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Étude cinétique de la combustion en flamme prémélangée de molécules modèles présentes dans les gazoles / Kinetic combustion studies of surrogate diesel fuel molecules in premixed flames

Pousse, Émir 08 January 2009 (has links)
Le moteur HCCI pourrait être une alternative intéressante aux procédés de combustion conventionnels. Néanmoins, le contrôle de la combustion reste difficile dans ce moteur car, contrairement au moteur essence et Diesel, celui-ci est directement contrôlé par la chimie d’oxydation du combustible. Une connaissance très précise des modèles cinétiques détaillés de l’oxydation du carburant est donc indispensable pour pouvoir contrôler ce mode de combustion. L’objectif de cette thèse était de développer et valider expérimentalement des modèles cinétiques d’oxydation à haute température de 3 molécules modèles du gazole en utilisant un brûleur à flamme plate laminaire comme dispositif expérimental. Cette étude présente de nouveaux résultats expérimentaux obtenus sur une flamme laminaire pauvre pré mélangée de méthane ensemencée respectivement avec du n butylbenzène, du n propylcyclohexane et de l’indane. Un modèle cinétique d’oxydation a été développé et validé à haute température pour le n butylbenzène et un autre a été validé en flamme pour le n propylcyclohexane. Dans l’ensemble, ces modèles ont permis de simuler correctement les profils de la plupart des produits mesurés en flamme. Par ailleurs, un modèle cinétique qualitatif d’oxydation pour l’indane a été proposé / The HCCI engine could be an interesting alternative to conventional combustion processes. However, the control of the combustion remains difficult in this engine because, unlike the gasoline and diesel engine, it is directly related to the chemical oxidation of fuel. The development of accurate detailed kinetic models of the oxidation of fuel is therefore essential to control this mode of combustion. The aim of this PhD was to develop and experimentally validate high temperature kinetic oxidation models for 3 molecules representative of diesel fuel by using a flat flame burner experimental device. This study presents new experimental results obtained in a lean laminar premixed methane flame seeded respectively with n butylbenzene, n propylcyclohexane and indane. A kinetic oxidation model was developed and validated at high temperature for n-butylbenzene and another one was validated in flame for n propylcyclohexane. Overall, the models correctly simulated the profiles of most products measured in the flames. Moreover, a qualitative kinetic model for the oxidation of indane has been proposed
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Modélisation de comportements de conducteurs réalistes pour l'estimation de l'efficacité énergétique durant le développement des véhicules poids-lourds / Realistic driver behavior modeling for energy efficiency estimation during heavy-trucks vehicles development

Agostino, Claire d' 27 November 2014 (has links)
Dans un contexte où la consommation de carburant est un poste de coût de plus en plus important, la consommation et la vitesse moyenne d'un poids-lourds est l'une des caractéristiques clés estimées durant le développement des nouveaux véhicules. Ainsi, nous désirons créer différents modèles de conducteurs en termes de consommation et de vitesse moyenne, c'est à dire en termes de conduite rationnelle. Nous proposons une méthode en deux étapes: premièrement la reconnaissance des évènements de conduite grâce à des attributs de conduite. Puis la quantification de trois types de conduite différents sur ces évènements. Suite à ces deux étapes, nous pouvons implémenter nos résultats dans un outil qui crée différents modèles de conducteurs pour la simulation et le banc à rouleaux. Les écarts entre conducteurs se mesurent en termes de consommation de carburant et de vitesse moyenne. Le taux de classification des évènements s'étend de 74% à 91% selon le type d'évènements. Ces résultats sont dus à la nature même des données et aux similarités entre les classes, mais nous estimons que ces taux sont suffisants pour notre application. Nous obtenons également des corrélations prometteuses entre les attributs de conduite sélectionnés et l'indicateur de conduite rationnelle. Nous avons notamment porté notre étude sur les évènements classiques: les ronds-points, les péages et les arrêts. Les résultats de l'outil que nous avons développé sont pertinents. Nous pouvons désormais simuler différents types de chauffeurs. Sur nos essais en simulation, l'adaptation de seulement 10% des évènements d'un cycle découle sur un gain en consommation de 1.5% et une vitesse moyenne 