Etude du mélange à quatre ondes résonnant à deux couleurs dans les milieux en combustion : application aux composés azotés

Study of two-color resonant four-wave mixing in combustion media : application to nitrogenized compounds

• Auteur / Autrice : Eric Loubignac
• Direction : Sylvie Le Boiteux, Hubert Berger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Combustion

Azote -- Composés

Ondes électromagnétiques

Mots clés libres

Mélange à quatre ondes

Résumé

L'objectif de cette thèse est d'étudier la faisabilité de mesure de la concentration de NO2 et N2O de façon non intrusive dans un milieu en combustion. L'utilisation des processus de mélange à quatre ondes résonnant à deux couleurs crée deux signaux qui ont des propriétés très différentes : un signal de type TC-RFWM (Two-Color Resonant Four-Wave Mixing) et un signal de type LITG (Laser-Induced Thermal Grating). Les propriétés du signal de TC-RFWM et la faisabilité du dosage de la molécule N2O en utilisant cette technique dans l'infrarouge ont été étudiées théoriquement. La sensibilité de mesure de cette technique a été estimée dans ce cas particulier. Une étude paramétrique des propriétés du signal LITG et une étude expérimentale consacrée au dosage de la molécule NO2 à froid et en flamme ont été réalisées. Le comportement du signal LITG a été caractérisé vis-à-vis de nombreux paramètres. Un seuil de détectivité de 20 ppm à 800 K a été obtenu dans une flamme de diffusion CH4/air.

The aim of this thesis is to study the feasability to measure the concentration of NO2 and N2O by non intrusive techniques in combustion media. The application of two-color resonant four-wave mixing (TC-RFWM) processes is investigated to probe these molecules. Two kinds of signals with very different properties are observed : a TC-RFWM signal and a LITG signal (Laser-Induced Thermal Grating). The properties of the TC-RFWM signal and the feasability of measuring the concentration of N2O by using this technique in the infrared range have been studied numerically. The sensibility of this technique is estimated in this particular case. A parametric study of the properties of the LITG signal and an experimental study devoted to the measurement of NO2 concentration at room temperature and in flames have been done. The behavior of LITG signal has been characterized versus many parameters. A sensibility of 20 ppm at 800 K has been obtained in a CH4/air diffusion flame.