Technique: Mode d'action et fonction des filtres à carburant pour une affaire propre

Au milieu du moteur diesel : une course dans la pompe d'injection permet de générer de la pression. La buse d'injection s'ouvre et répartit finement le diesel dans la chambre de combustion avec une pression pouvant atteindre 300 bars. Les orifices de l'injecteur sont conçus de telle sorte qu'il y a des petites et des grosses gouttelettes. Les premières brûlent immédiatement, les autres plus tard. Ainsi, le moteur tourne plus doucement et ne cogne pas. Si l'injecteur s'use et ne se ferme pas correctement, par exemple, ou si la forme de la pulvérisation n'est plus correcte parce que les trous ont changé, le fonctionnement du moteur se modifie également. Le propriétaire le reconnaît à un fonctionnement irrégulier ou à une fumée blanche qui s'échappe généralement du pot d'échappement. L'injecteur et la pompe d'injection sont des pièces de mécanique de précision dont les tolérances de fabrication sont minimes et qui bougent rapidement.

Il faut peu d'imagination pour se représenter les dégâts que peuvent causer les particules de sable ou de métal, même les plus petites, dans le carburant qui assure également la lubrification du système. Il en va de même pour les sécrétions collantes des bactéries qui vivent dans le diesel, également connues sous le nom de "peste du diesel". L'eau qui pénètre dans le système d'injection sous forme d'humidité condensée dans le réservoir, en raison d'un mauvais carburant ou d'un joint de bouchon de réservoir défectueux, est tout aussi indésirable. Dans ce cas, l'eau a une propriété désagréable : elle ne peut pas être comprimée. Si l'on exerce une pression sur les petites gouttelettes d'eau dans le diesel, comme c'est le cas dans la pompe d'injection, celles-ci peuvent s'effondrer et se dilater brusquement.

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Les skippers connaissent ce processus grâce à l'hélice. Il s'appelle la cavitation. Elle est en effet capable d'arracher des particules aux surfaces métalliques, ce qui cause ensuite des problèmes dans le reste du système. Les dommages au système d'injection sont donc également dus à la présence d'eau dans le carburant. Celle-ci est d'ailleurs également indésirable dans la chambre de combustion, pour les mêmes raisons. En bref, le carburant qui arrive dans la pompe d'injection doit absolument être exempt d'impuretés et d'eau. Pour se prémunir contre de tels désagréments, il existe des filtres à carburant. Ceux-ci sont souvent équipés d'un séparateur d'eau, de sorte que seul un carburant suffisamment propre arrive dans la pompe haute pression. Si un moteur s'arrête parce que le filtre à carburant est bouché, celui-ci a certes mis le moteur hors service - mais il a aussi très probablement sauvé la situation.

Le filtre à carburant est un morceau de non-tissé

Pourtant, un tel filtre n'est en fait qu'un morceau de non-tissé avec une taille de pores définie. Tout ce qui est assez petit pour les pores peut passer. Tout le reste reste collé au non-tissé. La taille habituelle des pores des filtres à carburant est de dix microns, soit environ dix fois plus fine qu'un cheveu humain. Autrement dit, tout ce qui est défini comme poussière fine dans l'air passe à travers. C'est suffisamment petit pour les systèmes d'injection et cela n'y cause aucun dommage.

Si l'on rendait les pores encore plus fins, trop peu de carburant passerait, car le filtre constitue un obstacle à l'écoulement du carburant. Pour ne pas trop réduire le débit, la surface du filtre est augmentée. Il y a ainsi plus de pores à travers lesquels le liquide peut passer. C'est pourquoi les éléments filtrants ont une structure en éventail, comme un accordéon. Si un pore est touché par une impureté et que celle-ci reste accrochée, le pore devient alors infranchissable pour le carburant. La pression derrière l'élément filtrant diminue. Si cela se produit pour de nombreux pores, le filtre à carburant finit par se boucher.

