L'histoire de la ligne d'échappement de 1980 à aujourd'hui selon la date de sortie du véhicule

La ligne d’échappement équipe les véhicules depuis plus de 125 ans. Ce dispositif joue un rôle essentiel dans le bon fonctionnement du moteur. En plus de réduire les émissions polluantes, il diminue les nuisances sonores. Des moteurs essence à ceux carburant au diesel, en passant par le GPL et l’éthanol E85, la ligne d’échappement a connu plusieurs améliorations au fil du temps. Alors quelle est l’origine de ce dispositif ? Comment a-t-il évolué ? Les systèmes d’échappement actuels ressemblent-ils toujours aux dispositifs de l’époque ? Flashback !

Tout commence par un simple tuyau métallique

Le créateur de l’échappement n’est autre que Milton Reeves, l’un des premiers pionniers du secteur automobile américain. Tout commence en 1896 lorsque l’Américain souhaite créer un dispositif pour surmonter le bruit et les fumées des moteurs. Il dépose un brevet en 1897 et l’ancêtre de ce que l’on appellera plus tard le silencieux est né. L’amélioration de ce système est attribuée à Eugène Houdry, un ingénieur français qui a contribué à la création du pot d’échappement catalytique pour dépolluer les véhicules. Vers 1975, les gouvernements cherchaient à diminuer la pollution atmosphérique des voitures. D’où le lancement généralisé des dispositifs dépolluants comme les convertisseurs catalytiques.

L’évolution de la ligne d’échappement, une histoire de technologie

Il y a des dizaines d’années, une ligne d’échappement était un tuyau en tôle, dépourvue de technologie, permettant d’évacuer les gaz le plus loin possible de l’admission du moteur. En cause ? La toxicité des gaz qui représentent un danger pour les passagers. C’est la raison pour laquelle les systèmes d’échappement sont situés en hauteur ou débouchent à l’arrière des voitures. De nos jours, les constructeurs rivalisent d’ingéniosité pour transformer ce simple conduit métallique en une technologie contribuant à la gestion et à la dépollution du moteur.

Avec le temps, les rôles de la ligne d’échappement se sont multipliés. Outre l’évacuation du gaz, la première tâche fut la diminution de la nuisance sonore. Avec l’ajout de systèmes comme le silencieux, les ingénieurs ont réussi à atténuer les bruits du moteur à combustion.

La deuxième tâche fut la réduction de la pollution.Depuis le début des années 2000, de plus en plus de pays ont rendu obligatoire l’ajout d’un catalyseur sur les voitures diesel et essence. Par ailleurs, les lignes d’échappement diesel sont de plus en plus munies d'un FAP (filtre à particules) qui vise à stocker les particules fines.

Ainsi, les normes antipollution et les travaux de recherches dans le secteur automobile ont eu pour résultat la conception de voitures plus économes et plus propres : une voiture conçue en 2021 émet 8 fois moins de polluants qu’un véhicule de 1995 et 25 fois moins qu’une voiture de 1980.

L'histoire des lignes diesel & essence

Une ligne d’échappement a pour rôle de diriger les gaz de combustion du moteur à l’extérieur de la voiture. Ses éléments constitutifs varient en fonction du type du moteur (essence ou diesel) ou de la date de sortie du véhicule.

Rappels sur l’histoire de la ligne d’échappement diesel

Comme précisé plus haut, les composants de la ligne d’échappement d’une voiture diffèrent selon son année de production. Dans le cas d’un moteur diesel, on retrouvera les pièces suivantes (classés du plus près au plus loin du moteur) :

1) Le collecteur (The manifold) : son utilisation remonte au lancement des automobiles multicylindres. Situé à la sortie des cylindres, il est responsable de la réception des gaz de combustion. Il relie le moteur au conduit central de la ligne d’échappement.