3% plus élevée pour un conducteur efficace. Ces résultats sont encourageants, surtout que le travail à venir visera à augmenter la diversité des évènements couverts. / Realistic driver behavior modeling for energy efficiency estimation during heavy-trucks vehicles development Abstract: In the context where fuel consumption is a growing cost center, fuel consumption of a truck coupled with its average speed is one of the key vehicle characteristics that needs to be optimized and accurately estimated during the truck design process. Consequently, we aim to create different driver behavior models for testing trucks regarding fuel consumption and average speed issues, i.e., rational driving. We propose a two-step method to model more accurately driving behavior: first, the identification of driving events through driving features. Second, the quantification of three different driving behaviors on the recognized driving events. Then we implement our results in a tool that creates these different driving behaviors. The output of this tool is a cycle adapted to a driver type in terms of fuel consumption and average speed, and that can be used in simulation and on chassis-dynamometer. The classification of driving events reaches classification rates between 74% and 91% depending on the events. We believe that they are sufficient for our application due to the raw nature of driving events and the similarities between the different classes. We also obtain promising results concerning the correlation between driving features and rational driving index. We focus especially on typical events, namely roundabout on extra-urban roads, toll on highways and stop on urban roads. The results of the developed tool prove to be efficient since we can now simulate different driving behaviors. On our test run in simulation, adapting only 10% of the events of a cycle produces fuel savings of 1.5% and an average speed which is 3% faster for an efficient driver than a non-efficient driver. These results are promising and we need to implement other events in the future.
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Etude par simulation numérique des écoulements dans le conduit d’admission d’un moteur à levée de soupape d’admission variable / The study by numerical simulation of the slows in the intake manifold of an engine with variable lift of the intake valve

Iorga-Simăn, Victor 06 March 2012 (has links)
L’impact négatif de l’automobile sur l’environnement a entraîné une sévérisation des normes législatives pour protéger celui-ci. Les difficultés rencontrées lors de l’amélioration du rendement du moteur à allumage commandé, résultent principalement de son fonctionnement inefficace à charges partielles. La distribution variable est capable d'améliorations concernant la réduction de la consommation de carburant, surtout dans une zone d’utilisation fréquente : basses charges et bas régimes. Une alternative à l’étude expérimentale est l’approche par simulation numérique, CFD en utilisant le logiciel ANSYS-Fluent. Dans cette thèse de doctorat, le but principal a été de déterminer les vitesses d’écoulement du fluide pendant le processus d’admission pour deux lois de levée de la soupape, pour un moteur entraîné à 815 tr/min et une ouverture du papillon de gaz de 21.6°. Dans ce but, on a utilisé deux modèles de simulation numérique: un modèle bidimensionnel et un modèle tridimensionnel. L’étude réalisée par simulation numérique a permis de clarifier quelques aspects importants concernant les vitesses d’écoulement de l’air dans le cylindre et le degré de turbulence. / The negative impact of automobiles on the environment has led to increased severity in the legislation concerning environmental protection. The problems encountered in the efforts intended to improve the efficiency of the spark ignition engine are derived from its inefficient operation under partial loads. The variable intake valve lift is capable of significant changes aiming at lower fuel consumption, especially in the frequent use area: low torque, low speed. An alternative to the experimental study of fluid flow is the approach by numerical simulation, CFD, using the software ANSYS-Fluent. The main purpose of the present doctoral thesis was to determine the fluid flow velocity during the intake, for two intake valve lift laws, when the engine is running at 815 rpm, and with an opening of the throttle plate at 21.6°. To do this, we have used two numerical simulation models: one two-dimensional, and one three-dimensional. The study by numerical simulation made it possible to clarify some important issues regarding the air flow velocity into the cylinder, and the level of turbulence.
