Thermometry measurements were carried out using planar laser induced phosphorescence in conjunction with thermographic phosphors in heated turbulent jets and laminar flames in order to further develop the technique for usage in flames. Two dimensional thermometry measurements are essential to improve the understanding of combustion processes, as temperature governs soot pyrolysis, leading to soot formation. Two particular thermographic phosphors, BAM and YAG:Dy were tested and compared and it was found that they were unsuitable for gas phase flame thermometry measurements. Soot volume fraction measurements were carried out using planar two colour laser induced incandescence in gaseous and liquid fuel flames. The gas fuel flames were diluted with nitrogen, carbon dioxide and hydrogen individually and then with nitrogen and hydrogen together, as well as carbon dioxide and hydrogen together, separately. Results revealed the dilution effects of the gases on the soot formation process, where increasing nitrogen percentage in the flow decreased SVF, carbon dioxide reduced it further and hydrogen showed no marked difference. Biodiesels were compared with each other and with diesel in a wick burner in order to analyse their compositional effects on soot. Biodiesel composition was measured using gas chromatography. The sooting tendencies of the biodiesels were as expected, fuels with a longer average carbon chain length and a higher degree of unsaturation were found to produce more soot than shorter, more saturated fuels. Diesel was sootier than all of the biofuels tested, due to containing aromatics and a lower oxygen content. A pilot study was also done, where the performance and emissions of biofuels and biofuel-diesel blends were tested in a gas turbine engine, in order to relate the investigation to real world situations.

Dans l'industrie d'extraction pétrolière, l'efficacité des séparateurs eau-huile pour la production offshore est cruciale. L'objet de ce travail est de mettre en place les outils numériques nécessaires à la modélisation du fonctionnement de ces systèmes. Les phénomènes physiques entrant en jeu sont principalement : la présence d'interfaces entre des fluides non miscibles, la viscosité de ces fluides, et les effets de tension superficielle. Les modèles physiques et numériques correspondants ont été implémentés dans le cadre de la méthode numérique SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) développée au L.M.F.. Cette méthode numérique appartient à la classe des méthodes particulaires (sans maillage), suivant une approche d'écoulement compressible et avec une résolution explicite. Pour modéliser au mieux les écoulements bifluides, la formulation historique de la SPH a été enrichie par deux approches différentes, développées simultanément. Chacune d'entre elles a été validée séparément. La physique supplémentaire a été rajoutée par des modèles communs qui ont été validés sur différents cas tests tels que l'écoulement de Poiseuille, les instabilités de Rayleigh-Taylor, des cas d'envahissement ou l'évolution de bulles dans un liquide. Ce dernier cas a permis la comparaison aux outils de conception utilisés dans le procédé d'ingénierie de SAIPEM S.A., par l'intermédiaire d'une validation sur la loi de Stokes. Finalement, les capacités de la méthode sont illustrées sur la séparation eau-huile dans un séparateur de géométrie simplifiée.