Formation du mélange air-carburant et Nouvelles méthodes optiques

Formation du mélange air-carburant
et
Nouvelles méthodes optiques
Contexte
Cette thèse CIFRE se déroulera au sein du Groupe d’Intérêt Scientifique ID-Motion créé par la société Danielson
Engineering en collaboration avec l’équipe EPEE (Energétique, Propulsion, Electronique et Environnement) du
laboratoire DRIVE (EA 1859) de l’ISAT (Institut Supérieur de l’Automobile et des Transports) qui dépend de
l’Université de Bourgogne. L’équipe EPEE est composée de 2 Professeurs, 7 Maître de Conférences, 2 ATER et
10 doctorants.
Les objectifs du GIS ID-Motion sont de mener des activités de recherche conjointes dans le domaine de la
mobilité durable et plus précisément orientées vers les groupes moto-propulseurs. Les principales thématiques
portent sur l’amélioration de l’efficacité énergétique, l’étude des carburants alternatifs et les modes de propulsion
hybride.
Dans le cadre de ce projet de recherche, le/la doctorant(e) travaillera en partie chez Danielson Engineering à
Magny-Cours et au laboratoire DRIVE à Nevers.
Objectifs scientifiques
La maitrise du mélange air-carburant est primordiale pour contrôler et préparer la combustion et permettre une
réduction des émissions de gaz polluants à la source. Il est donc nécessaire de caractériser le comportement du
carburant au sein d’un moteur à combustion interne afin de valoriser au mieux l’utilisation des carburants
traditionnels et alternatifs.
Cette caractérisation nécessite d’une part de valider le comportement global du moteur à combustion interne lors
de l’utilisation de carburants traditionnels et alternatifs grâce aux grandeurs globales et d’autre part de
caractériser finement le comportement du carburant lors de la préparation du mélange et de la combustion. Des
méthodes de diagnostiques optiques innovantes permettront d’avoir accès directement au cœur de la chambre de
combustion sans modifier le comportement du moteur à combustion interne, de caractériser le mélange aircarburant et d’ étudier l’initiation et le développement de la combustion.
Ainsi, les principaux objectifs scientifiques de ce projet de thèse sont la caractérisation du mélange air-carburant
et l’étude du comportement de ce mélange lors de la combustion au sein d’un moteur à combustion interne.
Objectifs techniques
L’étude de la formation du mélange et de la combustion au sein d’un moteur à combustion interne nécessite le
développement et l’utilisation de moyens expérimentaux avancés. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser des moteurs
conçus pour réaliser ces études, tels que les moteurs monocylindres qui présentent une complexité réduite, et de
les associer à des méthodes expérimentales avancées comme les diagnostiques optiques basées sur des
techniques Laser. Ces méthodes optiques permettent de caractériser le champ aérodynamique au sein du moteur
(Vélocimétrie par Imagerie de Particule), de caractériser le champ de température et de concentration au sein du
moteur (Fluorescence Induite par Laser) et d’étudier le développement de la combustion. Cependant, elles
nécessitent plusieurs accès optiques directement au sein de la chambre de combustion d’une part pour l’accès du
laser et d’autre part pour l’enregistrement via une caméra. Ces modifications de la chambre de combustion sont
des enjeux techniques et technologiques à relever.
Le moteur monocylindre développé par Danielson Engineering servira de base à ce projet. Il permettra d’étudier
la combustion des carburants et sera équipé d’accès optique afin de caractériser la préparation du mélange et la
combustion.
Programme de travail proposé
Ce programme de recherche se déroulera en plusieurs étapes :
- Etude des méthodes optiques sur banc stationnaire
- Développement des accès optiques sur moteur monocylindre
- Mise en place des méthodes optiques pour la caractérisation de la formation du mélange et de la
combustion au sein de la chambre de combustion
- Caractérisation de l’initiation et de la propagation de la combustion des carburants classiques et
alternatifs.
Résultats attendus du projet
Ce projet de recherche permettra de développer des techniques de diagnostiques optiques innovantes et de
caractériser le comportement de tous les types des carburants lors de leur utilisation dans un moteur à
combustion interne.
Contacts
Pr. Luis Le Moyne
Dr. Alan Kéromnès
[email protected]
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