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Diesel thermal management optimization for effective efficiency improvement

Douxchamps, Pierre-Alexis 07 June 2010 (has links)
This work focuses on the cooling of diesel engines. Facing heavy constraints such<p>as emissions control or fossil energy management, political leaders are forcing car<p>manufacturers to drastically reduce the fuel consumption of passenger vehicles. For<p>instance, in Europe, this fuel consumption has to reach 120 g CO2 km by 2012, namely 25 % reduction from today's level.<p>Such objectives can only be reached with an optimization of all engines components<p>from injection strategies to power steering. A classical energy balance of an internal<p>combustion engine shows four main losses: enthalpy losses at the exhaust, heat<p>transfer to the cylinder walls, friction losses and external devices driving. An<p>optimized cooling will improve three of them: the heat transfer losses by increasing<p>the cylinder walls temperature, the friction losses by reducing the oil viscosity and<p>the coolant pump power consumption.<p>A model is first built to simulate the engine thermal behavior from the combustion<p>itself to the temperatures of the different engine components. It is composed by two<p>models with different time scales. First, a thermodynamic model computes the in cylinder<p>pressure and temperature as well as the heat flows for each crank angle.<p>These heat flows are the main input parameters for the second model: the nodal<p>one. This last model computes all the engine components temperatures according<p>to the nodal model theory. The cylinder walls temperature is then given back to<p>the thermodynamic model to compute the heat flows.<p>The models are then validated through test bench measurements giving excellent<p>results for both Mean Effective Pressure and fluids (coolant and oil) temperatures.<p>The used engine is a 1.9l displacement turbocharged piston engine equipped with<p>an in-cylinder pressure sensor for the thermodynamic model validation and thermocouples<p>for the nodal model validation.<p>The model is then used to optimize the coolant mass flow rate as a function of<p>the engine temperature level. Simulations have been done for both stationary<p>conditions with effciency improvement up to 7% for specific points (low load, high<p>engine speed) and transient ones with a heating time improvement of about 2000s.<p>This gains are then validated on the test bench showing again good agreement. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Étude du ballottement de fluide dans les réservoirs à carburant : approches numérique et expérimentale / Study of liquid sloshing in fuel tanks : numerical and experimental investigation

Brandely, Anaïs 26 May 2016 (has links)
L’émergence de bruits auparavant inaudibles dans les réservoirs à carburants automobiles requiert des constructeurs une meilleure compréhension des phénomènes physiques intervenants au sein de leurs produits. Dans cette thèse, différents travaux ont été conduits autour de l’étude du ballottement de fluide dans une cuve rigide rectangulaire partiellement remplie de fluide et soumise à une excitation extérieure. La première partie présente un état de l’art sur le sloshing suivant trois approches complémentaires - approche analytique, approche numérique et approche expérimentale - permettant d’orienter les travaux. Dans une deuxième partie, une étude préliminaire sur le sloshing dans une cuve rectangulaire soumise à une excitation harmonique forcée est réalisée. La confrontation des résultats numériques entre une approche linéaire - basée sur la théorie d’écoulement potentiel tenant compte de la viscosité du fluide [Schotté et Ohayon, 2013] - et une approche non linéaire commerciale – basée sur la résolution des équations de Navier-Stokes - permet de définir un paramètre de linéarité. Ce dernier permet de déterminer les cas de sloshing qui nécessitent une résolution non linéaire et ceux pour lesquels la théorie linéaire suffit pour prédire le phénomène. La troisième partie de ce document présente une étude expérimentale du ballottement de fluide dans une cuve rectangulaire rigide soumise à un freinage automobile. Deux niveaux de remplissage créant deux types d’impacts contre les parois (avec et sans enfermement de poche d’air) ont été analysés. Les essais menés ont permis de mesurer les forces engendrées par le mouvement du fluide, les pressions d’impact en paroi ainsi que le champ de vitesse par méthode Particle Image Velocimetry (PIV). Ce chapitre constitue une importante base de données expérimentales ayant permis d’étudier précisément le phénomène physique. L’étude est complétée par une confrontation des résultats expérimentaux avec des résultats Computational Fluid Dynamics (CFD). Enfin, pour conclure ce mémoire, une étude du sloshing dans un réservoir en tenant compte de la Fluid-Structure Interaction (FSI) est présentée. Le choix du couplage a été porté sur un schéma partitionné itératif faible avec, dans un premier temps, une approche potentielle instationnaire, puis avec une approche Volume Of Fluid (VOF) pour la physique fluide. Les limites d’un tel couplage dans le cas d’étude d’un réservoir partiellement rempli de fluide et attaché de manière flexible en fonction du rapport de masse fluide-réservoir ont été mises en évidence. La correction du