Thèse soutenue

Etude expérimentale de la combustion HCCI par l’ajout d’espèces chimiques oxydantes minoritaires

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Auteur / Autrice : Jean-Baptiste Masurier
Direction : Fabrice FoucherGuillaume Dayma
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance le 08/06/2016
Etablissement(s) : Orléans
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...)
Jury : Président / Présidente : Philippe Dagaut
Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Foucher, Philippe Dagaut, Luis Le Moyne, Antonio Pires Da Cruz, Martin Tuner, Robert W. Dibble, Francesco Contino
Rapporteurs / Rapporteuses : Luis Le Moyne, Antonio Pires Da Cruz

Résumé

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Dans le but de réduire la consommation en carburant, les émissions de CO2 et les polluants tout en maintenant le haut rendement des moteurs, de nouveaux modes de combustions ont été étudiés et sont d’excellents candidats pour remplacer les moteurs conventionnels. En particulier, le mode HCCI a montré une excellente aptitude pour répondre à ces objectifs. Néanmoins, en dépit de ses avantages, de nombreux challenges sont à surmonter avant de permettre le développement de tels moteurs. Parmi eux, obtenir un contrôle efficace de la totalité de ce processus de combustion sur un large domaine d’utilisation demeure le principal défi. Ces travaux de thèse s’intéressent à l’utilisation des espèces chimiques oxydantes comme un moyen robuste de contrôle de la combustion HCCI. En raison de ces fortes propriétés oxydantes, l’ozone a été la principale molécule étudié. De plus, son intérêt est renforcé par le fait que l’ozone peut être produit au sein d’un véhicule au moyen de petits générateurs, mais cela peut aussi produire des oxydes d’azote. Ces recherches ont été effectuées au moyen d’un banc moteur monocylindre HCCI et couplées avec des simulations de cinétique chimique. Les deux principaux objectifs ont été : (1) Evaluer le potentiel d’utilisation d’un générateur d’ozone pour contrôler la combustion HCCI. L’impact de plusieurs espèces chimiques oxydantes, ozone and NOx, a été étudié sur la combustion de l’isooctane. De plus, un contrôle dynamique a été mis en place avec succès. (2) Comparer l’influence de l’ozone sur la combustion de l’isooctane et de carburants alternatifs. Des carburants à forte teneur en méthane et des alcools ont été étudiés en raison de leur forte résistance à l’autoinflammation et de leur structure chimique.