L’encrassement du moteur: causes, conséquences et solution

Actuellement, le défi des constructeurs automobiles est de développer des véhicules de plus en plus « propres », émettant  un minimum de gaz à effet de serre tout en limitant la consommation de carburant.
Pour cela, la conception des moteurs modernes a beaucoup évolué ces dernières années.

Les nouvelles technologies visent à diminuer les rejets de gaz à effet de serre des véhicules en améliorant, par exemple, la combustion du carburant ou en équipant les véhicules de dispositifs de traitement des fumées d’échappement (pots catalytiques, système SCR, vannes EGR,…).

Mais, quels que soient les moteurs, ancienne ou nouvelle génération, ils resteront sensibles à un encrassement progressif pendant leur fonctionnement.
Dans le contexte économique actuel, les consommateurs jettent leur dévolu sur les carburants les moins chers qui sont aussi, les moins additivés.
Ce qui ne contribue pas à ralentir, voir à éradiquer de façon significative, l’encrassement des moteurs.

Un moteur encrassé perd de sa puissance et de sa nervosité. Les démarrages sont plus difficiles et les émissions de gaz polluants sont plus importantes.
L’encrassement du moteur est inévitable et est à l’origine de nombreuses pannes. Mais, heureusement, des solutions existent !

Principales causes d'encrassement des moteurs

La combustion

La combustion du carburant se fait dans la chambre de combustion du moteur, grâce à un mélange air-carburant. Ce phénomène est déclenché par un apport d’énergie (compression pour le moteur diesel, allumage pour le moteur essence). Idéalement, toutes les molécules du carburant sont totalement brulées pendant cette combustion. Mais en réalité, ce n’est pas ce qu’il se passe. En effet, certaines molécules du carburant ou impuretés contenues dans celui-ci subissent une combustion incomplète ou ne sont pas brûlées. Ces résidus composés de goudron, suie, calamine, se déposent alors sur les soupapes, les têtes de piston.

Ces résidus peuvent également se déposer dans l’arrière-gorge des segments, provoquant une augmentation des frottements entre les segments et les cylindres.
Ceci provoque la dégradation du film d’huile et l’étanchéité de la chambre de combustion n’est plus assurée.

L’huile est alors contaminée par les gaz de la combustion et le moteur consomme plus de carburant. Avec cette perte d’étanchéité, l’huile remonte dans la chambre de combustion et est partiellement brûlée.
Les fumées issues de cette combustion sont riches en suie et goudron de natures diverses. Elles contribuent à l’encrassement des systèmes de post-traitement des gaz d’échappement.

Une fois encrassés, ces dispositifs ne jouent plus leur rôle de traitement des gaz et l’ensemble des gaz/fumées de combustion polluants et nocifs sont rejetés tels quels dans l’atmosphère.
L’encrassement du moteur est plus rapide lors de courts trajets car la température de fonctionnement optimale du moteur n’est pas atteinte. La combustion génère donc plus de dépôts.

Les diamètres des injecteurs

Les diamètres des injecteurs sont de plus en plus petits afin de vaporiser le carburant sous une forme de gouttelettes extrêmement fines. Ceci permet au mélange air-carburant d’être rapidement homogène et d’obtenir une bonne combustion.
Les impuretés contenues dans les carburants peuvent encrasser et même gripper ces injecteurs, la vaporisation du carburant n’est plus optimale, et la combustion de moins bonne qualité, la consommation de carburant augmente, ainsi que la formation de dépôts.

Les moteurs à carburateurs ne sont pas épargnés par l’encrassement car la calamine se dépose sur les pièces mobiles et les gicleurs. Dans ces cas de figure, on observe également des pertes de puissance du moteur et une augmentation non négligeable de la consommation de carburant.

Carburants additivés

Les carburants sont de plus en plus additivés, notamment avec les biodiesels, ce qui augmente l’encrassement.

Composition des carburants

La composition des carburants est de plus en plus réglementée et les autorités (l'Union européenne) imposent des normes d'émission de plus en plus strictes aux constructeurs.

Pour les moteurs diesel :
 

Norme	Euro 1	Euro 2	Euro 3	Euro 4	Euro 5	Euro 6
Oxydes d'azotes (NOx)	-	-	500	250	180	80
Monoxyde de carbone (CO)	2 720	1 000	640	500	500	500
Hydrocarbures (HC)	-	-	-	-	-	-
HC + NOx	970	900	560	300	230	170
Particules (PM)	140	100	50	25	5	5

Pour les moteurs essence et GPL :
 

Norme	Euro 1	Euro 2	Euro 3	Euro 4	Euro 5	Euro 6
Oxydes d'azotes (NOx)	-	-	150	80	60	60
Monoxyde de carbone (CO)	2 720	2 200	2 200	1 000	1 000	1 000
Hydrocarbures (HC)	-	-	200	100	100	100
HC + NOx	-	-	-	-	5	5
Particules (PM)	-	-	-	-	68	68

Ces normes imposent aux constructeurs d'optimiser leur moteur et d'utiliser les technologies de post traitement pour la dépollution. Ceci implique aussi une modification de la composition des carburants (le plomb pour l'essence et le soufre pour le Diesel).

Conséquences de l'encrassement des moteurs

Une fois encrassés, ces dispositifs ne jouent plus leur rôle de traitement des gaz. Le moteur se met en défaut et le remplacement de ces systèmes de dépollution devient inévitable. A cela, il faut ajouter les risques de panne liées, par exemple, au grippage des injecteurs et au colmatage des soupapes.

Ils ne jouent plus leur rôle de "piège" vis-à-vis des gaz d'échappement les plus polluants.
Ces gaz sont donc rejetés dans l'atmosphère.

Une consommation accrue de carburant contribue également à l'épuisement des ressources fossiles.

D'où la nécessité d'utiliser régulièrement des additifs pour palier à ces problèmes !

Solution : utilisation des additifs dans les carburants

Les additifs carburants contiennent, entre autres, des molécules aux propriétés détergentes. La structure de ces molécules leur confère des propriétés particulières.
La "tête" est la partie polaire de la molécule et la "queue" est la partie apolaire de la molécule. Cette structure permet de :

Réduire la tension de surface ce qui permet :

• Une atomisation plus fine du carburant au niveau de l'injection (nombre accru de gouttelettes de carburant de taille plus fine)
• Une augmentation de la surface d'échange des gouttelettes de carburant avec l'air
• Une combustion plus complète et plus efficace, ce qui implique une réduction sensible de la consommation de carburant
• D'avantage d’hydrocarbures et de particules brûlées
• Une réduction concomitante des émissions de gaz à effet de serre (CO2 et NOx)

La formation d'une monocouche à la surface du circuit carburant permettant :

• L'optimisation du flux de carburant
• L'amélioration du pouvoir lubrifiant des carburants
• Une protection contre la corrosion
• Une réduction des coûts de maintenance

La formation de micelles :

• Autour des particules de débris et saletés (évite leur dépôt et sont brûlés dans la chambre de combustion)
• Action détergente et nettoyage des circuits à carburant

Grâce à ces propriétés, l'utilisation régulière d'additifs pour nettoyer tout le système d'alimentation des véhicules permet de conserver les performances d'origine du moteur et, de ce fait, de limiter les émissions polluantes résultant de l'encrassement naturel des moteurs thermiques.