2) La vanne EGR (The EGR valve) : ce dispositif contribue à réduire les émissions polluantes d’oxyde d’azote (NOx) sur les moteurs diesel (et essence). Il a commencé à équiper les voitures Diesel américaines à partir de 1970 et sera plus tard adopté en 1996 sur les véhicules diesel européens pour répondre aux normes antipollution. Son ouverture et sa fermeture sont pilotées par le calculateur moteur via une liaison électrique.

Bon à savoir : l’emplacement de cette vanne peut changer d’un modèle de voiture à l’autre. Cependant, elle est souvent située entre le collecteur d’échappement et le collecteur d’admission.

3) Le turbo (The turbo)  : l’histoire du turbo commence vers 1905. Alfred Büchi, un ingénieur suisse, conçut un dispositif visant à augmenter le taux de dioxygène dans les cylindres pour améliorer les performances du moteur. Le fonctionnement du turbo est relativement simple : les gaz qui s’échappent du moteur font tourner des turbines qui auront pour rôle d’envoyer de l’air compresser dans l’admission (d’où le terme turbocompresseur). L’air compressé sera injecté dans le moteur pour accroître l’apport d’oxygène dans le compartiment de combustion, optimisant dès lors la puissance.

4) La tresse (The flexe for exhaust) : il s’agit d’un flexible ayant pour fonction de relier la ligne au collecteur. La tresse doit être assez souple pour pallier les vibrations.

5) Le pot catalytique ou catalyseur (The catalytic converter) : les premiers pots catalytiques voient le jour à la fin du XIXe siècle. Obligatoire sur les véhicules diesel depuis 1997, les catalyseurs convertissent les hydrocarbures imbrûlés (HC) et le monoxyde de carbone (CO) en eau (H2O) et en dioxyde de carbone (CO2), tout en diminuant la densité des particules de carburant diesel. Ce dispositif est composé d’une cavité céramique qui renferme des métaux précieux (palladium, radium, césium, alumine…). Le catalyseur n’enclenche le phénomène de catalyse que sous une très haute température. C’est la raison pour laquelle il est placé au plus près du moteur de façon à chauffer rapidement. À noter qu’un véhicule diesel peut être doté d’un pré-catalyseur (situé à l’aval du collecteur d’échappement). Ce dispositif équipe généralement les voitures récentes.

6) Le catalyseur SCR - Selective Catalytic Reduction (SCR catalytic converter) : il s’agit d’un modèle de catalyseur adopté récemment en Europe (mais qui équipe depuis longtemps les véhicules américains). Le SCR (aussi appelé catalyseur de NOx) est spécialement conçu pour réduire à plus de 90 % les émissions de Nox (Oxyde d’azote). C’est d’ailleurs parmi les techniques les plus efficaces depuis la mise en place de la norme Euro 6. Pour fonctionner, ce dispositif requiert cependant un additif (AdBlue) envoyé par un injecteur situé sur le système d’échappement. Un réapprovisionnement régulier est donc nécessaire. L’origine du SCR remonte en 1957. Ce dispositif breveté aux USA par Engelhard Corporation utilisait d’abord l’ammoniac comme agent réducteur. Mais c’est au pays du soleil levant, en 1978, qu’il sera distribué à grande échelle.

7) Le FAP (The DPF) : Plus connu sous l’appellation filtre à particules, cet équipement récolte les particules fines qui renferment du carbone. Le filtre à particule contient du silicium qui permet de filtrer jusqu’à 95 % des émissions polluantes. Pour diminuer ces fines particules, il fonctionne en 2 processus : l’emprisonnement des particules et la régénération (élimination des suies). Le premier FAP a été créé dans les années 70 suite au projet de l’Union européenne de réduire les émissions toxiques des véhicules. Mais ce n’est qu’au début des années 2000 qu’il commence à s’installer sur la plupart des voitures diesel grâce à PSA Peugeot Citroën. Pour lutter contre la pollution de l’air, il est obligatoire depuis 2011 sur les voitures diesel neuves.

