MACHINES FORESTIÈRES PONSSE ET TECHNOLOGIE DE MOTORISATION SCR

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1 MACHINES FORESTIÈRES PONSSE ET TECHNOLOGIE DE MOTORISATION SCR

2 TABLE DES MATIÈRES 1. Renforcement des normes sur les émissions et amélioration des machines 2. Planning d application des normes sur les émissions 3. Solution PONSSE SCR 4. Avantages du système SCR 5. Performances et efficacité de consommation 6. Commentaires des clients

3 Renforcement des normes sur les émissions et amélioration des machines Norme d émission calendrier Euromot 3B / Tier 4i 130kW <130kW Euromot 4 / Tier 4 Final 130kW <130kW EPA <130kW EU nécessitent une nouvelle technologie de motorisation en général, un système EGR ou SCR. Une nouvelle technologie En bref, le système EGR (recirculation des gaz d échappement) implique une recirculation d une part des gaz d échappement moteur dans le circuit d admission d air et les cylindres du moteur. Moins d oxydes sont ainsi générés, les gaz d échappement venant se substituer en partie à l oxygène, de manière à réduire la température du processus de combustion. L inconvénient de ce système est une plus faible économie de carburant dans le processus de combustion. Outre le système EGR, un filtre à FUTURES NORMES SUR LES ÉMISSIONS particules diesel (DPF) doit être ajouté au circuit d échappement. Le système SCR (réduction catalytique sélective), pour sa part, s appuie sur l injection de DEF (fluide d échappement diesel) dans les gaz d échappement au niveau du catalyseur. Dans le cadre du système SCR, une réaction chimique entraîne la réduction des oxydes d azote en azote et en vapeur d eau, tous deux inoffensifs. Les prochains niveaux imposés par les systèmes Euromot et Tier prendront effet en 2014, date à laquelle les normes d émissions se verront à nouveau abaissées. Des solutions techniques encore plus avancées seront alors nécessaires, telles que l association des systèmes EGR et SCR. Pour les moteurs de 130 à 560 kw (175 à 750 CV) Quasi-uniformisation de la législation en termes de normes sur les émissions entre l Europe et l Amérique du Nord NOx EPA = Amérique du Nord Phase II EU = Europe De nouvelles normes Les systèmes Euromot en Europe et Tier en Amérique du Nord définissent les normes applicables en matière d émissions pour les machines de travail hors route à motorisation diesel. Les systèmes Euromot et Tier sont harmonisés sur le plan des normes sur les émissions, mais diffèrent sur certains points importants. Les normes sur les émissions se concentrent sur les oxydes d azote (NOx) et les particules. La Phase I de l Euromot et le programme Tier 1 ont respectivement pris effet en 1999 et La mise en œuvre de la Phase III et du Tier 3 a débuté en Les niveaux instaurés par les normes ont pu être atteints par l ajustement de l injection de carburant et de la combustion des moteurs, au prix de la réduction de l efficacité et des performances moteur. L introduction de la Phase III b de l Euromot et du Tier 4 en 2011 a vu le niveau des émissions de NOx abaissé de 50 %, tandis que le niveau d émissions de particules a été abaissé de 90 % par rapport à la Phase III de l Euromot et au Tier 3. Les nouveaux niveaux d émissions NOx ainsi instaurés Particule Phase III a Phase III b Phase IV Phase II ja III a 50% diminuer Phase III b ja IV 90% diminuer % diminuer

4 SOLUTION PONSSE SCR NH 3 + NOx >N 2 + H 2 O Moteur Echappement Catalyseur Unité de commande Urée Air La technologie SCR (réduction catalytique sélective) Le système SCR permet de réduire la quantité d oxydes d azote (NOx) dans les gaz d échappement. Dans le cadre du système SCR, les gaz d échappement sont combinés à une solution d air et de DEF (fluide d échappement diesel). Le DEF est une solution composée d eau et d urée qui, sous l effet de la chaleur des gaz d échappement, réduit les oxydes d azote (NOx) en azote et en vapeur d eau, tous deux inoffensifs. Le système SCR nécessite un catalyseur, situé dans le silencieux d échappement. Composants d un système SCR Un réservoir de DEF chauffé (chauffage assuré par le préchauffeur du moteur Webasto à travers un liquide de refroidissement moteur) Un système d air comprimé intégrant un compresseur, un réservoir et un sécheur Une unité de dosage de DEF Un système d injection du DEF Un convertisseur catalytique (placé dans le silencieux d échappement) Un circuit 1. L unité de pompage injecte le DEF à l aide de l air comprimé. 2. L unité de dosage mélange le DEF et l air comprimé, puis injecte le mélange dans le circuit d échappement. 3. La vanne de chauffe permet au liquide de refroidissement du moteur de réchauffer le réservoir de DEF. 4. Le réservoir de DEF de 25 litres dispose également de capteurs de température et de niveau. 5. Un système compresseur d air, composé d un sécheur et de deux réservoirs d air comprimé.

