Непонятно, знаете ли вы это, но str_replace не работает «на месте», он возвращает новую строку, так что, возможно, все, что вам действительно нужно, было
$line=str_replace('Ê','',$line);
Другая возможность состоит в том, что вы смотрите на Unicode, объединяющий диакритический знак, который на самом деле представляет собой два символа Unicode - E и диакритический знак круговой дифракции.