Titre : Modélisation bas-ordre des instabilités de combustion à haute-fréquence dans les moteurs-fusées à propulsion liquide.

Les instabilités de combustion dans les moteurs fusées à propulsion liquide sont difficiles à prédire et à modéliser.
Le laboratoire EM2C, en partenariat avec le CNES et ArianeGroup, développe donc StaHF, un code bas
ordre basé sur le principe de projection modale des oscillations de pression afin d'estimer le taux de croissance des instabilités.

PDF

Titre : Stabilisation et comportement dynamiques de flammes à combustible liquide avec injection multipoint pour l’aéronautique.

PDF

Titre : Étude expérimentale des flammes LOX/CH4 dans les moteurs-fusées.

Utiliser le méthane comme carburant dans
les moteurs fusées présente beaucoup d’avantages
mais la combustion avec de l’oxygène pur à haute
pression reste mal comprise. D’un point de vue
thermodynamique, le méthane et l’oxygène partagent
des valeurs de point critique très similaires, ce qui
rend difficile la prédiction du mélange des ergols,
l’accrochage, la stabilité et la structure de la flamme.

PDF

Titre : Efficacité énergétique de la conversion du CO2 par décharges plasmas nanosecondes.

Afin de contenir la menace du réchauffement climatique sur l’habitabilité de notre planète, les activités humaines doivent se passer d’hydrocarbures fossiles. Pour relever ce défi, on peut utiliser des sources d'énergie bas-carbone pour convertir le CO2 en CO, puis transformer ce CO en hydrocarbures, dont le bilan carbone d’utilisation est globalement neutre. La dissociation du CO2 en CO est l'étape critique de ce processus.

PDF

Titre : Cinétique d’un plasma air/argon en recombinaison hors-équilibre

Les entrées atmosphériques sont l’une des phases les
plus critiques des missions spatiales. Un vaisseau entrant dans l’atmosphère terrestre subit un fort chauffage via conduction et rayonnement. Dans la région de l’arrièce-corps, le flux thermique est dominé par le rayonnement, qui est prédit avec de fortes incertitudes qui induisent une surestimation des marges de sécurité pour le dimensionnement des TPS. Les incertitudes proviennent des limites des modèles cinétiques pour la prédiction des densités hors-équilibre des principales
espèces rayonnantes dans la zone d’arrière-corps.

PDF

Titre : Effets thermochimiques des décharges plasma nanosecondes sur la stabilisation de flammes pauvres

La combustion de carburants fossiles,
neutres ou sans carbone produit des oxides d’azote
(NO X ) néfastes pour la santé humaine et les
écosystèmes. Les flammes prémélangées pauvres ont
une température plus basse, limitant ainsi la
formation de NO mais elles sont instables et sujettes
à extinction. La combustion assistée par plasma avec
des décharges Nanosecondes Répétitives Pulsées
(NRP) a surtout été étudiée dans des brûleurs
académiques de faible puissance dont les émissions
de NO X sont toujours plus élevé es avec plasma que
sans.

PDF

Titre : Modélisation des transferts radiatifs : propriétés radiatives, simulation numérique et interactions
couplées

Ce manuscrit d’habilitation synthétise des
travaux portant sur la modélisation du transfert
radiatif à l'aide de la simulation numérique. La
première partie porte sur la modélisation des
propriétés radiatives des milieux gazeux ou
particulaires. Un modèle statistique à bande étroite
hybride est établi pour prédire le rayonnement hors
équilibre impactant les véhicules spatiaux lors des
entrées atmosphériques...

PDF

Titre : Cinetique de recombinaison des plamas hors-équilibres azote-argon

Prédire les tranferts d'énergie entre un plasma d'azote en recombinaison et son environnement est un enjeu majeur pour des applications telles que la rentrée atmosphérique, la combustion assistéepar plasma, la fusion par confinement magnétique et le traitement des surfaces...

PDF

Titre : Quantification d'incertitudes dans les simulations aux grandes échelles de flammes d'hydrogène
stabilisées par auto-allumage.

La combustion est une source d'énergie omniprésente dans notre société. Afin de minimiser ses émissions
polluantes, dans un contexte où les conditions opératoires et les modèles de calculs sont incertains, nous devons être capables
de quantifier les incertitudes de nos simulations prédictives...

PDF

Titre : Carbon Monoxide Dissociation Examined by Laser Absorption Spectroscopy at Near-Electronvolt Temperatures.