5 AVANTAGES DU SYSTÈME SCR Meilleures performances moteur Réponse excellente aux charges moteur soudaines. Fiabilité du moteur Le système SCR réduit la charge thermique du moteur par un processus de combustion plus optimal, permettant ainsi de prolonger la durée de vie de nombreuses pièces moteur. Intervalles d entretien plus espacés Les coûts d entretien sont réduits grâce à l allongement des intervalles d entretien par rapport aux systèmes concurrents. Meilleure tolérance aux variations de qualité du carburant Facilité d utilisation et de maintenance Ajouter simplement du DEF en fonction des besoins. Neutralisation des oxydes d azote nocifs Réduction importante de l impact sur le climat Offre aux opérateurs un environnement de travail plus propre et plus sûr. La plupart des grands fabricants de moteurs diesel hors-route ont choisi le système SCR comme technologie d avenir pour se conformer aux niveaux d émissions fixés par la Phase III b de l Euromot et le Tier 4. Autres aspects du système SCR : Le système SCR apporte de nouveaux composants moteur, qui nécessitent un entretien (remplacement des filtres). Le coût du DEF (fluide d échappement diesel) doit être pris en compte il reste inférieur à celui du carburant. L effet global est positif, puisque la réduction de la consommation de carburant est supérieure à la consommation de DEF. Le DEF gèle à -11 C une donnée à prendre en compte dans les opérations de stockage, de transport et de manipulation. Performances et efficacité de consommation Outre des émissions réduites, le système SCR permet d ajuster les performances moteur pour une puissance, un couple et une économie de carburant optimales. Les opérateurs des machines certifient qu un moteur SCR répond beaucoup mieux aux charges soudaines, par exemple lors de la manipulation d un grand arbre. Nm RPM g/kwh Euromot 3A Euromot 3A Euromot 3B Euromot 3B RPM Dans un moteur SCR, le couple est plus élevé que dans un moteur ancienne génération de puissance identique. Un moteur SCR répond également beaucoup mieux aux charges, permettant un travail plus fluide et plus rapide, par exemple pour la manipulation des grands arbres. La consommation de carburant nominale (grammes de carburant consommés pour produire un kwh de puissance) est inférieure pour un moteur SCR, grâce à son efficacité améliorée. Les économies de carburant ainsi réalisées, en conditions identiques, sont supérieures à celles des moteurs conformes à la Phase III a de l Euromot et au Tier 3.

6 Commentaires des clients L entreprise A&L Harju Oy, basée à Savukoski, a été l une des premières à tester le système SCR de Ponsse y compris en hiver. «Il nous semblait naturel de tester ce nouveau système avec une nouvelle machine. Jusqu ici, l expérience s est avérée plutôt concluante», résume Lauri Harju. «Nous disposons de notre nouvelle machine depuis décembre 2009, pour une période de travail d environ heures.» D après Lauri Harju, l estimation du volume de carburant consommé est une tâche difficile, qui dépend de toute une gamme de facteurs. «Nous utilisons cette machine principalement pour des coupes à blanc, auquel cas la consommation est d environ 14 litres par heure. Mais on ne peut pas vraiment comparer la consommation telle quelle, puisque nos autres machines sont équipées d un autre type de tête d abattage.» L efficacité moteur améliorée, pour sa part, a été très remarquée : «Le moteur semble plus puissant. En d autres termes, il subit moins de contraintes qu un moteur traditionnel.» Tandis que la puissance et la consommation du moteur SCR font l objet de compliments, sa capacité à faire face aux conditions hivernales a été remise en question, la solution d urée utilisée comme additif gelant à -11 C. Après avoir testé le système SCR en hiver, Lauri Harju n y va pas par quatre chemins : «Cela engendre un travail supplémentaire. La solution doit être acheminée sur le site non gelée et tiède. Le stockage en extérieur est hors de question en hiver. Nous ajoutons la solution DEF dans le réservoir en même temps que le plein quotidien, ce qui signifie heureusement qu il n y a pas besoin d une autre étape.» Malgré ces efforts supplémentaires, Lauri Harju apprécie ce nouveau système : «Je n irai pas jusqu à dire que ce système n est pas bon. Après tout, nous allons tous devoir faire face à de nouvelles conditions tôt ou tard, avec le renforcement des normes. Le plein en carburant demande plus de travail et le coût supplémentaire du AdBlue n est pas non plus une bonne nouvelle. Mais, d un autre côté, la maintenance du moteur et les opérations d entretien n ont pas changé.» A&L Harju Oy Lauri Harju, entrepreneur PONSSE Ergo 6w, 7500 h Grue C4, tête d abattage H6 Karttulan Metsätyö nous fait part d une expérience positive avec le moteur SCR. Les opérateurs machines sont particulièrement satisfaits de la puissance délivrée et de la différence considérable avec les anciens moteurs. La capacité de manipulation du bois de la machine est meilleure qu auparavant. Hannu Liikanen ja et Jussi Tenhunen «La puissance est également au rendezvous lors des charges moteur, puisque le système de prévention des fumées n entrave plus la puissance moteur. Le moteur ne «tousse» plus et assure un fonctionnement excellent, même avec de grands arbres le déplacement vers le point de coupe est plus rapide», explique Jussi Tenhunen. «La consommation n est pas très différente des anciens moteur dans certains aspects, mais ceux ci consommaient tout de même un litre de plus par heure lors des opérations de coupe à blanc et lors de la manipulation de grands arbres. La consommation de carburant du nouveau moteur est d environ 15,5 16,5 L/h en coupe à blanc et de 12 13,5 L/h en éclaircie.» Le moteur tourne à un régime rela- tivement élevé ( tours/min) Hannu Liikanen déclare que de cette façon, la consommation par heure peut être supérieure, mais calculée par mètres cubes produits, elle est inférieure. Le client apprécie tellement la puissance délivrée qu il envisage également un moteur SCR pour sa prochaine acquisition de machine. Karttulan Metsätyö Hannu Liikanen (entrepreneur, opérateur) Jussi Tenhunen (opérateur) PONSSE Ergo 6w, 1200 h Grue C4, tête d abattage H6

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