Composants du circuit de carburant

Le réservoir est situé plus haut ou plus bas que le premier filtre. Viennent ensuite, sur le chemin du bloc moteur, le préfiltre avec séparateur d'eau, la pompe d'alimentation avec levier manuel, le deuxième filtre, la pompe d'injection, les injecteurs et la conduite de retour, également appelée conduite de fuite (noire).

Pour savoir à quel point l'élément filtrant est colmaté, on mesure la différence de pression en amont et en aval du filtre, ce que l'on appelle la pression différentielle. On peut ainsi lire l'état de l'élément filtrant au moyen d'un manomètre sur le boîtier, sans le retirer. La pression dans le système de carburant est par ailleurs générée par la pompe d'alimentation du moteur. Elle est soit électrique, soit sa membrane est entraînée par une came depuis l'intérieur du moteur. Il ne faut pas la confondre avec la pompe à injection, qui ne génère que la pression nécessaire à l'injection, mais pas celle du système de carburant.

Le séparateur d'eau doit être vidé régulièrement

Alors que l'élément filtrant est responsable des composants solides dans le carburant, l'eau dans le diesel peut facilement le traverser. Elle doit donc être éliminée par un autre moyen. Pour ce faire, les fabricants se servent de la plus grande densité de l'eau par rapport au diesel ou à l'essence. Peu importe que l'eau puisse simplement se déposer ou que le carburant soit passé dans une centrifugeuse, où le mouvement de rotation projette l'eau plus lourde vers l'extérieur et la sépare du diesel : L'essentiel est qu'il ne reste que du carburant propre.

L'eau séparée s'accumule dans le "bowl" situé sous le filtre. Elle est généralement bien visible à travers le hublot, car contrairement au diesel légèrement coloré, elle est parfaitement claire. Si trop d'eau s'est accumulée, elle doit être évacuée. Cela se fait via un bouchon de vidange prévu à cet effet, situé en bas du boîtier du filtre. Malheureusement, il existe aussi des séparateurs d'eau sans hublot, c'est une exigence de résistance au feu de la norme CE à laquelle le verre ne peut pas répondre. Dans ce cas, on ne voit pas si de l'eau s'est accumulée. Il faut tirer régulièrement l'eau au petit bonheur la chance.

Pour plus de confort, on choisit un filtre à carburant avec capteur. Il envoie un signal, par exemple au réseau NMEA-2000, lorsqu'un certain niveau d'eau est atteint dans le bowl. Le skipper sait alors qu'il est temps de faire la vidange. Les filtres Separ et Racor sont dotés d'un embout en bas du bowl, auquel on peut raccorder un tuyau pour mieux récupérer l'eau vidangée. Pour pouvoir contrôler facilement et régulièrement la pression différentielle dans le filtre - si un manomètre est disponible - et le niveau d'eau dans le bowl, le filtre doit être installé de manière à être facilement accessible.

C'est également utile pour remplacer rapidement un élément de filtre lorsque le moteur fait grève parce que le carburant est contaminé. D'ailleurs, la vidange d'un peu de carburant par le bas du filtre à carburant fait partie de la routine régulière dans la salle des machines, certainement lorsque le plein a été fait à une source douteuse. C'est par exemple le cas lorsque l'on se ravitaille au printemps dans une station-service qui n'a guère été utilisée pendant l'hiver. Le carburant a alors déjà plusieurs mois et a donc pu absorber davantage d'humidité due à la condensation.