schéma de couplage par l’effet de masse ajoutée présentée dans [Song et al., 2013] permet la résolution d’un système couplé quel que soit le rapport de masse en jeu et améliore de manière significative la convergence en réduisant également fortement le temps de calcul. / The present thesis focuses on an investigation of the sloshing phenomenon in a partially filled fuel tank submitted to a harmonic excitation motion. In the first part, the confrontation of numerical results between a linear approach - taking into account viscosity - and a nonlinear approach based on a commercial code leads to define a parameter of linearity. This parameter allows determining cases of sloshing who require non-linear resolution and those who need a linear theory to predict the phenomenon. An experimental study of fluid sloshing in a rectangular tank submitted to an automotive braking is conducted. Tests leaded allow measuring global forces engendered by the motion of the fluid, pressure of fluid impact and velocity field by PIV. This chapter provides an important data base and helps to investigate on the physical phenomenon. This study is completed by CFD results. To conclude, a numerical model for fluid-structure interactions is presented. Limits of this segregated partitioned coupling in case of sloshing in tank flexibly attached are highlighted, depending mostly on the mass ratio between fluid and tank structure. An added-mass term is integrated to the corrected staggered scheme ensuring systematically the convergence of the coupled solution and reducing significantly the iterations required.
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Mise en place d’enquêtes par préférences déclarées dans le cadre de projets d’étude relatifs au secteur des transports de personnes. / -

Pons, Damien 29 September 2011 (has links)
Les enquêtes préférences déclarées (EPD) reposent sur des mises en situation hypothétiques. Face à une situation de choix construite de toute pièce par l’analyste, chaque répondant doit déclarer le choix qu’il ferait s’il y était confronté en réalité. Chaque situation se présente comme la combinaison de plusieurs paramètres. Face à chacune des diverses situations qui lui sont présentées successivement, l’enquêté va devoir faire le choix de celles lui convenant le mieux. Au fil du questionnaire, ses réponses révèleront l’importance qu’il donne à chaque paramètre et contribueront à une meilleure appréhension de ses préférences et de ses choix. Ce travail s’articule autour de trois études de cas mises en œuvre dans le cadre d’études menées par des opérateurs de transport (SNCF – thème : réforme de tarification sociale), des gestionnaires d’infrastructure (RFF – thème : effets du cadencement sur l’attractivité du train) ou des organismes de recherche (LET et PREDIT – thème : impact de politiques de rationnement du carburant sur la mobilité automobile). L’objet de ces études nécessitait la mise en œuvre d’enquêtes préférences déclarées. La conception, la mise en œuvre et l’analyse des EPD ont été réalisées dans le cadre de cette thèse avec un soucis permanent de contrôle de chacun des paramètres en vue de garantir la qualité des résultats obtenus.Selon les objectifs de l’étude, des traitements économétriques divers ont été utilisés pour analyser les données récoltées.Finalement, chacune de ces mises en place a contribué à renforcer notre conviction que les EPD constituent un outil complet. Ce travail contribue finalement, à son échelle, à crédibiliser un peu plus les méthodes de préférences déclarées et invite à repositionner cet outil d’analyse comme pivot de toute réflexion complexe dont le protocole est à réinventer lors de chaque construction, plutôt que tel qu’un procédé connu, livré clé en main, dont l’application suit une logique mécanique. / Stated preference surveys are based on choice sets composed by the analyst and proposed to some respondents. Each situation of the choice set is the combination of pre-determined attributes. While declaring the choice they would make if they were confronted to the same situation in reality, respondents reveal their preferences and their perceptions of the attributes.This Phd work presents the results of three stated preference surveys applied in the camp of public transportation. All surveys form a part of more general research programs handled for the sake: of the French railway operator, known as the SNCF (2006/2007) ; of the French railway network administrator, called RFF (2008) ; and of the French research, experimentation and innovation program in land transport, named PREDIT (2010). The use of stated preference methodology was required in order to deal efficiently with the issues of each of those research programs (respectively treating of social pricing ; train supply policy ; fuel rationing policies). The conception, the implementation and the analysis of the surveys have all been carried out during this Phd work in order to warranty control of each parameter and thus high quality results.In accordance with program research objectives, different econometrics treatments have been implemented.This Phd work shows how stated preference surveys may deal with different complex issues and therefore promote the use of this method. Each of these studies have finally strengthened the conviction that stated preferences constitute an efficient and complete tool.
