Transferts thermiques dans les milieux réactifs

Contexte

Les contraintes environnementales de plus en plus prégnantes imposent de revoir radicalement tant les modes de consommation d’énergie, que leurs impacts en termes de production de polluants ou de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, le domaine des milieux réactifs constitue un vaste champ d’études, qui couvre l’un des plus larges spectres d’application, depuis les transports (motorisation…) jusqu’à l’industrie (brûleurs…), en passant par le système urbain où les problématiques de chauffage peuvent côtoyer celles de la sécurité incendie.
Pour répondre aux enjeux socio-économiques et lever les verrous scientifiques encore nombreux dans cette thématique spécifique qu’est l’aérothermochimie, des ruptures technologiques sont absolument nécessaires, et elles ne peuvent être envisagées sans une compréhension fine des mécanismes physiques mis en jeu. En particulier, l’analyse des interactions du milieu réactif avec son environnement souvent complexe et confiné, notamment du point de vue des transferts thermiques, représente un défi essentiel à relever

Objectifs

• Identifier et analyser les mécanismes qui interviennent lors de l’interaction d’une flamme avec une paroi, passive ou active d’un point de vue chimique

• Comprendre et analyser le rôle des transferts thermiques dans la stabilisation des flammes prémélangées et partiellement prémélangées

• Evaluer la contribution relative des différents modes de transferts thermiques au comportement des milieux réactifs

• Mettre en œuvre de nouveaux diagnostics, dédiés à la mesure des températures et des flux de chaleur pariétaux dans les milieux complexes à hautes températures

• Développer des modèles de propriétés radiatives des milieux en combustion adaptés aux besoins spécifiques des modélisateurs (en termes de coût de calcul et de précision)

Compétences scientifiques

• Etude expérimentale de la combustion prémélangée et non prémélangée, en écoulements laminaire et turbulent ;

• Mesure des transferts thermiques en écoulement réactif ;

• Métrologie optique pour l’étude des champs aérodynamique et chimique en milieu réactif ;

• Etude expérimentale de la dynamique d’écoulement et d’évaporation d’un fluide sur une paroi ;

• Modélisation des propriétés radiatives des gaz et des particules de suies.

Quelques collaborations internationales

Brigham Young University (Provo, Etats-Unis), National Research Council (NRC, Canada), North Carolina State University (Raleigh, Etats-Unis).

Quelques collaborations nationales

Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS, Toulouse), Complexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie (CORIA, Rouen), IFP Energies Nouvelles (Rueil-Malmaison), Institut P’ (Poitiers), Laboratoire "Energétique Moléculaire et Macroscopique, Combustion" (EM2C, Paris), Laboratoire Prisme (Orléans), Laboratoire RAPSODEE (Albi), Laboratoire LAPLACE (Toulouse).

Partenariats industriels récents

• Société LE RUBIS SA, avec laquelle un LabCom (programme de recherche commun entre un laboratoire académique et une PME/ETI) intitulé "Recherche, Analyse et Innovation pour Brûleurs de crOissance Verneuil" (RAINBOV) a été développé
• Continental Automotive, Groupe Atlantic, ONERA, PSA Peugeot Citroën, Renault, ...