Vanne EGR et filtre à particules : comment ils fonctionnent et pourquoi ils s’encrassent
Ce sont les deux pièces qui donnent le plus de fil à retordre sur les diesels modernes, et presque toujours pour la même raison : l’usage qu’on fait de la voiture. Je vous explique ce que fait chacune, pourquoi elles s’encrassent et ce que vous pouvez faire pour que ça ne vous arrive pas.
La vanne EGR : renvoyer une partie des gaz dans le moteur
L’EGR (recirculation des gaz d’échappement) est une vanne qui prend une partie des gaz qui sortent à l’échappement et les renvoie dans l’admission. Remettre de la fumée dans un moteur, ça paraît absurde, mais il y a une logique : ces gaz ont déjà brûlé, ils ne brûlent plus, et en se mélangeant à l’air frais ils font baisser la température de combustion. Avec moins de chaleur, il se forme beaucoup moins d’oxydes d’azote, les NOx, qui sont parmi ce qui sort de pire d’un pot d’échappement.
Sur l’illustration 1, vous avez le circuit en orange : les gaz sortent du collecteur d’échappement, passent par un refroidisseur, traversent la vanne et rentrent à nouveau dans le moteur par l’admission.
Le problème, c’est que les gaz d’échappement d’un diesel contiennent de la suie, et que des vapeurs d’huile du carter arrivent aussi dans l’admission. Les deux ensemble font une pâte noire, la calamine, qui se colle sur la vanne, dans le collecteur et dans le refroidisseur. Quand la vanne reste bloquée, ouverte ou fermée, la voiture perd de la puissance, fume noir, allume le voyant moteur et passe parfois en mode dégradé.
Le filtre à particules : un piège à suie
Le filtre à particules (FAP ou DPF selon les marques) se trouve dans l’échappement, sous la voiture, après le catalyseur : c’est la pièce orange de l’illustration 2. À l’intérieur, c’est un nid d’abeille en céramique dont les canaux sont bouchés un sur deux, si bien que les gaz doivent traverser les parois, qui sont poreuses, et que la suie reste à l’intérieur. Il en retient presque tout, plus de 95 %.
Un filtre qui ne ferait que se remplir finirait bouché, alors de temps en temps il faut le vider : c’est la régénération, qui consiste à brûler la suie vers 600 degrés pour qu’elle reparte sous forme de gaz. Sur un bon trajet d’autoroute, une partie brûle toute seule. Sinon, le calculateur la provoque : il injecte un peu plus de gazole pour chauffer l’échappement et le maintient chaud dix à vingt minutes. Si vous coupez le moteur pendant ce temps, la régénération reste inachevée.
Et c’est là que naissent presque tous les problèmes : des diesels qui ne font que des petits trajets en ville. Le filtre se remplit, les régénérations ne se terminent jamais, et un jour le voyant du filtre s’allume ou la voiture ne dépasse plus 3 000 tours.
Pourquoi il faut la faire rouler de temps en temps
Ce n’est pas une légende de garage. Un peu de route avec le moteur qui travaille, sans le faire hurler mais pas non plus en sixième à 1 500 tours, fait du bien à tout : l’échappement monte en température, le filtre se nettoie tout seul, les régénérations se terminent et l’EGR reçoit des gaz plus chauds et plus propres, qui laissent moins de calamine. Aux diesels qui roulent beaucoup en ville, je recommande une demi-heure d’autoroute toutes les une ou deux semaines, sur un rapport qui garde le moteur entre 2 500 et 3 000 tours.
Et des injecteurs en bon état. Un injecteur qui goutte ou pulvérise mal fait plus de suie, et le filtre se remplit plus vite. Souvent, le problème du filtre est ailleurs.
Supprimer l’EGR ou le FAP : ce que c’est et pourquoi non
Supprimer, c’est enlever la pièce, ou la neutraliser, et reprogrammer le calculateur pour qu’il ne s’en aperçoive pas. On le fait pour éviter une réparation, ou parce qu’on vous a vendu l’idée que la voiture marcherait mieux. Je vous le dis franchement : rouler ainsi est illégal, c’est très contrôlé et je le déconseille totalement. La voiture ne passe pas le contrôle technique, vous vous exposez à une amende, votre assureur peut vous faire des difficultés en cas d’accident et, au passage, vous rejetez dans l’air tout ce que ces pièces devaient arrêter. Vous ne trouverez pas ici comment le faire. Vous trouverez comment les garder en bonne santé, ce qui revient presque toujours moins cher.
Les pannes les plus courantes
- Vanne EGR bloquée ou encrassée
Manque de puissance à bas régime, à-coups, fumée noire et parfois mode dégradé. Un bon nettoyage suffit souvent, sans changer la vanne.
Codes typiques : P0401, P0400, P0402, P0404 - Panne électrique de la vanne
Le petit moteur ou son capteur de position : le calculateur demande une ouverture et la vanne n’y arrive pas ou ne dit pas où elle en est.
