Thèse soutenue

Mécanismes de combustion d'alcanes, d'alcènes et de cyclanes : contribution au développement du système EXGAS

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Auteur / Autrice : Barbara Heyberger
Direction : Guy-Marie Côme
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les normes d'émission de polluants de plus en plus sévères conduisent les chercheurs à travers le monde à faire un effort dans le domaine de la compréhension et de la prédiction de la formation des polluants. La simulation numérique devient un outil indispensable pour évaluer l'influence de la formulation des carburants et des conditions moteurs sur les émissions de polluants. La génération automatique facilite beaucoup l'obtention de modèles cinétiques détaillés, particulièrement à basse température, où le nombre de réactions dépasse rapidement le millier. L'objectif majeur de cette étude était l'extension du logiciel EXGAS, jusqu'alors en mesure de générer des modèles cinétiques détaillés d'oxydation d'alcanes et d'éthers, à d'autres classes de molécules entrant dans la composition des carburants. Ce travail s'est déroulé en deux phases: l'étude des réactions élémentaires d'oxydation des alcènes et des cyclanes, suivie de leur validation par simulations numériques à l'aide des logiciels de CHEMKIN II. Les validations ont porté sur le propène, le 1-butène et le cyclohexane pour une grande diversité de conditions expérimentales. Des validations complémentaires ont été aussi réalisées dans le cas de deux alcanes lourds, le n-décane et le n-hexadécane. La compréhension des réactions d'oxydation des alcènes, notamment à basse température, a constitué la part la plus importante de ce travail. En effet, jusqu'à aujourd'hui, seules des hypothèses avaient été émises pour expliquer l'existence d'une zone de coefficient négatif de température dans le cas des alcènes. Ce travail a permis de proposer des schémas réactionnels de basse et haute température qui ont été corroborés par des analyses de sensibilité. Des incertitudes restent à éclaircir dans le cas de l'oxydation des cyclanes, notamment à basse température. Il faudrait aussi étudier d'autres molécules appartenant à ces deux familles, en particulier celles réellement présentes dans les carburants.