" Soutenance de thèse en cotutelle internationale de Lucio TADDEO. | Université d'Orléans

Université d'Orléans

Soutenance de thèse en cotutelle internationale de Lucio TADDEO.

24/10/2017 - 08:30 - 24/10/2017 - 12:00

URL: http://www.univ-orleans.fr/actus/soutenances

Nom du contact: Etudes Doctorales

Courriel du contact: etudes.doctorales@univ-orleans.fr

Lieu: INSA Centre Val de Loire - Amphithéâtre Papillon - 88 Boulevard Lahitolle - Campus Bourges

Titre : Énergie recyclée par conversion chimique pour application à la combustion (ERC3).

Discipline : Sciences et Technologie Industrielle

ECOLE DOCTORALE EMSTU

Résumé :

L’intérêt du vol hypersonique atmosphérique est établi depuis de nombreuses années. Il trouve des applications dans de nombreux domaines, militaires et civils. Plusieurs travaux de recherche proposent l’utilisation, pour la propulsion de véhicules volant dans l’atmosphère au-delà de Mach 5, d’un moteur aérobie simple, le superstatoréacteur. Parmi les défis que l’utilisation de ce propulseur pose, l’échauffement de la paroi de la chambre de combustion à une température telle à en mettre en danger l’intégrité, représente un problème majeur qui impose l’utilisation d’une technologie de refroidissement moteur spécifique. A cette fin, une technique de refroidissement qui utilise le combustible embarqué en tant que fluide refroidisseur peut être proposée. Le carburant, introduit dans des canaux de refroidissement en aval du moteur, circule en double peau et à contre-courant des gaz chauds dans la paroi de la chambre de combustion avant d’être alimenté à celle-ci. Par conséquent, il en refroidit les structures tout en s’échauffant. Cette technologie, connue sous le nom de refroidissement régénératif, est particulièrement efficace si le combustible est un hydrocarbure, car la décomposition endothermique du carburant qui se produit par son échauffement permet d’une part, d’améliorer sa performance en tant que refroidisseur et d’autre part, d’obtenir un gain important sur son délai d’auto-allumage. La performance du propulseur en résulte alors améliorée. L’utilisation du refroidissement régénératif passe par la capacité de contrôler efficacement le moteur afin d’assurer la poussée. Or, le couplage très fort entre la combustion du combustible (qui permet sa pyrolyse) et sa décomposition (qui en affecte la combustion) rend la définition d’une stratégie de contrôle moteur très difficile. La présente thèse s’inscrit dans le cadre des nombreux travaux de recherche ayant pour objet l’étude d’un superstatoréacteur refroidi par son propre carburant. Elle vise à améliorer la compréhension phénoménologique du couplage combustion-pyrolyse du carburant et des effets de ce couplage sur le comportement dynamique du propulseur. Cela nécessite la caractérisation de la réponse de ce moteur vis-àvis d’une sollicitation extérieure, telle que la variation du paramètre de commande principal, le débit d’alimentation en combustible. Afin d'atteindre ces objectifs, une étude expérimentale paramétrique a été réalisée à l’aide d’un dispositif expérimental qui se constitue d’une chambre de combustion axisymétrique, avec un tube annulaire enroulé en spirale placé à la périphérie de la flamme, dans lequel le combustible passe et éventuellement se décompose avant d’être brûlé. Ce dispositif a été utilisé tant sous conditions opératoires stables (débit de carburant constant) que transitoires (débit de carburant variable). Cette étude expérimentale a permis de mieux caractériser le circuit régénératif en termes de réponse, temps de réponse et temps de retard à la réponse vis-à-vis d’une variation de ce paramètre. Une étude numérique cinétique réalisé avec le logiciel CHEMKIN a ensuite permis d’une part, d’améliorer la compréhension des résultats des expériences et, d’autre part, de confirmer des hypothèses formulées suite à l’analyses de celles-ci. La formation par pyrolyse du carburant dans les canaux de refroidissement d’un dépôt carboné capable d’affecter négativement la performance du moteur a été enfin abordée. Une technique qui permet la détection de ce dépôt a été proposée et validée.