Codes typiques : P0403, P0405 - Filtre à particules chargé de suie
Voyant du filtre, régénérations qui ne se terminent pas, ventilateur qui continue de tourner après l’arrêt. Presque toujours à cause des petits trajets.
Codes typiques : P2463, P244B, P2002 - Capteur de pression différentielle
C’est lui qui mesure la difficulté qu’ont les gaz à traverser le filtre. S’il tombe en panne, ou si l’un de ses petits tuyaux se fend ou se débranche, le calculateur croit le filtre plein ou vide alors qu’il ne l’est pas.
Codes typiques : P2452, P2453, P2454, P2455 - Filtre plein de cendres
Les cendres ne brûlent pas. Avec beaucoup de kilomètres, le filtre s’en remplit peu à peu et plus aucune régénération n’y fait rien : il faut un nettoyage professionnel ou le remplacer.
Code typique : P242F - Refroidisseur d’EGR qui fuit
Sur certains moteurs, il se fend à l’intérieur et le liquide de refroidissement finit dans l’admission : le niveau baisse sans aucune fuite visible et la voiture fume blanc.
Ce que vous voyez avec Final OBD
Sur les diesels qui le fournissent, Final OBD vous montre le filtre à particules sur sa propre page, avec ce que donne chaque voiture : la suie calculée par le calculateur, l’état du filtre et, sur beaucoup, les kilomètres depuis la dernière régénération. C’est le meilleur moyen de savoir si vos trajets la laissent se terminer. Sur mon Traveller, je regarde ce chiffre de temps en temps, et si je le vois monter sans jamais redescendre, je sais qu’il lui faut un peu d’autoroute.
Pour la vanne EGR, si votre voiture le donne en OBD standard, vous voyez l’ouverture demandée par le calculateur et l’écart avec l’ouverture réelle. Et les défauts de tous les calculateurs, avec leur code et expliqués.
Sur d’autres voitures, comme cette Audi A6 3.0 TDI, la page du filtre montre aussi les cendres accumulées, que les régénérations n’éliminent pas, et la pression différentielle.
Ouvrez le capotl’explication détaillée
Pourquoi les NOx se forment et comment l’EGR les freine
L’air, c’est presque uniquement de l’azote et de l’oxygène. À température normale, ils s’ignorent, mais dans un cylindre, au pic de la combustion, on dépasse largement les 1 800 degrés, et là ils réagissent et forment des oxydes d’azote. Le diesel est plus mal loti que l’essence parce qu’il fonctionne toujours avec de l’air en excès : plus d’oxygène libre et plus de chaleur.
L’EGR retire au cylindre une partie de l’air frais et la remplace par des gaz déjà brûlés, surtout du CO2 et de la vapeur d’eau. Ces gaz ne brûlent pas, mais ils prennent de la place et absorbent de la chaleur : la combustion est plus lente et son pic de température plus bas. Sur un diesel à faible charge, jusqu’à un tiers de ce qui entre peut être du gaz d’échappement. À pleine charge, l’EGR se ferme, parce qu’à ce moment-là il faut de l’oxygène pour brûler le gazole.
Tout a un prix : avec moins d’oxygène, il se forme plus de suie. C’est l’éternel compromis du diesel, NOx contre particules, et c’est pour ça que l’EGR et le filtre à particules vont presque toujours ensemble.
Haute pression, basse pression et refroidisseur
L’EGR classique, celle de l’illustration 1, est à haute pression : elle prend les gaz dans le collecteur d’échappement, avant le turbo, et les envoie dans le collecteur d’admission. C’est celle qui s’encrasse le plus, parce que les gaz arrivent tels qu’ils sortent du moteur, avec toute leur suie.
Beaucoup de moteurs modernes ont en plus une EGR basse pression, qui prend les gaz après le filtre à particules, déjà propres, et les envoie avant le turbo. Elle s’encrasse beaucoup moins et ne laisse travailler la haute pression que quand c’est nécessaire.
Presque toutes font passer les gaz par un refroidisseur, un petit radiateur traversé par le liquide de refroidissement du moteur. Un gaz plus froid est plus dense et fait mieux baisser la température. C’est aussi le refroidisseur qui fait peur avec les pertes de liquide quand il se fend.
Comment le calculateur sait que l’EGR fonctionne
Les vannes modernes sont électriques et ont un capteur qui indique leur ouverture. Le calculateur compare ce qu’il demande et ce qu’il mesure, et si ça ne correspond pas pendant un moment, il enregistre un défaut. Il surveille aussi l’air qui entre : quand l’EGR s’ouvre, le débitmètre doit voir entrer moins d’air frais, puisqu’une partie de la place est prise par les gaz d’échappement. S’il ne le voit pas, aucun gaz ne passe par l’EGR ; s’il en voit trop, il en passe trop.
