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Systèmes Moteurs et Véhicules

La combustion en mode fluo

Pour développer des moteurs efficaces d’un point de vue énergétique et pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, il est nécessaire de comprendre les phénomènes physiques qui se déroulent lorsque le carburant :

  • est introduit dans la chambre de combustion,
  • mélangé avec l’air,
  • puis brûlé.

Pour cela, il faut disposer d’informations détaillées sur les paramètres qui contrôlent la combustion :

  • la concentration du carburant,
  • son taux de mélange avec l’air,
  • ainsi que la concentration d’autres espèces intermédiaires intervenant dans la combustion.

Les techniques couramment utilisées pour obtenir ce type d’information sont basées sur la fluorescence des molécules excitées par plan laser. Elles ne modifient pas le milieu dans lequel les mesures sont effectuées et elles fournissent des informations en deux dimensions (notamment des champs de concentration), et permettent aussi d’obtenir des informations quantitatives.

IFPEN développe depuis de nombreuses années de telles techniques pour passer outre les difficultés liées à l’environnement de la chambre de combustion :

  • l'accessibilité optique réduite,
  • les pressions,
  • les forts gradients de température, etc.

IFPEN dispose ainsi, aujourd’hui, d’équipements et d’un savoir-faire extrêmement peu répandus en la matière.

Des progrès significatifs ont notamment été obtenus pour caractériser les différentes espèces intermédiaires formées lors de la combustion. Des résultats ont été produits pour la combustion diesel, complexe, permettant une meilleure compréhension des phénomènes physiques en jeu.

Des développements se poursuivent dans le but :

  • d’effectuer des mesures de plus en plus quantitatives et précises,
  • ainsi que pour étendre leur champ à d’autres paramètres d’intérêt (autres espèces réactives, particules de suies, température du milieu réactif, etc.).

 

Contact scientifique : gilles.bruneaux@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 17 - Juillet 2014

Publications

  • G. Bruneaux, Combustion structure of free and wall-impinging diesel jets by simultaneous laser-induced fluorescence of formaldehyde, poly-aromatic hydrocarbons, and hydroxides - International Journal of Engine Research, 2008, (9)3.
    >> DOI: 10.1243/14680874JER00108
  • R. Devillers, G. Bruneaux, C. Schulz, Investigation of toluene LIF at high pressure and high temperature in an optical engine - Appl. Phys., 2009, 96, 735-739.
     >> DOI: 10.1007/s00340-009-3563-3

 

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