Thèse de Linh Dan Ngo

Amphithéâtre Pierre Glorieux - CERLA                                  SOUTENANCE DE THÈSE de Linh Dan Ngo - laboratoire  PC2A-Phlam Caractérisation des particules de suie et de leurs précurseurs produits lors de la combustion de carburants fossiles et alternatifs: une étude par diagnostics lasers et par spectrométrie de masse Résumé : L'intérêt pour les biocarburants s’est considérablement accru ces dernières années car ceux-ci pourraient permettre de diminuer la dépendance aux combustibles fossiles et contribuer à une croissance neutre en carbone. L’influence de l’utilisation de biocarburants sur les émissions de polluants (CO, CO2, NOx, HC, etc.) a fait l’objet de nombreux travaux, cependant les effets de la nature de ces carburants alternatifs sur les propriétés physico-chimiques des particules et des espèces aromatiques produites sont encore peu étudiés. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous visons à étudier les émissions de particules de suie et d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) lors de la combustion de biocarburants pertinents pour les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique, tout en essayant de mettre en lumière leurs liens lors du mécanisme de formation. Pour atteindre cet objectif, deux réacteurs de laboratoire, un bruleur turbulent swirlé et un Combustion Aerosol STandard (CAST), ont été utilisés comme générateurs de suie. De plus, nous avons combiné différentes techniques laser complémentaires in situ, les incandescence et fluorescence induites par laser (LII / LIF), et ex situ, les spectrométries de masse après désorption et ionisation laser (L2MS) et des ions secondaires (SIMS). Dans une flamme turbulente swirlée pour cinq carburants (Diesel, n-butanol, mélange 50/50 Diesel/n-butanol, Jet A1 et Synthetic Paraffinic Kerosene SPK), les profils et les propriétés LII et LIF des particules de suie et de leurs précurseurs en fonction de la hauteur dans la flamme ainsi que leur composition chimique ont été étudiés. De fortes corrélations entre les résultats obtenus avec les techniques in situ et ex situ ont été mises en évidence permettant de caractériser spectralement et chimiquement ces espèces. En outre, une nouvelle méthode d'étalonnage a été développée pour déduire directement la fraction volumique de suie à partir du signal LII en utilisant la luminance énergétique absolue émise par une source ayant un rayonnement de corps noir. En parallèle, les expériences utilisant le dispositif CAST ont été menées avec les carburants aéronautiques (Jet A1 et SPK). Outre l'influence du carburant de substitution, les effets d’un stripper catalytique (SC) sur les particules de suie et les espèces volatiles ont été examinés. Mots-clés: Combustion, biocarburants, particules de suie, diagnostics laser, incandescence induite par laser, fluorescence induite par laser, fraction volumique de suie, spectrométrie de masse, analyse en composantes principales.