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Analysis and valorization of new thermal management systems for a vehicle powertrain application / Etude et valorisation de nouveaux systèmes de gestion thermique d’un groupe motopropulseur automobile

Sara, Hanna 20 September 2017 (has links)
La gestion thermique est un des moyens de réduction de la consommation spécifique d’un véhicule. Avec le réchauffement climatique, les normes de dépollution deviennent de plus en plus sévères et les constructeurs automobiles cherchent à améliorer le rendement des véhicules. Le but de ces travaux de recherche est de valoriser, par simulation numérique, les nouveaux systèmes de gestion thermique en fonction du cycle d’homologation et de la température ambiante.Un modèle de simulation 1-D du moteur et de ses circuits de refroidissement et de lubrification ont été développés en utilisant le logiciel GT-Suite. Quatre cycles d’homologation ont été choisis : NEDC, WLTC, AH et AU. De plus, un nouveau cycle a été proposé durant cette étude. Le bilan d’énergie effectué pendant les différentes phases des cycles souligne l’importance du stockage et de la récupération d’énergie.Le stockage d’énergie dans un volume eau et/ou d’huile abouti à l’amélioration de la montée en température des deux fluides. Plusieurs configurations ont été proposées comme, par exemple, un carter d’huile multifonctionnel.Ainsi, une réduction importante de la consommation en carburant est obtenue.La récupération de chaleur au sein des gaz d’échappement est ensuite mise en oeuvre. L’échangeur est caractérisé sur un banc d’essais puis modélisé. Le réchauffement indirect et direct d’huile abouti à une réduction importante des frottements et de la consommation. Une configuration est proposée afin de contrôler la température maximale de l’huile.Finalement, différentes stratégies comme : le type d’huile, l’isolation du moteur, une température de régulation plus élevée etc… ont été étudiées et valorisées. / Thermal management proved itself in improving the fuel efficiency of the engine. Nowadays, automotive companies tend to apply different strategies to answer the greenhouse severe laws. The PhD aim is to valorize and analyze the different thermal management strategies with numerical simulations over different driving cycles and ambient conditions. A 1-D simulation code of the engine and its hydraulic circuits were built using GT-Suite. Four known driving cycles were chosen: NEDC, WLTC, AH and AU. In addition, an in-house developed driving cycle was introduced. An energy balance made over the different stages of the driving cycles underlines the importance of the heat storage and the exhaust heat recovery strategies.Heat recovery was applied over the coolant and the oil at ambient temperatures of -7°C and 20°C. Hot coolant storage and hot oil storage led to improve the coolant and lubricant initial temperatures respectively. Different configurations (total of 7) were proposed and studied. A multifunctional oil sump was introduced. Important fuel consumption savings were obtained. Exhaust heat recovery was then valorized. Heat exchanger was characterized over experimental setup then added to the engine model. Indirect and direct heating of the lubricant as well as both strategies back to back were tested. Remarkable friction reduction and fuel savings were obtained. Special configuration was proposed to control the lubricant high temperature instead of the bypass on the exhaust line. The study ended by valorizing minor strategies as the oil’s grade influence, the engine insulation, high temperature set point …
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Etude et modélisation de méthodes de séparation du méthane et de H2S, sélection d'une méthode favorisant la valorisation de H2S / Study and modeling of separation methods H2S from methane, selection of a method favoring H2S valorization

Cherif, Hamadi 08 December 2016 (has links)
Le biogaz doit être purifié pour devenir un combustible renouvelable. De nombreux traitements actuels ne sont pas satisfaisants car, pour des raisons de coûts les procédés de séparation privilégiés aboutissent souvent au rejet direct ou indirect du sulfure d'hydrogène (H2S) à l’atmosphère, c’est le cas de la séparation à l’eau sous pression. Les objectifs de la thèse portent d’abord sur l’étude et la modélisation des méthodes connues de séparation de l'hydrogène sulfuré du méthane. Les concentrations typiques varient de 200 à 5000 ppm, et la séparation devra réduire la teneur résiduelle en H2S à moins de 1 ppm. Parallèlement seront étudiées les méthodes de traitement de H2S. Une fois la (ou