Utilisation de l'hydrogène comme source d'énergie décarbonée pour des applications à la propulsion.
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Projet soutenu par l'Agence Nationale de la Recherche |
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| Durée ► | 48 mois |
| Démarrage ► | Octobre 2021 |
| Aide ANR ► | 595k€ |
Contexte
Réduire notre impact sur le climat impose de réduire notre consommation de combustibles fossiles. L'utilisation de l'hydrogène comme vecteur d'énergie est actuellement considérée comme une option incontournable.
Une alternative aux piles à combustible et aux véhicules électriques, qui utilisent massivement des matériaux rares, est la combustion directe de l'hydrogène, en particulier pour les véhicules lourds et les turbines à gaz. Les avantages par rapport aux piles à combustible sont une tolérance plus élevée aux impuretés du carburant, la flexibilité de changer de carburant et une utilisation réduite de matériaux rares.
Il existe néanmoins, un certain nombre de freins liés à la très faible densité énergétique de l'hydrogène : règles de conception à modifier, production de NOx, dépollution par dilution à la vapeur d’eau ou à l'azote et instabilités liées aux effets thermodiffusifs. Ces comportements fondamentaux ont été relativement peu étudiés alors qu'il s'agit d'éléments clés dans le développement de la technologie hydrogène.
Ces problématiques seront étudiées dans le projet SPEEDYH à travers le développement d’un schéma cinétique détaillé et des expériences ciblées associées à des simulations numériques.
Objectifs
Le projet SPEEDYH est un projet académique visant à la compréhension scientifique fondamentale de la combustion hydrogène/air avec dilution à la vapeur et recirculation des gaz d'échappement (EGR). Ceci sera réalisé grâce à des mesures expérimentales et à la modélisation numérique. La base de données expérimentale et numérique de SPEEDYH sera mise à la disposition de la communauté scientifique et bénéficiera également à la communauté industrielle car l'industrie a besoin de connaissances validées pour comprendre et contrôler en profondeur le processus qu'elle développe tout en respectant les réglementations sur les émissions (NOx).
Le premier défi scientifique du projet SPEEDYH est le développement d'expériences capables de fournir des mesures quantitatives dans le cas de la combustion hydrogène-air dilué à la vapeur avec des interactions NOx.
Le projet SPEEDYH vise à répondre à des questions sur les aspects fondamentaux de la combustion hydrogène /air telles que :
- Comment l'utilisation de l'hydrogène modifie les règles et normes de conception ?
- Comment la production de NOx est-elle affectée puis modélisée dans les conditions réelles de fonctionnement du moteur ?
- Les modèles numériques couramment utilisés pour la combustion du gaz naturel sont-ils directement transposables ?
Partenaires
► CORIA COmplexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie.
► ICARE Institut de Combustion, Aérothermique, Réactivité et Environnement.
► PRISME laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche, Ingénierie des Systèmes, Mécanique, Energétique.
Déroulement
Le projet est composé de 4 tâches dont 3 sont dédiées au travail scientifique et technique :
- Coordination, gestion et diffusion.
- Développement et validation du mécanisme cinétique détaillé
- Flamme excitée acoustiquement
- Flamme turbulente
Contact : Fabrice Foucher ⇒ fabrice.foucher@univ-orleans.fr