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162
pages
Français
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Écrit par
Christophe Maqua
Publié par
Thesee
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LIENS
Code de la propriété intellectuelle. Articles L 122.4
Code de la propriété intellectuelle. Articles L 335.2 – L 335.10
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http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm
EcoleoctoraleMMA
THÈSE
Présentéepour’obtentionuradee
Docteure’Institutationalolytechniqueeorraine
Spécialitéécaniqueetnergétique
Par
ChristopheAQUA
Contributionàlacompréhensiondel’évaporationde
gouttesdecombustiblebi(composantàl’aidedeméthodes
optiques.
Soutenuepubliquemente3ctobre007evantaommission’examenomposéee
Rapporteurs M.ergeiAZHIN Professeur,niversitée+righton,right on
M.ameronROPEA Professeur,UD,armstadt
Examinateurs M.érardREHAN* Directeureecherche,CNRS,ouen
M.rédéric0RISCH Maîtreeecherche,NERA,alaiseau
M.érardLAVERGNE Directeureecherche,ONERA,oulouse
M.abriceLEMOINE Professeur,NSEM,Nancy
Invité M.ichelLEBOUCHE Professeur,HP,Nancy
*résidentujury
Laboratoire’Energétiqueteécanique.héoriquetppliquée
CNRS*MR563
2,venueea2orêteHayeBP60
54504andoeuvre=Les=Nancy
Présidentdujury:
GérardGréhan,Directeurderecherche,CNRS
LESP,UMR6614/CORIA=CNRSUniversitéetINSAdeRouen
Avenuedel’Université,BP12
76801SaintEtienneDuRouvray
France
Tél:+33(0)232953629
Mél:gerard.grehan@coria.fr
Rapporteurs:
SergeiSazhin,Professeur,UniversitédeBrighton CameronTropea,Professeur,TUD
SchoolofEngineering FachgebietStrömungslehreund
UniversityofBrighton Aerodynamik
Cockcroftbuilding,Lewesroad TUD
Brighton,BN24GJ Petersenstraße30
UnitedKingdom 64287Darmstadt
Tél:+44(0)1273642677 Germany
Mél:S.Sazhin@brighton.ac.uk Tél:+49(0)6151162854
Mél:ctropea@sla.tu=darmstadt.de
Examinateurs:
FrédéricGrisch,Maîtrederecherche,ONERA GérardLavergne,Directeurderecherche,ONERA
ONERA/DMPH ONERA/DMAE
FortdePalaiseau AvenueEdouardBelin
91761Palaiseaucedex 31055Toulouse
France France
Tél:+33(0)169936176 Tél:+33(0)169936176
Mél:frederic.grisch@onera.fr Mél:frederic.grisch@onera.fr
Directeurdethèse:
FabriceLemoine,Professeur,ENSEM
LEMTA
2AvenuedelaForêtdeHaye
BP160
54504VandoeuvrelesNancy
France
Tél:+33(0)383595732
Mél:Fabrice.lemoine@ensem.inpl=nancy=.fr
Invité:
MichelLebouché,Professeur,UHP
LEMTA
2AvenuedelaForêtdeHaye
BP160
54504VandoeuvrelesNancy
France
Tél:+33(0)383595608
Mél:Michel.lebouche@ensem.inpl=nancy=.fr
Aa(emme…
Remerciements
Jetiensàexprimermagratitudeàtouteslespersonnesquiontcontribuéaubondéroulement
deettehèse
ueinuLEMTA.
Je tiens à remercier Fabrice Lemoine, Professeur à l’EN SEM, de m’avoir intégré dans son
équipe pour réaliser cette thèse. Je le remercie pour son sout ien et la confiance qu’il m’a
portée.esonseilstesntuitions’ontbeaucoup
idésurantesrois
nné es.
Merci aux personnes qui ont accepté de juger mon travail, Serg ei Sazhin, Professeur à
l’université de Brighton, Cameron Tropea, professeur à l’Universi té Technologique de
Darmstadt, Gérard Gréhan, directeur de recherche au CNRS à R ouen, Gérard Lavergne,
directeur de recherche à l’ONERA à Toulouse et Frédéric Grisch Maître de recherche à
l’ONERAMalaiseau
Je remercie également Guillaume Castanet, chargé de recherche au CNRS pour son aide
précieuseetpourlesdiscussionsintéressantesquenousavonseusautantsurleplanthéorique
queureplanpratique.
Merci également à toute l’équipe du laboratoire d’électronique Al ain Delconte, Michel
Marchandet+runoont’aide’aétéprécieuseout
uongeahèse
JesuisreconnaissantàtousmescollèguesMichelWolff,Valér ieDeprédurant,PetreMiron,
Alexandre Labergue pour leurs disponibilités et leurs bonnes humeurs. Merci à Ophélie
CaballinapouresonseilsnprojetstnP.
Jenesauraioublierlespersonnesquim’ontaccordésleurattentionauxgrésdecollaboration.
MerciàClaireLaurent,YvesBiscoss,MickaelOrain,Pierre Giquelettouslesmembresdu
projetASTRA.JeremercieparticulièrementNicolasDouép oursonpassageàNancyetson
aidepouraéalisationeesures.
Merciàtouslepersonneltechniqueetauxdifférentsmembresdu laboratoire,permanentset
thésardvecesquelsesapports(urentnrichissants.
Enfin,jeremercietousmesprochespourleursoutienetleurencour agementetenparticulier
ma(emmeudreyebaeckerpouraprésenceuotidienne.
Sommaire
Sommaire
Introduction..........................................................................................................1
Chapitre1: Modélisation..............................................................................4
Nomenclature ......................................................................................................................... 5
1.1 Introductiontbibliographie.................................................................................. 6
1.2 ModèleMomposantsiscrets.............................................................................. 10
1.2.1 Cadreeravail ................................................................................................ 10
1.2.2 Phaseapeur..................................................................................................... 12
1.2.3 Modélisationeaphaseliquide...................................................................... 18
1.2.4 Lesnteractionsntreesgouttes ..................................................................... 24
1.2.5 Caractéristiquesuélangeéthanol/acétone .................................................. 26
1.2.6 Résolutionumérique ...................................................................................... 28
1.3 Conclusion............................................................................................................ 30
Chapitre2: Installationexpérimentaleetmétrologie .............................31
Nomenclature ....................................................................................................................... 32
2.1 Introduction .......................................................................................................... 33
2.2 Dispositifsxpérimentaux.................................................................................... 33
2.2.1 Génération’unrainegouttesonodispersées............................................ 33
2.2.2 Créationeonditionse(orteévaporation .................................................... 35
2.2.3 Combustionujeteouttes........................................................................... 38
2.3 Techniqueseesure .......................................................................................... 39
2.3.1 La élocimétrieaseroppler .......................................................................... 39
2.3.2 Mesureeiamètreesouttes ....................................................................... 40
2.3.3 Fluorescencenduiteparlaser 44
2.4 Conclusion............................................................................................................ 48
Chapitre3: Mesuredelatempératuredegouttesbicomposantpar
fluorescenceinduiteparlaser...........................................................................49
Nomenclature ....................................................................................................................... 50
3.1 Introductiontbibliographie................................................................................ 51
3.2 Modélisationuignale(luorescencemiseparunraceur(luorescent n
solutionansniquide........................................................................................................ 52
3.2.1 FluorescencenduiteparlaserMroisouleurs............................................