Etude expérimentale de la formation des HAPs et des suies dans des flammes laminaires de carburants d’intérêt aéronautique et automobile

Doctorant: Christopher BETRANCOURT

L’objet de ce travail de thèse est de fournir une base de données expérimentales conséquente pour la mise au point et le développement d’un modèle cinétique détaillé représentatif de la formation des particules de suies dans les processus de combustion d’intérêt aéronautique et automobile. En effet, de nombreuses incertitudes persistent encore quant aux mécanismes chimiques et espèces mises en jeu dans ces processus. Or, face aux réglementations de plus en plus exigeantes en termes de rejet d’émission de particules, il est crucial de réaliser des études précises et quantitatives afin d’aboutir à une meilleure compréhension de ces phénomènes.

Pour ce faire, nous proposons dans ce travail de thèse de mettre en œuvre un certain nombre de techniques expérimentales de pointe, soit classiques comme la chromatographie en phase gaz (GC) pour la mesure des petites espèces hydrocarbonées saturées et insaturées mais aussi d’autres méthodes plus originales comme la fluorescence induite par laser (LIF) en jet froid pour la mesure des composés aromatiques polycliques (HAPs) ou l’incandescence induite par laser (LII)  pour la détection des particules de suies. L’ensemble des mesures seront réalisées dans des flammes laminaires de laboratoire avec pour carburant principal le n-butane auquel sera ajouté en proportions variables des composés de type aromatique (n-propyl-benzène), alcane ramifié (isooctane) et naphthénique (n-propyl-cyclohexane). L’objet de ces ajouts étant de définir des carburants « surrogates », c’est-à-dire, présentant des propriétés physico-chimiques se rapprochant de celles des carburants réels (Diesel et Kérosène) mais plus simples à étudier en laboratoire que ces derniers.

Mots clés: Carburants - Suies - Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques - Diagnostic Optique - Chromatographie en Phase Gaz

Directrice: P. Desgroux (PC2A)
Co-encadrant: X. Mercier (PC2A)

Financement: Labex CaPPA / ANR ASMAP

Ce projet de thèse est à part égale financé par le labex CAPPA (Chemical and Physical Properties of the Atmosphere) et l’ANR ASMAPE (Modélisation avancée des suies pour les moteurs aéronautiques et à piston) en lien notamment avec l’IFPEN (Institut français du pétrole et des énergies nouvelles).