les) méthode(s) de séparation sélectionnée(s), des essais de validation seront effectués sur un système traitant de l’ordre de 85 Nm3/h de méthane où seront injectées des quantités de H2S variant entre 1 et 100 ppm.Cette thèse requiert des modélisations réalistes sous Aspen Plus® ou sous un code équivalent pour établir a priori des efficacités de séparation selon différentes conditions opératoires et en prenant en compte le paramètre température. L’énergie dépensée pour la séparation effective sera un des critères fort de la comparaison, de même que l’économie de matière.Une approche système est indispensable pour étudier la rétroaction de la méthode de valorisation du H2S sur la ou les méthodes séparatives. A priori c’est aussi l’outil Aspen Plus® ou équivalent qui permettra cette approche système.L’étude du procédé sera menée selon la double approche modélisation et expérimentation, pour l’étude expérimentale des méthodes séparatives, l’échelle du banc sera semi-industrielle et le banc permettra d’étudier les méthodes de séparation jusqu’à -90°C. / Biogas must be purified for becoming a renewable fuel. At now, the most part of the purification techniques are not satisfactory because they imply hydrogen sulfides (H2S) rejection to the atmosphere. One example of these methods is the treatment with high pressure water. The first objective of the thesis is modeling the conventional methods for separating H2S from methane. Typical concentrations of H2S in methane vary from 200 to 5000 pm. Separation methods must decrease the concentration of H2S in methane to less than 1 ppm. At the same time, methods for H2S treatment will be studied.Once the most appropriated separation methods will be selected, some test will be carried out on a pilot plant capable of treating 85 Nm3/h of methane, where quantities of H2S ranging from 1 and 100 ppm will be injected. These tests will allow validating the modeling of the separation process. On the basis of the obtained results, a specific test bench will be conceived and constructed for validating the selected process.The thesis work requires simulating the separation process using the software Aspen Plus® or an equivalent one. The effectiveness of different operative conditions will be tested, varying also the parameter temperature. The energy necessary for the separation will be one of the most important criteria for the comparison, as well as the mass consumption of the different fluids involved in the process.A system approach is fundamental for evaluating the backward effect of the H2S valorization method on the separation techniques. The process simulator (Aspen Plus® or equivalent) will allow the system approach.The study will involve modeling and experimental parts. The experimental part will be carried out taking advantage of a semi-industrial size test bench, allowing studying the separation methods down to -90°C.
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Processus photophysiques de molécules organiques fluorescentes et du kérosène applications aux foyers de combustion : applications aux foyers de combustion / Photophysical processes of organic fluorescent molecules and kerosene : applications to combustion engines

Rossow, Björn 27 September 2011 (has links)
La métrologie laser basée sur l’analyse de la fluorescence de traceurs moléculaires est devenue l’un des outils clefs pour l’étude expérimentale de la dynamique des fluides réactifs. Une étude spectroscopique des propriétés photophysiques de fluorescence dans le domaine spectral UV-visible de plusieurs molécules fluorescentes appartenant aux cétones aliphatiques et aux aromatiques mono- et bicycliques a permis d’approfondir la compréhension de l’influence de la température, de la pression et de la concentration d’oxygène sur leur fluorescence. Les résultats expérimentaux obtenus ont ensuite permis le développement d’un modèle de simulation du rendement de fluorescence pour les espèces aromatiques (naphtalène et toluène), qui fournit des résultats très proches de ceux mesurés.De ces résultats, le développement de la technique d’imagerie de fluorescence (PLIF) sur la phase vapeur d’un carburant multi-composant a conduit à étendre cette analyse spectrale de fluorescence au cas du kérosène (Jet A-1). La comparaison entre les propriétés de fluorescence du kérosène et des traceurs aromatiques étudiés a notamment permis d’établir une stratégie de mesure de la concentration de la phase vapeur du kérosène dans des environnements où la teneur en oxygène est variable. Les signaux de fluorescence provenant des espèces mono- et di-aromatiques contenues dans le kérosène soulignent