Thèse soutenue

Effet d’un champ magnétique et d’un champ électrique continu sur le comportement d’une flamme laminaire de diffusion. Impact sur les émissions des suies.

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Auteur / Autrice : Herisitraka Badat
Direction : Brahim Sarh
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energétique
Date : Soutenance le 14/12/2020
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 : Najib Laraqi
Examinateurs / Examinatrices : Brahim Sarh, Laure Pillier, Mehrdad Nikravech, Ahmed Khacef, Virginie Gilard
Rapporteurs / Rapporteuses : Laure Pillier, Mehrdad Nikravech

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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L’impact d’un champ électrique continu et d’un champ magnétique sur la stabilisation d’une flamme laminaire de diffusion de jet simple de CH4 et de jets coaxiaux de CH4/air, accroché ou liftée avec instabilité de flickering, ainsi que sur la modification de la production de particules de suie est étudié. Pour la flamme sous champ magnétique généré par un électroaimant, le brûleur coaxial est placé à l'intérieur de l'aimant à deux positions correspondant à un gradient magnétique positif et négatif. Sous ce champ, l'attraction de l'oxygène paramagnétique au niveau du front de flamme conduit à modifier la fréquence de scintillement, la hauteur de portance, ainsi que la luminosité visible de la flamme. Ce changement de luminosité est corrélé à la modification de la production de suie dans la flamme par la modification de la stoechiométrie, la température locale et le temps de séjour. Pour la flamme de jet simple de CH4, un champ électrique généré entre le brûleur et une grille (électrode), placée à différentes distances du brûleur, a permis de montrer une réduction de la longueur moyenne de flamme, une diminution de la luminescence de CH* et une disparition de l’instabilité de flickering quand l’intensité du champ augmente. Une forte instabilité de la flamme réapparait si on dépasse une valeur critique du champ électrique. L’évolution de la valeur du courant suivant la tension appliquée est corrélée avec le comportement de la flamme. Le champ électrique appliqué à la flamme partiellement prémélangée de CH4/air, a permis de rattacher la flamme initialement liftée au brûleur et à diminuer sa fréquence d’oscillation (flickering). Le déplacement des ions présents dans la flamme sous champ électrique, induit un effet dynamique appelé vent ionique ainsi qu’une ionisation, modifiant ainsi le comportement de la flamme. Enfin, nous avons conduit des mesures de suies par extinction/diffusion dans une flamme méthane/acétylène sous champ électrique. L’application d’un champ électrique de différentes intensités a permis de montrer une réduction de la fraction volumique et une modification de la distribution de tailles de suies. Cette diminution est couplée avec la diminution de la luminosité dans le visible de la flamme observée lorsqu’on applique le champ.