Soutenance de thèse de Charles LHUILLIER

La transformation substantielle des systèmes énergétiques est nécessaire pour atténuer la menace reconnue du changement climatique d’origine anthropique. En conséquence, des solutions d’adaptation sont à l’étude, parmi lesquelles la conversion d’excédents d’électricité renouvelable intermittente en carburants gazeux ou liquides énergiquement denses via des procédés de Power-to-X. L’ammoniac (NH3) est l’un des carburants les plus prometteurs, ne contenant pas de carbone et bénéficiant de plus d’un siècle d’expertise industrielle et d’une bonne densité énergétique. L’ammoniac a donc été proposé pour alimenter divers dispositifs de combustion malgré sa faible propension à la combustion, illustrée par une faible vitesse de flamme et un allumage difficile. L’objectif de cette thèse est d’explorer le potentiel de l’ammoniac comme carburant renouvelable dans le cas des moteurs à allumage commandé pour la génération de puissance ou la motorisation de moyens de transport. Dans ce but, des expériences sont menées dans différents dispositifs incluant une chambre de combustion sphérique pour l’étude de flammes de prémélange laminaires et turbulentes en expansion, et dans un moteur à allumage commandé (SI) récent. Les résultats démontrent la viabilité de l’ammoniac comme carburant pour les moteurs SI, bien que les performances soient légèrement inférieures à celles obtenues en carburant conventionnel dans les mêmes conditions, et que de forts taux d’oxides d’azote et d’ammoniac imbrûlé soient mesurés à l’échappement. L’ajout d’un combustion promoteur tel que l’hydrogène ou le méthane permet d’améliorer les performances moteur et leur effet est étudié au moyen des expériences de flamme. Une méthodologie est enfin proposée pour évaluer le potentiel de la combustion de l’ammoniac dans des systèmes énergétiques basés sur une forte production d’énergie renouvelable intermittente.