Les émissions de particules diesel et d'hydrocarbures des moteurs de propulsion marins sont soumises à un contrôle de plus en plus strict dans les ports, les zones côtières et les zones de contrôle des émissions. Nous avons conçu un système de post-traitement DOC + DPF spécifiquement pour les moteurs principaux marins de classe 800 kW — un ensemble dimensionné à partir des données de fonctionnement réelles du moteur, et non d'un catalogue générique.

Cet article couvre ce qu'est le système, le moteur autour duquel il a été conçu, les quatre contraintes qui ont façonné sa conception, et comment il s'intègre dans une stratégie de conformité au carburant à faible teneur en soufre.

Une combinaison DOC + DPF remplit deux fonctions distinctes dans une même ligne d'échappement :

Ensemble, ils transforment un échappement visiblement fumant en un échappement propre et conforme — sans modifier la cartographie de performance du moteur lui-même.

Le système a été conçu autour d'un moteur de propulsion marine à 6 cylindres en ligne, quatre temps, turbocompressé et refroidi par air d'admission, avec les spécifications suivantes utilisées comme base de dimensionnement :

1. La qualité du carburant conditionne l'ensemble de l'architecture. La chimie du DOC et du DPF exige un carburant à faible teneur en soufre — MGO/MDO à 0,10 % ou moins de soufre dans les zones de contrôle des émissions. Avec du HFO à haute teneur en soufre, la formation de sulfates empoisonne les catalyseurs et endommage le substrat du DPF. Le système est donc spécifié pour des moteurs fonctionnant au distillat à faible teneur en soufre ; les installations au HFO nécessitent une architecture différente (par exemple, basée sur des épurateurs ou des stratégies alternatives).

2. La température des gaz d'échappement est à la fois le problème et la solution. En puissance de croisière, la température des gaz d'échappement d'un moteur de propulsion se situe dans la fenêtre de régénération passive (environ 250–450 °C), permettant une oxydation continue de la suie avec une intervention active minimale. Mais à pleine charge, la température peut dépasser la limite de sécurité du substrat du filtre à particules (DPF), et lors d'une navigation à vitesse réduite ou d'une opération portuaire, elle descend en dessous de la fenêtre. La stratégie de régénération est cartographiée en fonction du profil de voyage réel du moteur afin de protéger à la fois le filtre et le boîtier.

3. La contre-pression est un paramètre de performance moteur. Sur un moteur turbocompressé, une restriction supplémentaire à l'échappement dégrade les performances du turbocompresseur et augmente la consommation spécifique de carburant. Les canisters sont dimensionnés pour que la restriction totale DOC+DPF reste dans la limite admissible du moteur sur toute la plage de fonctionnement, le pire cas étant vérifié à pleine charge.

4. La salle des machines n'est pas un banc d'essai. L'air salin, les vibrations, l'installation exiguë et l'inspection par le surveyeur ont tous influencé les choix de matériaux et d'agencement : coques résistantes à la corrosion, raccords boulonnés à brides, et une empreinte au sol adaptée à l'espace disponible à bord du navire.

Cet ensemble DOC+DPF est une solution de contrôle des émissions de particules et de gaz (CO/HC), alignée sur les exigences de plus en plus strictes concernant la fumée visible et les émissions de particules dans les ports et les eaux côtières, dans le cadre de la convention MARPOL et des règles portuaires régionales. Lorsque la conformité aux normes NOx (par exemple, IMO Tier III dans les zones de contrôle des émissions de NOx) est également requise, le système peut être combiné avec des solutions SCR ou EGR dans le même périmètre de projet.

Chaque installation commence par la fiche technique de votre moteur et son profil d'exploitation. Nous proposons :

Q : Avec quels moteurs ce système DOC+DPF est-il compatible ? R : Le système est actuellement conçu pour les moteurs de propulsion marins de classe 800 kW (par exemple, 734 kW à 1 900 tr/min en régime continu). La même méthodologie de conception s'applique d'environ 200 kW à 2 MW, et nous dimensionnons les carters sur mesure pour chaque fiche technique moteur.

Q : Quel carburant le système nécessite-t-il ? R : Distillat à faible teneur en soufre — MGO/MDO à 0,10 % S ou moins dans les zones de contrôle des émissions. Le système ne convient pas au fioul lourd à haute teneur en soufre (HFO) sans une architecture de prétraitement différente.

Q : Le système réduira-t-il les performances du moteur ? R : La contre-pression est traitée comme une contrainte de performance du moteur. Le dimensionnement des canisters est vérifié par rapport à la carte de fonctionnement complète du moteur afin que l'impact sur la puissance et la consommation de carburant reste dans les limites autorisées du moteur.

Q : Le DOC+DPF réduit-il les NOx ? R : Non — le DOC+DPF traite les particules, le CO et les HC. La réduction des NOx nécessite un SCR ou un EGR. Nous pouvons fournir un ensemble combiné DOC+DPF+SCR lorsque la conformité Tier III est requise.

Q : Pouvez-vous concevoir un système pour notre moteur spécifique ? R : Oui. Envoyez-nous la fiche technique de votre moteur et son profil de fonctionnement, et nous dimensionnerons un ensemble adapté — y compris des configurations de rétrofit pour les navires en service.

[CTA] Besoin d'un ensemble DOC+DPF dimensionné pour votre moteur ? Envoyez-nous la fiche technique de votre moteur et nous vous répondrons avec une proposition technique.