C’est pour ça qu’une EGR encrassée donne souvent un P0401 même quand la vanne bouge bien : le capteur dit qu’elle est ouverte, mais le conduit est tellement plein de calamine que les gaz ne passent pas.
Le filtre de l’intérieur : suie et cendres
Le filtre est un bloc de céramique, en carbure de silicium ou en cordiérite, avec des milliers de canaux très fins. Un canal est ouvert à l’avant et fermé à l’arrière ; le suivant, l’inverse. Les gaz entrent par l’un, traversent la paroi poreuse et ressortent par le voisin, et les particules restent collées à la paroi.
Ce qui reste à l’intérieur est de deux sortes, et il vaut mieux ne pas les confondre. La suie, c’est du carbone : elle vient du gazole mal brûlé et elle brûle pendant les régénérations. Les cendres viennent surtout des additifs de l’huile que le moteur brûle petit à petit (calcium, zinc, phosphore) et ne brûlent jamais : elles s’accumulent au fond des canaux pendant toute la vie du filtre. Avec beaucoup de kilomètres, elles prennent tellement de place que le filtre est plein même juste après une régénération. D’où l’importance d’utiliser l’huile demandée par le constructeur, une huile à faible taux de cendres, et d’avoir un moteur qui ne consomme pas d’huile.
Régénération passive, active et avec additif
La passive se fait toute seule. Avec l’échappement entre 250 et 450 degrés, le dioxyde d’azote produit par le catalyseur d’oxydation, placé devant le filtre, brûle la suie petit à petit. Ça arrive sur autoroute, avec le moteur en charge.
L’active est décidée par le calculateur quand il estime que le filtre est chargé. Il ajoute de petites injections de gazole après la combustion ; ce gazole arrive imbrûlé au catalyseur d’oxydation, y brûle et fait monter l’échappement vers 600 degrés. On le remarque si on fait attention : ralenti un peu plus haut, ventilateur qui continue après l’arrêt, consommation un peu plus élevée, odeur de chaud. Si vous coupez au milieu, elle reste inachevée et le calculateur réessaiera plus tard.
Certains constructeurs utilisent un additif, dans un réservoir à part, mélangé au gazole en quantités infimes, qui fait brûler la suie à plus basse température. Ce réservoir doit être rempli tous les nombreux milliers de kilomètres, et s’il se vide, le filtre finit par se boucher.
Au garage, on peut forcer une régénération voiture à l’arrêt avec un outil de diagnostic. C’est une bonne solution quand le filtre est chargé mais sain ; si le problème vient des cendres ou d’un injecteur, ça recommence.
La pression différentielle et le calcul de la suie
Le calculateur connaît la charge du filtre de deux façons. D’un côté, il la calcule avec un modèle : gazole brûlé, kilomètres, manière de conduire. De l’autre, il mesure la différence de pression entre l’entrée et la sortie du filtre, avec un capteur et deux petits tuyaux. Avec un filtre propre et le moteur au ralenti, cette différence n’est que de quelques millibars ; elle monte à mesure que le filtre se remplit, et ça se voit surtout moteur accéléré, quand beaucoup de gaz passe.
Si le calcul et la mesure ne se ressemblent pas, il se passe quelque chose : un tuyau fendu ou débranché, un capteur qui ne mesure plus bien ou un filtre fissuré à l’intérieur qui laisse passer les gaz sans les filtrer, ce qui donne le défaut d’efficacité sous le seuil, le P2002.
L’huile dont le niveau monte
Il y a un effet des régénérations que peu de gens connaissent : une partie du gazole de ces injections tardives mouille les parois du cylindre et descend dans le carter. Si les régénérations sont interrompues encore et encore, l’huile se dilue dans le gazole et son niveau monte. Une huile diluée lubrifie moins bien. Si vous voyez le niveau d’huile monter au lieu de baisser, ce n’est pas une bonne nouvelle : vidangez et cherchez pourquoi les régénérations ne se terminent pas.
Les moteurs essence aussi
Depuis quelques années, beaucoup de moteurs essence à injection directe ont leur propre filtre à particules. Il se remplit beaucoup plus lentement et se régénère presque toujours tout seul, parce que l’échappement d’un essence est plus chaud, mais le principe est le même. L’encrassement de l’admission touche aussi les essence à injection directe : le carburant ne passe plus sur les soupapes d’admission et ne les nettoie plus.
Ce qui marche vraiment
Si l’EGR est encrassée, un nettoyage complet suffit en général. Si le filtre est chargé de suie, une bonne régénération, sur la route ou forcée au garage. S’il est plein de cendres, un nettoyage professionnel du filtre ou son remplacement. Et dans tous les cas, chercher le pourquoi : trajets trop courts, injecteur qui goutte, turbo qui laisse passer de l’huile, huile inadaptée. Réparer le symptôme sans la cause, c’est payer deux fois.
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