Etude expérimentale de la dynamique des flammes de prémélange isooctane/air en expansion laminaire et turbulente fortement diluées
Auteur / Autrice : | Charles Endouard |
Direction : | Fabrice Foucher, Christian Chauveau |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique et énergétique |
Date : | Soutenance le 10/11/2016 |
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 : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) |
Jury : | Président / Présidente : Sebastian Verhelst |
Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Foucher, Christian Chauveau, Sebastian Verhelst, Bruno Renou, Julien Sotton, Alessio Dulbecco, Pierre Brequigny | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Renou, Julien Sotton |
Mots clés
Résumé
Depuis plusieurs années, les constructeurs automobiles suivent la voie du « downsizing » pour le développement des moteurs à allumage commandé. Ce procédé basé sur la réduction des cylindrées moteur combinée à la suralimentation a déjà fait ses preuves quant à son intérêt dans l’augmentation du rendement et la réduction des émissions polluantes des moteurs à essence. Les nouvelles conditions thermodynamiques, de turbulence et de dilution de ces moteurs engendrant de nouvelles possibilités de dilution dans les mélanges air/carburant, elles amènent également de nouvelles problématiques quant aux combustions anormales observées et l’apparition d’importantes variabilités cycliques. Ces travaux de thèse s’insèrent dans l’objectif de compréhension du comportement des flammes de prémélange d’isooctane/air en expansion dans des conditions représentatives d’un moteur « downsizé ». Leur étude a dans un premier temps été réalisée dans des conditions laminaires afin d’extraire les vitesses de flammes et longueurs de Markstein associées aux différents mélanges réactifs, et notamment sous forte dilution. Des corrélations ont alors été développées pour répondre aux besoins des modèles de simulation. Un nouveau dispositif de diagnostic optique a ensuite été employé pour améliorer la visualisation des flammes turbulentes en expansion. Une corrélation de coefficient correctif est ici développée pour remédier à la surestimation de vitesse engendrée par une visualisation Schlieren de ces flammes turbulentes. Une étude approfondie de l’influence des conditions thermodynamiques initiales, de la turbulence, ainsi que des caractéristiques diffusives du mélange air/carburant a par ailleurs été conduite afin d’isoler l’effet de chacun de ces paramètres sur le développement et la propagation de la flamme turbulente. Enfin l’effet d’une évolution simultanée des conditions thermodynamiques initiales similaire à celle d’une compression moteur a été étudié pour mieux appréhender les changements de comportement des flammes turbulentes dans des conditions plus représentatives du moteur à allumage commandé.