Thèse de Doha Kdouh

Soutenance de thèse de Doha Kdouh -  laboratoire PC2A

Résumé : 

Face aux défis environnementaux croissants et à l'épuisement des réserves de combustibles fossiles, la transition vers des solutions énergétiques durables est devenue plus qu'un objectif : elle constitue un impératif pour l'avenir de notre planète. La dépendance persistante aux combustibles fossiles a entraîné des défis environnementaux et de santé publique, stimulant la recherche d'alternatives plus propres et plus durables. Parmi celles-ci, les biocarburants sont apparus comme une solution prometteuse, notamment lorsqu'ils sont mélangés aux carburants diesel afin de réduire les émissions et l'impact environnemental. Toutefois, la recherche sur l'utilisation combinée de l'éthanol et de l'iso-butanol dans la combustion de carburants diesel reste limitée, en particulier dans les flammes laminaires prémélangées à pression atmosphérique. Pour combler cette lacune, cette étude explore les effets du mélange d'éthanol et d'iso-butanol avec un carburant de référence au toluène (TRF), un substitut composé de toluène, d'iso-octane et de n-heptane, qui reproduit fidèlement les caractéristiques physiques et chimiques du diesel.
L'étude examine huit mélanges de carburant distincts dans des conditions de flamme laminaire prémélangée à pression atmosphérique, en analysant le TRF à deux rapports d'équivalence (1,72 et 1,82), le TRF-E (TRF mélangé avec de l'éthanol) à quatre rapports d'équivalence (1,72, 1,82, 1,92 et 2,02) et le TRF-B (TRF mélangé avec de l'iso-butanol) à deux rapports d'équivalence (1,72 et 1,82). Lorsque des biocarburants sont introduits dans les mélanges de TRF, ils modifient de manière significative la chimie de la combustion, influençant la formation d'hydrocarbures oxygénés et non oxygénés, d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de suie. Cette étude adopte une approche complète de la caractérisation des polluants, en analysant systématiquement un large éventail de sous-produits de combustion, allant des petits hydrocarbures aux composés oxygénés plus lourds, en passant par les HAP et, finalement, la suie.
Pour obtenir une compréhension détaillée et quantitative de ces processus, plusieurs techniques sont employées : chromatographie en phase gazeuse (GC), fluorescence induite par laser pour la détection du NO (LIF-NO), incandescence induite par laser (LII) et mesures de température basées sur des thermocouples. Ces techniques permettent une exploration approfondie de l'influence des mélanges de biocarburants sur la chimie de la combustion et la formation de polluants. Les résultats de cette étude soulignent l'équilibre délicat entre la composition du carburant, l'efficacité de la combustion et le contrôle des émissions. Bien que les biocarburants présentent un grand potentiel pour la réduction des émissions polluantes, ils introduisent également de nouvelles voies chimiques influençant la formation des polluants. Notamment, l'ajout d'éthanol et d'iso-butanol aux mélanges de TRF demeure un domaine relativement peu exploré dans ces conditions spécifiques de flamme, rendant cette recherche particulièrement précieuse pour le développement de technologies de carburants plus propres.

Mots clés : combustion,Biocarburants oxygénés,flammes laminaires,HAPs,suie