Bon à savoir : Le catalyseur et le FAP se situent généralement au même endroit. Mais pour certains modèles de véhicules, le pot catalytique se place bien plus en amont.

8) Le pot de détente ou silencieux avant (The expansion chamber or front silencer) : Il refroidit les gaz éjectés après la catalyse et diminue la pression des gaz jusqu’à leur arrivée en bout de ligne.

9) Le pot d’échappement ou silencieux arrière (The exhaust pipe or rear silencer) : il diminue les nuisances sonores avant l’expulsion des gaz. Il renferme généralement des chicanes et des isolants acoustiques comme l’acier, le basalte ou la laine de verre.

Rappels sur l’histoire de la ligne d’échappement essence

Contrairement à son homologue, la ligne d’échappement d’un moteur essence est plus simple bien que certains dispositifs auparavant dédiés au Diesel soient de plus en plus adoptés.

1) Le collecteur d’échappement (The exhaust manifold) 

2) La vanne EGR (The EGR valve)

3) Turbo (The turbo) 

4) Flexible (Flexe for exhaust)

5) Le catalyseur (The catalytic converter) : Les véhicules essence n’ont généralement qu’un seul catalyseur (bien que certains soient dotés d’un pré-catalyseur).

6) Le FAP (The DPF) : Au début, les FAP étaient uniquement réservés aux voitures diesel. Néanmoins, ils sont devenus obligatoires depuis 2015 sur les moteurs essence à injection directe avec la norme Euro 6. On les appelle Gasoline Particulate Filter ou tout simplement GPF.

7) Le pot de détente (The expansion chamber) 

8) Le silencieux (The silencer)

Comment identifier les pièces de la ligne en fonction de la date de sortie du véhicule ?

Avant de répondre à cette question, il faut commencer par comprendre les « normes Euros ». Il s’agit d’un règlement de l’Union européenne visant à limiter les rejets polluants des véhicules à moteur. Pour les voitures légères, il en existe 9 depuis 1993 :

  • Euro 1 (janvier 1993)
  • Euro 2 (juillet 1996)
  • Euro 3 (janvier 2001)
  • Euro 4 (janvier 2006)
  • Euro 5 (janvier 2011)
  • Euro 6 b (septembre 2015)
  • Euro 6c (septembre 2018)
  • Euro 6d-TEMP (septembre 2019)
  • Euro 6d (janvier 2021)

Si les véhicules remplissent les critères imposés par la norme Euro en application (la norme Euro 6d actuellement), ils obtiennent leur homologation. L’introduction des normes Euros a donc obligé les constructeurs à concevoir des dispositifs pour réduire la pollution des moteurs. Parmi ces derniers, on peut citer :

  • Les pots catalytiques
  • Les FAP
  • Les systèmes de post-traitement des oxydes d’azote (pour les véhicules diesel) : il peut s’agir d’un SCR (Selective Catalytic Reduction) associé à l’AdBlue® ou d’un piège à NOx (catalyseur 3 voies + système de captage).

Voitures diesel

Normes Euros Présence de catalyseur Présence de FAP Présence de système de filtration des NOx (SCR ou système de captage des NOx)
Euro 1 (1993) NON (pas obligatoire) NON NON
Euro 2 (1996) OUI NON NON
Euro 3 (2001) OUI NON (pas obligatoire) NON
Euro 4 (2006) OUI NON (pas obligatoire) NON
Euro 5 (2011) OUI OUI NON
Euro 6b (2015) OUI OUI OUI
Euro 6c (2018) OUI OUI OUI
Euro 6d-TEMP (2019) OUI OUI OUI
Euro 6 d (2021) OUI OUI OUI

