Développement et exploitation de diagnostics optiques basés sur la fluorescence de radicaux : application aux moteurs automobiles

Development and exploitation of optical diagnostics based on radicals fluorecence : applications to automotive engines

• Auteur / Autrice : Micheline Augé
• Direction : François Lacas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moteurs à combustion interne

Formaldéhyde

Fluorescence induite par laser

Combustion, Théorie de la

Résumé

Au cours de cette thèse, nous avons développé une technique optique basée sur la fluorescence de radicaux dans le but de mieux comprendre les phénomènes de combustion. Dans un premier temps, nous avons appliqué la technique de PLIF OH et HCHO simultanée dans des flammes de prémélange à contre-courant sous pression. Par convolution des signaux de PLIF OH par ceux de HCHO, nous avons ainsi obtenu le taux de dégagement de chaleur local de ces flammes. Par extension, nous avons ensuite déterminé une estimation de la vitesse et de l'épaisseur de flamme pour différents carburants sous pression. Nous avons ensuite appliqué cette technique sur un jet Diesel dans une enceinte pressurisée, plus représentative des conditions du moteur Diesel à injection directe. Nous avons ainsi progressé dans notre compréhension des phénomènes se produisant dans les différentes étapes de la combustion Diesel. Puis nous avons appliqué la technique de PLIF à 355 nm dans différents environnements moteurs : essence à injection directe ou indirecte. Nous avons alors obtenu des informations sur la nature et la localisation des produits d'oxydation partielle des HC pendant tout le cycle de combustion. La technique utilisée pendant cette thèse a donc montré son fort potentiel dans l'obtention du taux de dégagement de chaleur local d'une flamme. Elle nous a aussi apporté beaucoup en terme de compréhension des phénomènes se produisant pendant la combustion.

During this PhD, we have developed an optical technique based on radicals fluorescence. The objective was to obtain more information on combustion phenomena. We first have applied the OH and HCHO PLIF technique simultaneously in laminar premixed counter-flow flames under pressure. With this technique, we have obtained the local heat release rate of the flame and an estimation of the laminar flame speed and the thickness of the flame for different fuels and pressure. We have then applied this technique on a Diesel fuel jet in combustion placed in a high pressure cell to understand the different phenomena occurring. Then PLIF at 355 nm was applied in direct and indirect injection spark ignition engine to detect the unburned. We have demonstrated the high potential of the technique used during this PhD to obtain local heat release rate of a flame. We have also progressed in our comprehension of the phenomena occurring during the combustion processes.