) comprend un support filtrant de filtre à particules, le support filtrant étant imprégné d'un revêtement actif avec des moyens de rétention des oxydes d'azote, ce revêtement formant un piège à NOx.2. Line (1) according to claim 1, wherein the depollution element (5) comprises a particulate filter filter support, the filter support being impregnated with an active coating with means for retaining nitrogen oxides , this coating forming a NOx trap. 3. Ligne (1) selon la revendication 2, dans laquelle les moyens de rétention des oxydes d'azote sont des dépôts d'au moins un élément chimique réagissant avec les oxydes d'azote en donnant un composé chimiquement stable dans des conditions de richesse pauvre en carburant inférieure à 1 dans la ligne (1) d'échappement.3. Line (1) according to claim 2, wherein the nitrogen oxide retention means are deposits of at least one chemical element reacting with the nitrogen oxides to give a chemically stable compound in conditions of wealth. fuel poor less than 1 in the exhaust line (1). 4. Ligne (1) selon la revendication 3, dans laquelle, dans des conditions de richesse égale ou supérieure à 1 en carburant dans la ligne (1) d'échappement, le composé formé par ledit au moins un élément chimique avec les oxydes d'azote est instable, les oxydes d'azote étant libérés, un réducteur étant utilisé pour la réduction des oxydes d'azote pour former de l'azote.4. Line (1) according to claim 3, wherein, under conditions of richness equal to or greater than 1 in fuel in the line (1) exhaust, the compound formed by said at least one chemical element with the oxides d The nitrogen is unstable, the nitrogen oxides being released, a reducing agent being used for the reduction of the nitrogen oxides to form nitrogen. 5. Ligne (1) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle ledit au moins un élément chimique est le baryum ou un dérivé du baryum.5. Line (1) according to claim 3 or 4, wherein said at least one chemical element is barium or a barium derivative. 6. Ligne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour laquelle le premier élément de dépollution (3) est un catalyseur trois voies.6. Line (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first pollution control element (3) is a three-way catalyst. 7. Ligne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour laquelle le revêtement actif imprégnant le support du filtre à particules de l'élément de dépollution (5) comprend aussi des moyens de rétention du monoxyde de carbone ou CO et des hydrocarbures ou HC dans des conditions de richesse supérieure à 1 en carburant et de libération du monoxyde de carbone et des hydrocarbures dans des conditions de richesse inférieure à 1.7. Line (1) according to any one of the preceding claims, wherein the active coating impregnating the support of the particulate filter of the pollution control element (5) also comprises carbon monoxide or CO retention means and hydrocarbons or HC under conditions of richness greater than 1 in fuel and release of carbon monoxide and hydrocarbons under conditions of richness less than 1. 8. Ligne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, laquelle comprend au moins une sonde à oxygène (6a, 6b) disposée en amont du premier élément de dépollution (5) et/ou une sonde à oxygène disposée en amont et/ou en aval du second élément de dépollution (5).8. Line (1) according to any preceding claim, which comprises at least one oxygen sensor (6a, 6b) disposed upstream of the first depollution element (5) and / or an oxygen sensor disposed upstream and or downstream of the second depollution element (5). 9. Ligne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour laquelle il est prévu un injecteur (4) d'air disposé sur ladite ligne (1) en amont du second élément de dépollution (5) pour l'injection d'air dans ladite ligne (1) et la combustion des particules retenues dans le filtre à particules de l'élément de dépollution (5) lors d'une régénération.9. Line (1) according to any one of the preceding claims, for which there is provided an injector (4) of air disposed on said line (1) upstream of the second depollution element (5) for the injection of air in said line (1) and combustion of particles retained in the particulate filter of the depollution element (5) during a regeneration. 10. Véhicule automobile équipé d'un moteur thermique présentant une ligne d'échappement (1) des gaz sortant dudit moteur, caractérisé en ce que ladite ligne (1) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9.10. A motor vehicle equipped with a heat engine having an exhaust line (1) of the gases leaving said engine, characterized in that said line (1) is in accordance with any one of claims 1 to 9.
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