Voitures essence

Normes Euros Présence de catalyseur Présence de FAP (ou GPF)
Euro 1 (1993) OUI NON
Euro 2 (1996) OUI NON
Euro 3 (2001) OUI NON
Euro 4 (2006) OUI NON
Euro 5 (2011) OUI NON (pas obligatoire)
Euro 6 b (2015) OUI OUI
Euro 6c (2018) OUI OUI
Euro 6d-TEMP (2019) OUI OUI
Euro 6d (2021) OUI OUI

En vous référant à ces 2 tableaux, vous pourrez désormais identifier les pièces qui composent votre ligne, qu’il s’agisse d’un moteur essence ou diesel. Ainsi, une voiture diesel d’ancienne génération ne sera dotée que d’un catalyseur. Si sa date de production est postérieure aux années 2000, le véhicule sera sans doute doté d’un FAP et d’une vanne EGR. Pour ce qui est des modèles récents, ils sont équipés d’un SCR qui vient assister le FAP. Si les voitures essence et diesel partagent aujourd’hui la vanne EGR, le catalyseur et le FAP, le SCR reste dédié aux véhicules Diesel.

Voici un exemple pour vous aider à y voir plus clair : vous avez une voiture essence datant de 2006 et vous remarquez 2 pots sur la ligne. Vous vous dites donc qu’il s’agit d’un catalyseur et d’un FAP. Or, si l’on se réfère aux tableaux ci-dessus, le FAP n’a pas encore été rendu obligatoire sur les véhicules de 2006. Ainsi, cela veut dire que la ligne est équipée de 2 catalyseurs (1 catalyseur + 1 pré-catalyseur).

Les lignes d’échappement contiennent également des sondes !

On note 3 principales sondes :

  • La sonde lambda : elle a pour fonction d’analyser la composition des gaz émis. C’est grâce à ce dispositif que le calculateur arrive à doser le mélange air/carburant. Les voitures récentes en disposent 2 : une en amont du catalyseur et une autre après.
  • La sonde de température de FAP : il y en a 2, la première avant le filtre à particule et l’autre à l’arrière. Ce dispositif envoie des indications au calculateur pour mener à bien la régénération du FAP et la gestion de l’injection.
  • La sonde de pression : cette dernière sonde calcule la pression dans le conduit. Sa présence permet au calculateur de savoir si le FAP est bouché.

Le saviez-vous ? Généralement, un véhicule ne dispose qu’une seule ligne. Néanmoins, certains modèles dotés d’un moteur puissant en ont 2. Dans ce cas, le moteur est séparé en 2 sections qui possèdent chacune des cylindres. D’où la nécessité d’avoir une double ligne.

Focus sur les autres types d’échappements : GPL et Éthanol E85

Soucieux de la nature, vous vous êtes décidé à adopter des voitures plus « écolos » qui fonctionnent au GPL ou à l’éthanol E85 ? Focus sur leur système d’échappement !

Moteur à l’éthanol E85

Le superéthanol E85 est un biocarburant (ou plutôt agrocarburant) composé à 75 % d’éthanol issu de la culture de betterave, du maïs et de blé. Son principal avantage réside dans sa faible émission de CO2. En effet, un moteur E85 émet 50 % en moins de gaz à effet de serre qu’un moteur essence au kilomètre. Pour ce qui est de la ligne d’échappement, sachez qu’elle est compatible avec les véhicules essence à injection. Si vous souhaitez donc convertir à l’E85, vous n’avez pas besoin d’effectuer une quelconque transformation mécanique. Les éléments participant au bon fonctionnement du système ne subissent aucune altération.

