Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à l'étude des phénomènes d'inflammation et de propagation de la combustion d'un lit de suies diesel additivées

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Auteur / Autrice : Régis Vonarb
Direction : Patrick Gilot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Mulhouse

Résumé

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En France, le véhicule de tourisme à moteur Diesel est depuis 1998 confronté au respect des normes antipollution. Malgré l'amélioration des processus de combustion dans le moteur, des systèmes de post-traitement des échappements deviennent nécessaires. L'une des solutions adoptée pour réduire les émissions de particules consiste à utiliser conjointement un filtre et un catalyseur capable d'abaisser la température de combustion des suies et de les éliminer de manière continue. Notre travail s'inscrit dans cette optique. Nos objectifs sont précisément de : développer un outil d'étude expérimentale de l'initiation et de la propagation de la combustion du lit de suies Diesel, rechercher les paramètres qui affectent l'initiation et la propagation de la combustion du lit de suies, relier ces phénomènes à la réactivité des différentes suies étudiées, comparer les comportements en combustion de ces différentes suies. Nous avons conçu un réacteur de visualisation et d'enregistrements vidéo de la régénération (RVVR) permettant de visualiser la combustion (caméra vidéo) et de mesurer la température de surface d'un lit de suies (pyrométrie infrarouge). L'inflammation (point chaud) des suies est déclenchée localement par chauffage du lit de suies avec une lampe halogène couplée à une lentille. Une étude a été entreprise sur l'influence des paramètres : teneur en O2, H2O et NO2 ; débit gazeux ; pression ; température initiale du lit de suies ; mode de dépôt du lit de suies (masse, épaisseur), sur la combustion du lit de suies. Cette étude a permis d'identifier les facteurs favorables à la propagation de la combustion : augmentation de la température des suies, de la masse volumique du lit de suies, de la teneur en oxygène et de la pression. Des modèles numériques ont été développés pour simuler les phénomènes d'initiation et de propagation de la combustion dans le réacteur RVVR. Un modèle monodimensionnel permet dans une première étape, de simuler l'augmentation de la température du lit de suies du fait de la puissance lumineuse apportée par la lampe, l'initiation de la combustion et sa propagation. Les températures d'inflammation obtenues sont proches de celles observées expérimentalement. Pour pouvoir prendre en compte les effets d'hétérogénéité de masse volumique au sein du lit de suies, un modèle bidimensionnel a été proposé.