Effectuer une purge

Que ce soit à tour de rôle ou en raison d'une pression différentielle trop élevée, l'élément filtrant doit être remplacé à un moment donné. Il existe deux systèmes principaux. Dans le premier, l'élément filtrant est placé par le haut dans un réservoir. C'est le cas d'un filtre à carburant de Separ ou de Racor, où la tôle en forme de cuvette ne sert pas à recueillir le carburant. Elle doit protéger le filtre de la chaleur. Important : commencez toujours par fermer le robinet de gazole du réservoir. Ensuite, pour le remplacement, il suffit d'enlever le couvercle des filtres, de retirer l'ancien élément, d'insérer le nouveau et de revisser le couvercle. On y parvient pratiquement sans renverser de carburant. Comme il n'y a pratiquement pas de perte de diesel, la purge est également très rapide. Chez Separ, l'élément filtrant est pressé dans son support par un ressort. Il faut donc un peu de force pour le serrer. Il faut également fixer les quatre vis du couvercle dans le bon ordre afin de ne pas endommager le couvercle.

Sur un filtre à carburant Racor, le couvercle est vissé à la main à l'aide d'une grosse vis. Les autres filtres, très répandus, ont l'élément filtrant coincé entre le couvercle et le bol. Il est maintenu en place par une longue vis qui va du couvercle jusqu'au fond du bowl. L'inconvénient : il faut desserrer cette vis et retirer toutes les pièces pour accéder à l'élément filtrant. Ce faisant, tout le carburant s'écoule du filtre à carburant et de l'élément, ainsi que de la conduite de carburant. C'est un énorme gâchis. On peut la réduire en coupant la tête d'une bouteille en plastique. Si l'on fait glisser le récipient ainsi obtenu par le bas sur le filtre, on peut desserrer la vis de maintien en haut et les différents composants tombent avec le carburant dans la bouteille. Retirer ensuite les pièces encore nécessaires et bien les nettoyer avec un chiffon non pelucheux, insérer un nouvel élément filtrant, veiller à ce que les joints soient correctement positionnés et bien revisser le tout.

Il faut maintenant purger le système. La vis de purge, qui se trouve toujours sur le couvercle du filtre, est importante à cet égard. Ouvrez-la d'un tour afin que l'air puisse s'échapper du système. Il s'agit maintenant de savoir où se trouve le filtre à carburant par rapport au réservoir. S'il est plus bas que le niveau de liquide dans le réservoir, il suffit d'ouvrir à nouveau le robinet de carburant et d'attendre que le carburant s'écoule sans bulles au niveau de la vis de purge située sur le dessus du filtre. Ensuite, ferme la vis et c'est fini. S'il s'agit d'un moteur à essence, veiller à une bonne aération et essuyer soigneusement tous les restes de carburant. Sinon, il y a un risque d'incendie et d'explosion !

Dépannage de la purge

Si le filtre est plus haut que le réservoir, cela dépend de la pompe d'alimentation en carburant. Si celle-ci est électrique, il suffit de mettre le contact. La pompe devrait alors commencer à fonctionner. Puis attendre à nouveau que le carburant s'écoule sans bulles au niveau de la vis de purge. Si la pompe d'alimentation est mécanique, un petit levier se trouve généralement sous la pompe. Il permet d'actionner la pompe. Continuer à le faire jusqu'à ce que du carburant s'écoule du filtre. Cela peut prendre un certain temps. En outre, il peut être difficile de pomper à la pompe et de vérifier au niveau du filtre si du carburant s'écoule déjà par l'évent. Il faut alors l'aide d'une deuxième personne pour fermer la vis de purge. Après la purge, démarrer le moteur et le laisser tourner. Il se peut que des bulles d'air se trouvent encore dans le système.

Cela se remarque au fait que le régime s'effondre régulièrement ou que le moteur s'arrête même. Cela devrait toutefois s'arrêter tout seul au bout d'un moment. D'ailleurs, les moteurs ont généralement un autre filtre juste avant la pompe d'injection. Il doit lui aussi être remplacé régulièrement. Comme l'élément filtrant est généralement fixé au moteur, la purge peut être simplifiée en remplissant le nouveau filtre de carburant propre ( !) avant de le monter. Il faut tout de même purger l'air, à nouveau avec la vis située sur le dessus du filtre, mais c'est beaucoup plus rapide.