This presentation will review recent progress in laser absorption spectroscopy, emphasizing shock-tube applications for entry studies. Recent work in my previous group at UCLA demonstrated that MHz-rate measurements by laser absorption spectroscopy can be performed by modulating DFB laser via bias-tee circuitry. This time resolution is sufficient to resolve events on the μs scale, such as high-temperature dissociation and vibrational relaxation relevant to entry conditions.

PDF

Titre : Morphology, optical properties & climate impact of soot nanoparticles.

Soot is a major air pollutant produced by incomplete
combustion of hydrocarbon fuels. The contribution of soot to global warming is currently estimated with large uncertainty (partly) due to the fractal-like agglomerate
structure of its constituent nanoparticles. Here, the dynamics of soot nanoparticles are investigated to advance our current understanding of particle formation during combustion.

PDF

Titre : Modélisation des transferts de chaleur et masse pour des gouttes de carburant multi-composants.

Les outils de simulation numérique en mécanique des fluides sont des outils importants pour la conception de chambres de combustion. Pour pouvoir prendre en compte une vaste gamme de phénomènes physiques y compris la turbulence, par exemple la combustion et l’injection de carburant liquide, des modèles ont été proposés...

PDF

Titre : Spray combustion: from single droplet evaporation to turbulence-flame interaction

Spray combustion processes embrace diverse phenomena which evolve in a multitude of scales. From the heat and mass transfer process on a droplet to the wrinkling of a flame in a turbulent flow, a broad spectrum of interacting phenomena exists. In fact, such a characteristic poses many challenges for modeling approaches. In this talk, an overview about some key aspects of spray combustion modeling is presented and connected with further modeling demands.

PDF

Titre : Simulations aux grandes échelles de la combustion assistée par plasma.

Les normes environnementales de plus en plus sévères en matière d'émission de polluants imposent une rupture technologique aux industries du domaine de la combustion. Une solution efficace pour réduire la formation de poluants consiste à maintenir une température de flamme relativement basse en opérant à des régimes de combustion pauvres...

PDF

Titre : Etude des instabilités de combustion dans les foyers annulaires en considérant la dynamique des injecteurs et les fonctions descriptives des flammes déterminées dans des configurations simplifiées.

Cette thèse aborde des questions centrales de la dynamique de la combustion des systèmes annulaires, en se concentrant essentiellement sur la compréhension, l'interprétation et la prédiction des instabilités de combustion couplées aux modes azimutaux. Ces modes sont les plus dangereux parmi ceux rencontrés dans les turbines à gaz et les moteurs d'avion car ils correspondent aux fréquences propres les plus basses où la combustion est la plus sensible aux perturbations auxquelles elle est soumise...

PDF

Titre : Analyse numérique de l’allumage circulaire dans les foyers annulaires diphasiques avec conditions thermiques de paroi réalistes

La transition vers des technologies à faibles émissions nécessite que les chambres de combustion des moteurs aéronautiques fo nctionnent avec des carburants de plus en plus propres. Le redémarrage du moteur doit se produire de manière fiable et sûr et doit être assuré pour différentes points de fonctionnement, qui sont spécifiés par les autorités de certification...

PDF

Titre : Accélération de flamme hydrogène en mélange non uniforme.

Cette thèse, effectuée en partenariat avec le CEA, présente le développement de méthodes numériques dédiées à la simulation du processus d'accélération d'une flamme hydrogène.
L'accélération et la transition de la déflagration à la détonation des flammes d'hydrogène/air sont des problématiques clés pour la sûreté nucléaire. Elles présentent également un intérêt croissant pour les domaines énergétiques et industriels impliquant de l'hydrogène...

PDF

Titre : Modélisation d’ordre réduit et simulation d’écoulements diphasiques dispersés turbulents: nouvelles approches théoriques et modèles pour la prédiction de l’intermittence, de la ségrégation et du couplage fort.

La capacité de modéliser et simuler les écoulements turbulents à phase dispersée est un enjeu crucial pour de nombreuses applications industrielles et environnementales, telles que les moteurs à combustion in- terne, le transport de polluants ou la formation de nuages. Cependant, si la résolution de l’ensemble des échelles de la turbulence par DNS (Direct Numerical Simulation) est possible sur des configurations académiques simples, elle devient inenvisageable pour des applications réalistes...

PDF

Titre : Simulation numérique d’écoulements diphasiques évaporants par des méthodes de capture d’interface raides.

La simulation des écoulements diphasiques évaporant est un sujet en plein essor avec
l’émergence de multiples solveurs et méthodes numériques associés.
C’est un sujet difficile en raison des discontinuités de l’écoulement à l’interface qui nécessitent des méthodes numériques adaptées...

PDF