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Un nouvel appareil pour mesurer les gaz d'échappement |
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Écrit par Cordis Nouvelles
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15-08-2007 |
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Le trafic à Berlin. Les émissions polluantes des automobiles sont devenues un sujet politique très chaud en Europe. Une équipe de l’université de Manchester a créé un appareil qui permettrait de contrôler la pollution émanant des voitures.(Sean Gallup/Getty Images) Les automobilistes pourront peut-être bientôt contrôler les émissions polluantes de leurs voitures tout en conduisant, grâce à une nouvelle recherche de l'université de Manchester.
Les scientifiques de l'école d'ingénierie chimique et de science analytique de l'université ont créé un appareil qui utilise des rayons laser pour mesurer les niveaux de dioxyde de carbone (CO2), de monoxyde de carbone (CO) et de méthane (CH4) directement à l'intérieur du pot d'échappement.
Publiés dans la revue Applied Optics et réalisés dans le cadre du projet ASSYST (relatif à des systèmes de capteurs laser de pointe), les travaux ont été partiellement financés par le cinquième programme-cadre de recherche de l’UE.
Actuellement, on mesure les gaz d'échappement des véhicules automobiles en les introduisant dans une boîte où ils sont mesurés par une série de capteurs. Or, ce système présente plusieurs inconvénients, notent les chercheurs. Ainsi, son temps de réaction est lent et les gaz adhèrent souvent à la tuyauterie conduisant à la boîte de mesure. Le système est également sujet aux interférences.
Par contre, la diode laser proche infrarouge se caractérise par des résultats plus rapides et des interférences moindres. De plus, les lasers et les photodétecteurs qui composent l'appareil sont immédiatement opérationnels et fonctionnent à température ambiante.
Les scientifiques ont fixé leur appareil à un moteur de voiture monté sur un banc d'essai, afin d'étudier comment les émissions varient en fonction de différentes conditions.
Le système a permis aux chercheurs de constater, par exemple, comment les concentrations des gaz étudiés varient quand le moteur est mis en route; les niveaux de CO2 s'élèvent rapidement puis se stabilisent après quelques secondes, tandis que les niveaux de CO atteignent un pic au moment du démarrage du moteur, avant de retomber ensuite. La même forte élévation des niveaux de méthane, suivie d'une forte diminution, a également été constatée au démarrage du moteur.
Les scientifiques ont obtenu des informations similaires pour d'autres variables, par exemple sur ce qui se passe quand le mélange d'admission (le volume d'air et de carburant entrant dans le moteur) est augmenté et diminué.
«C'est la première fois que ce type de capteur à diode laser proche-IR est utilisé directement dans le pot d'échappement d'un moteur statique à combustion interne pour mesurer les émissions», a déclaré Dr Philip Martin, l'un des auteurs de l'article.
Les scientifiques ont non seulement testé leur système sur le moteur du banc d'essai, mais ils ont transporté leur équipement dans le monde réel et l'ont utilisé pour mesurer les gaz d'échappement des véhicules en mouvement.
«Ce n'est que maintenant que les composants possédant la haute sensibilité et la robustesse nécessaires à l'application de cette approche dans la réalité deviennent disponibles, a expliqué Dr Martin. Sur la base de la même technologie, nous avons déjà construit une unité routière fonctionnant avec une batterie et composée de matériaux de télécommunications solides et robustes.»
Le succès de ces tests a conduit les chercheurs à envisager la possibilité d'un système embarqué.
«De telles avancées rendent faisable l'idée d'un système de diagnostic flexible embarqué à bord des véhicule à moteur à des fins de contrôle, écrivent-ils. La dépendance des émissions à l'égard des conditions de fonctionnement du véhicule est également utile pour l'analyse des mesures à distance des émissions des véhicules.»
Actuellement, l'appareil est équipé de deux lasers opérant à des fréquences différentes; l'un détecte les niveaux de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone, tandis que l'autre mesure le méthane. Les scientifiques sont maintenant impatients d'ajouter d'autres lasers à leur appareil pour mesurer d'autres polluants importants comme l'oxyde d'azote, le dioxyde d'azote et des hydrocarbures spécifiques.
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