Avantage : double installation

Certains filtres peuvent également être rincés à contre-courant. Cela signifie que le carburant peut s'écouler à l'envers à travers eux. De cette manière, l'élément filtrant est au moins partiellement nettoyé. Cela permet, dans certaines circonstances, d'effectuer une réparation rapide en mer lorsqu'il n'y a pas de filtres de rechange à bord et que le fournisseur le plus proche est éloigné.

Mot-clé : remplacement. Pour tous les systèmes, il est possible de les concevoir comme une installation double. Un robinet à boisseau sphérique permet alors de sélectionner l'un ou l'autre filtre. L'avantage est que l'on peut passer d'un filtre à l'autre sans perdre de temps lorsqu'un élément filtrant est encrassé et que le moteur perd de la puissance. Bien sûr, il ne s'agit là que d'un traitement des symptômes, car si le carburant est pollué, par exemple par une peste diesel, un nettoyage du réservoir s'impose. En effet, le deuxième filtre sera lui aussi rapidement obstrué si la cause n'est pas éliminée.

Même le meilleur filtre n'a aucune chance face à un réservoir encrassé. Si un nettoyage n'est pas possible, par exemple parce que le réservoir est inaccessible dans la quille du bateau, un réservoir journalier peut être la solution. Quoi qu'il en soit, les skippers devraient se pencher sur les filtres s'ils veulent être à l'abri des surprises.

La solution optimale : le réservoir journalier

Au lieu de transporter le carburant d'un réservoir éventuellement sale directement dans la machine à travers un filtre, il est possible d'intercaler un autre réservoir. Dans ce cas, le diesel est transporté du réservoir principal vers le réservoir journalier à l'aide d'une pompe d'alimentation, en passant par un filtre avec séparateur d'eau. Seul le diesel filtré et déshydraté y parvient. Idéalement, le réservoir est facilement accessible et facile à nettoyer grâce à une trappe d'inspection suffisamment grande. Le moteur se sert ensuite à nouveau à travers un filtre avec séparateur d'eau dans ce réservoir, qui devrait déjà contenir du carburant propre et sans eau. Le moteur dispose ainsi toujours d'un diesel propre. Les systèmes particulièrement confortables sont équipés de pompes automatiques commandées par le niveau de remplissage, qui remplissent automatiquement le réservoir intermédiaire. Ainsi, il suffit de s'assurer que le réservoir principal contient suffisamment de diesel. Il faut toutefois contrôler régulièrement le filtre entre le réservoir principal et le réservoir journalier. Comme on peut s'y attendre, il s'encrasse souvent et sépare beaucoup d'eau.

Fuelpolisher : propre grâce à la recirculation

L'idée est simple : intégrer dans le système de carburant existant un circuit supplémentaire avec pompe et filtre, qui pompe régulièrement le carburant du réservoir à travers un filtre avec séparateur d'eau. Ainsi, tout reste propre dans le réservoir. L'entreprise GoFilter a développé un tel système. Il est installé avec des électrovannes dans les conduites d'arrivée et de retour du système de carburant ou, si des raccords sont disponibles à cet effet, il est directement branché sur le réservoir. Les électrovannes ferment le circuit supplémentaire dès que l'allumage est actionné, de sorte qu'il y a toujours suffisamment de diesel ou d'essence pour la propulsion. Toutefois, si le bateau est à l'arrêt, le carburant stocké circule à intervalles réguliers et programmables. Le filtre du système veille à ce que la saleté et l'eau y restent piégées. La durée d'immobilisation du collègue avant la propulsion est ainsi considérablement augmentée. Le système le plus avantageux pour les réservoirs de diesel jusqu'à 800 litres, y compris le filtre Separ avec capteur d'eau, les électrovannes et l'API Siemens, coûte à partir d'environ 5.150 euros.

• Plus d'informations : gofilter.fr