des évolutions différentes avec les conditions de température et teneur en oxygène. L’utilisation de filtres optiques appropriés associés à deux caméras ICCD permet alors une mesure bidimensionnelle de la température et de la concentration de kérosène en phase vapeur. La thèse débouche finalement sur l’application de cette technique PLIF-kérosène en combinaison avec la technique PLIF du radical OH en sortie d’un système d’injection industriel multi-point de nouvelle génération intégré dans une chambre de combustion haute pression. / Planar laser-induced fluorescence (PLIF) diagnostic based on the optical excitation of fluorescence tracers has become a key tool for the experimental study of fluid dynamics in reactive flows. A spectroscopic fluorescence study of several organic molecules from aliphatic ketones and mono- and bi-cyclic aromatics in gas-phase was performed in a high-pressure high temperature optical cell. The experimental measurements allowed the understanding of the influence of temperature, pressure and oxygen concentration on the photophysics of these molecules in the UV/visible domain. These results were then used to successfully develop a model of fluorescence yield of the naphthalene and toluene aromatic molecules permitting the simulation of the fluorescence signals with temperature, pressure and species composition in large domains of temperature and pressure.This study has been extended to the case of a multi-component aeronautical fuel (kerosene – jet A1) containing natural aromatics. The comparison of the spectroscopic data recorded in the optical cell to those of the aromatic tracers initially probed has then permitted the definition of a kerosene-PLIF excitation/detection strategy for kerosene vapour concentration measurements in reactive gaseous flowfield containing variable oxygen concentration. Fluorescence signals from mono- and di-aromatic species in kerosene highlight significant differences in evolution with temperature and oxygen concentration. With appropriate optical filters applied to two ICCD cameras, the two-dimensional instantaneous distribution of temperature and concentration of kerosene vapour is then possible to measure in reactive flows. Finally, the kerosene-PLIF diagnostic has been applied at the exit of an innovative multi-point aeronautical injection system integrated to high-pressure kerosene/air combustor test rig. The kerosene-PLIF, combined with the radical OH-PLIF confirmed their implementation in realistic high-pressure flowfields and delivered experimental fruitful experimental information on the effect of the fuel/air mixing on the flame structure in the combustion chamber.
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Etude par simulation des transferts thermiques dans un groupe motopropulseur hybride électrique automobile

Dubouil, Rémi 29 November 2012 (has links) (PDF)
La réduction de la consommation de carburant et des émissions de dioxyde de carbone par les transports, notamment automobiles, conduit au développement de groupes motopropulseurs (GMP) plus économes. Parmi les technologies existantes, l'hybridation électrique des moteurs à combustion interne s'est fortement développée ces dernières années. La minimisation de la consommation d'un GMP de type hybride électrique requiert notamment la connaissance de l'impact des différents transferts thermiques y ayant lieu, notamment après un démarrage à température ambiante. Dans ce contexte, la thèse présentée dans ce mémoire a pour objet l'étude par simulation des transferts thermiques au sein des différents organes du GMP (moteur à combustion interne, moteur électrique, batteries). Elle repose tout d'abord sur un examen bibliographique détaillé des différentes architectures hybrides électriques, des transferts thermiques et les modèles associés, et des différentes stratégies de fonctionnement. Le développement d'un modèle zéro-dimensionnel d'un GMP hybride prenant en compte les différents transferts thermiques est ensuite présenté. Les choix des différents modèles de transferts thermiques sont présentés et justifiés, en termes de précision et de temps de calcul. Pas la suite, l'impact des transferts thermiques est étudié grâce au simulateur, notamment en termes de consommation instantanée et cumulée sur différents cycles de conduite. L'impact des transferts thermiques pour différents niveaux d'hybridation est également quantifié. Finalement, plusieurs études paramétriques et prospectives sont réalisées à la fin de ce mémoire, permettant d'envisager des moyens de réduction de la consommation de carburant.

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