Moteur GPL

L’acronyme GPL renvoie à 3 termes : Gaz Pétrole Liquéfié. Il est constitué de propane et de butane, ce qui en fait un carburant qui peut alimenter des moteurs essence adaptés. En effet, un véhicule équipé d’un moteur GPL est à bicarburation : il est doté à la fois d’un réservoir GPL et d’un réservoir essence. Il s’agit donc d’une alternative plus économique aux véhicules 100 % essence et diesel. L’utilisation de ce carburant offre une pléthore d’avantages : réduction de l’usure du moteur, diminution des bruits et des vibrations, prix attractif (0,80 €/litre), grande autonomie et surtout un bilan écologique nettement favorable. C’est d’ailleurs l’un des moteurs thermiques les moins polluants. Tout comme les moteurs fonctionnant à l’Éthanol E85, ceux qui carburent au GPL sont compatibles avec les lignes d’échappements des véhicules à essence.

Comment se passe l’entretien du système ?

La rouille est le pire ennemi de votre ligne d’échappement. Ainsi, vérifiez fréquemment la présence de corrosion pour écarter tout risque de perforation. Au moment où la rouille fait surface, il faut le traiter rapidement avec des produits adaptés facilement disponibles dans le commerce.

Bon à savoir : Le salage est très répandu dans les régions montagneuses. Cela consiste à répandre du sel sur la route afin de fondre la glace. Or, ce produit peut causer beaucoup de dégât au niveau du dessous de caisse. Si votre ligne d’échappement entre en contact avec le sel, elle peut s’oxyder et donc rouiller. Même cas pour les régions en bord de mer. C’est pourquoi il est conseillé de nettoyer régulièrement le dessous de caisse.

Certaines pièces de la ligne sont moins durables que les autres. Le catalyseur se nettoie par injection d’hydrogène. Sa durée de vie dépend généralement de l’entretien du moteur. Pour ce qui est de la sonde lambda, elle doit être changée au moment du remplacement du pot catalytique. En fonction des marques, l’entretien du FAP est recommandé de 200 000 km à 500 000 km. Pour le décrasser, il suffit de verser un nettoyant adapté dans le réservoir et de rouler sur autoroute à haut régime sur quelques dizaines de kilomètres.

Les paramètres à surveiller

N’attendez pas de voir un témoin lumineux sur votre tableau de bord pour agir. Certains symptômes sont à surveiller tout particulièrement :

  • Si le moteur a des ratés et que si vous remarquez une augmentation de la consommation de carburant, il est fort possible que la sonde lambda ne soit plus en mesure de réguler le mélange air/essence. Ce symptôme peut également indiquer une détérioration des bougies ou des filtres.
  • Si vous remarquez des bruissements inhabituels au niveau du dessous de caisse, il se peut que la ligne soit percée. Dans ce cas, vous pouvez effectuer un colmatage sans avoir à acheter de nouvelles pièces.

Dans tous les cas, il est préférable de consulter un bon mécanicien pour une vérification.

Focus sur les prix

Le système d’échappement comprend plusieurs dispositifs dont le prix varie. Voici un tableau indicatif pour vous aider.

Pièce de la ligne Prix
Catalyseur Entre 400 € et 1500 €
Le filtre à particule Entre 600 et 900 €
Silencieux Entre 120 et 400 €
Sonde lambda Entre 190 et 300 €

Avant de remplacer quoi que ce soit, encore une fois, faites appel à un garagiste afin qu’il examine votre ligne et identifie l’origine du problème.

Où acheter des pièces pour sa ligne d’échappement ?

Sur internet, vous trouverez facilement des magasins spécialisés dans la vente de pièces pour échappement. Parmi elles, on peut citer notre enseigne Krosfou. Nous nous différencions grâce à la qualité de nos catalyseurs et filtres à particules haute performance en acier INOX 409. Pour trouver la pièce adaptée à votre ligne, il vous suffit de renseigner la référence ou le modèle de votre véhicule sur notre moteur de recherche. Comme vous l’avez découvert dans ce dossier, il s’agit d’un système plus ou moins complexe selon la date de sortie de votre voiture. Le seul moyen pour améliorer sa longévité réside dans l’entretien régulier des pièces qui la composent. 

Posted on 02/11/2021 by Fonctionnement 0 2591

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