Deux pièces de travail sont inclus dans cette thèse. La première partie analyse l'interaction d'une sphère excentrique avec un faisceau incident quelconque formé dans le cadre de généralisé de la théorie de Lorenz-Mie (generalized Lorenz-Mie theory, GLMT). Distributions de contrôle interne, près de la surface, loin des champs dispersés zone ainsi que le comportement de la morphologie dépendant résonances (MDR) dans une sphère excentrique éclairée par un faisceau focalisé guassien sont analysés. Dans la seconde partie, en utilisant l'EBCM, les propriétés de diffusion de lumière autour de l'angle arc pour un ensemble de sphéroïdes dans des orientations aléatoires éclairé par une onde plane sont étudiés. En comparant les paramètres extraits de ces paramètres originaux utilisés dans les expériences de simulation, la sensibilité de la technique d'arc de la sphéricité des gouttelettes non est quantifié. / Two parts of this work are included in this thesis. The first part analyses the interaction of an eccentric particle with an arbitrary incident shaped beam within the generalized Lorenz-Mie theory (GLMT). Distributions of internal, near-surface, far-zone scattered fields as well as the behavior of morphlogy-dependent resonances (MDRs) in an eccentric sphere illuminated by a focused Gaussian beam are analysed. In the second part, by using the ECBM, light scattering properties around the rainbow angle for an ensemble of spheroids in random orientations illuminated by a plane wave are studied. By comparing the extracted parameters with those original parameters used in the simulation experiments, the sensitivity of the rainbow technique to the non-sphericity of droplets is quantified.

Les sprays réactifs peuvent être trouvés dans de nombreuses applications industrielles. La caractérisation de l'état transitoire pour des gouttes est un défi, elle nécessite la mesure de la température et / ou des gradients de composition dans des gouttes. Dans cette thèse, la technique d'arc en ciel globale est étendue pour pouvoir quantifier l'évolution des gradients. Après l'étude numérique des caractéristiques de l'arc-en-ciel diffusé par goutte à gradient d'indice de réfraction radial, une étude expérimentale est réalisée pour le cas particulier de la capture du CO2 par des gouttes de MEA. Il a été démontré que des gradients de concentration peuvent être quantifiés lors des premiers instants de la mise en contact des gouttes avec le dioxyde de carbone. Après un temps de contact suffisamment long, l'analyse de la mesure d'arc en ciel globale basée sur des gouttes avec ou sans gradients révèle un comportement identique. / Reactive sprays can be found in numerous industries. The characterization of transient state for such droplets is a challenge, asks for the measurement of temperature and/or composition gradients inside the droplets. In this thesis, Global Rainbow Technique (GRT) is extended to be able to quantify the behavior of gradients. After the numerically studied on the characteristics of rainbow scattered by droplet with radial refractive index gradients, an experimental study is carried out for the particular case of CO2 capture by MEA droplets. According to the investigation, it is demonstrated that the gradients can be quantified during the first moments of injection. The analysis of GRT measurement based on the droplet with or without gradients indicates the identical behavior when the reacting time is long enough.

La combustion diphasique implique de nombreux phénomènes physiques complexes, comprenant l'atomisation, la dispersion, l'évaporation et la combustion. Bien que la simulation numérique soit un outil performant pour aborder ces différentes interactions entre les phases liquides et gazeuses, la méthode doit être validée par des études expérimentales fiables. Par conséquent, des données expérimentales précises sur la structure de la flamme et sur les propriétés de la phase liquide et gazeuse le long des étapes d'évaporation et de combustion sont nécessaires. La complexité des configurations aéronautiques réelles implique d'étudier l'effet des propriétés locales sur la dynamique des flammes pour une configuration canonique. Ce travail, réalisé dans le cadre du projet ANR TIMBER, a pour objectif d'améliorer la compréhension de la combustion en flux diphasique, ainsi que de produire une base de données efficace et originale pour la validation des modèles utilisés dans les LES. / Liquid fuels are the primary energy source in a wide range of applications including industrial and residential furnaces, internal combustion engines and propulsion systems. Pollutant emission reduction is currently one of the major constraints for the design of the next generation combustion chamber. Spray combustion involves many complex physical phenomena including atomization, dispersion, evaporation and combustion, which generally take place simultaneously or within very small regions in the combustion chambers. Although numerical simulation is a valuable tool to tackle these different interactions between liquid and gas phases, the method needs to be validated through reliable experimental studies. Therefore, accurate experimental data on flame structure and on liquid and gas properties along the evaporation and combustion steps are needed and are still challenging. A joint effort between numerical and experimental teams is necessary to meet tomorrow's energy challenges and opportunities. The complexity of the real aeronautical configurations implies to study the effect of local properties in flame dynamics on a canonical configuration, which presents the essential feature of very well defined boundary conditions. This work, carried out within the framework of the ANR TIMBER project, aims to improve the understanding of two-phase flow combustion, as well as to produce an efficient and original database for the validation of the models used in LES.