Soutenance de thèse de Fathia MANSEUR

Les normes environnementales imposent le développement de nouvelles technologies de combustion pour maintenir une efficacité importante tout en diminuant la production de polluants. Dans ce cadre, il est nécessaire de développer de nouveaux procédés d’assistance capables de stabiliser les flammes de combustion parmi lesquelles figurent les technologies plasmas. Ainsi, les travaux présentés dans cette thèse concernent l’utilisation d’un plasma non-thermique afin d’améliorer la combustion. Les possibilités de génération d’espèces réactives, de modifications d’écoulements et le faible apport thermique, caractéristiques des jets de plasma froids, tels qu’utilisés pour les applications biomédicales ou environnementales ont conduit à étudier, dans le cadre cette thèse, l'intégration d’un jet de plasma froid d’hélium dans un brûleur. Ce travail a ainsi exploré, pour la première fois au GREMI, les possibilités offertes par ce nouveau type de plasma pour améliorer la stabilité d’une flamme de prémélange méthane-air. Deux configurations de plasma ont été testées : un mono-jet et un multi-jets, associées à deux types de flammes coniques ou plates produites à partir d’un dispositif de combustion de type bec Bunsen. Après le développement du dispositif expérimental, il s’agissait de mener une étude expérimentale pour caractériser l’interaction du jet plasma avec des écoulements non réactifs et réactifs, en utilisant des diagnostics d’imagerie et de spectroscopie. L’étude a porté sur des paramètres propres à la combustion (débits et richesse des mélanges réactifs) et d’autres liés aux jets de plasma (fréquence, amplitude de tension, polarité, temps d’allumage et d’extinction de la décharge, composition du gaz plasmagène), pour comprendre leurs influences sur les caractéristiques à la fois des jets de plasma et de la flamme. Les résultats obtenus sont prometteurs, démontrant l’efficacité des jets de plasmas froids pour la modification de la position de stabilisation des flammes plates et mettant en évidence le rôle clef du rapport cyclique d’allumage des jets plasmas. L’étude souligne le rôle prépondérant des espèces réactives générées en amont des flammes par le multi jet plasma dans l’amélioration de la combustion.