Compréhension de la formation des suies : étude de la combustion de précurseurs des cycles aromatiques en flamme laminaire prémélangée, Comprehension of soot formation : study of the combustion of soot precursors in laminar premixed flat flames

Hadj Ali Gueniche

Description

Sous la direction de Frédérique Battin-Leclerc
Thèse soutenue le 08 juin 2007: INPL
Les suies et les hydrocarbures polyaromatiques, qui sont émis à l’échappement des moteurs Diesel, constituent une part importante de la pollution urbaine. Depuis plusieurs années, de nombreuses recherches ont permis de progresser dans le domaine de la cinétique de la combustion des hydrocarbures qui est maintenant relativement bien connue. Il reste néanmoins des zones d’ombre concernant la formation des composés aromatiques (benzène, toluène,…) et des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dont la formation provient d’espèces composées de deux à six atomes de carbone et qui mènent directement ou indirectement à la formation des suies.L’allène, le propyne, le butadiène et le cyclopentène sont des produits intermédiaires importants de la combustion dans les moteurs. Dans ce contexte, ce travail de thèse a permis de mieux comprendre les voies réactionnelles importantes dans la formation du benzène et du toluène. Le chapitre I de ce mémoire présente une revue bibliographique des travaux antérieurs sur l’oxydation du méthane, de l’allène, de propyne, de 1,3-butadiène et du cyclopentène. Le chapitre II présente une description détaillée du montage expérimental utilisé durant cette étude afin d’étudier la structure de la flamme laminaire de prémélange. Les chapitres III, IV et V présentent les résultats expérimentaux obtenus en flamme laminaire de prémélange, ainsi qu’une comparaison avec des simulations effectuées à l’aide de mécanismes réactionnels élaborés durant ce travail de thèse
-Flamme laminaire de prémélange
-Combustion
-Méthane
-Allène
-Propyne
-13- butadiène
-Cyclopentène
-Suies
Soots and polyaromatic hydrocarbons (PAH), which are present in the exhaust gas of diesel engines, represent a large part of the urban pollution. Many efforts have then been focused on reducing the emissions of these compounds. The formation of soot precursors and PAH in combustion involves small unsaturadted hydrocarbons the chemistry of which is still very uncertain. Allene, propyne, 1,3-butadiene and cyclopentene are intermediate products in the combustion in cars engines. This work has led to a better understanding of several important paths in the formation of benzene and toluene. The chapter I of this report presents a bibliographic review of former work on the oxidation of methane, allene, propyne, 1,3-butadiene and cyclopentene. Chapter II gives a detailed description of the experimental set up used during this work to study the structure of the premixed flat laminar flames. Chapters III, IV and V present our experimental results obtained in laminar premixed flat flames and also the comparison with simulations
-Premixed laminar flat flame
-Combustion
-Methane
-Allene
-Propyne
-13- butadiene
-Cyclopentene
-Soot
Source: http://www.theses.fr/2007INPL027N/document

Sujets

• Cyclopentène
• Propyne
• Allène
• Méthane
• Combustion

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 152
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

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INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE
Ecole doctorale RP2E
E.N.S.I.C. - NANCY

THESE
Présentée à l'I.NP.L.
pour l'obtention du grade de
DOCTEUR
Spécialité : Génie des Procédés
présentée par
Hadj Ali GUENICHE

Département de Chimie Physique des Réactions UMR 7630
Sujet :

COMPREHENSION DE LA FORMATION DES SUIES
ÉTUDE DE LA COMBUSTION DE PRECURSEURS
DES CYCLES AROMATIQUES EN FLAMME
LAMINAIRE PREMELANGEE

Soutenue publiquement le 08 Juin 2007 devant la Commission d'Examen composée de :

Rapporteurs :
M. J. VANDOOREN Professeur à l’Université Catholique de Louvain, Belgique
M. J.F. PAUWELS Professeur à l’Université des sciences et Technologies de Lille

Examinateurs :
M. M. MOLIERE Docteur Ingénieur General Electric,France
Mme F. BATTIN-LECLERC Directrice de Recherche CNRS-INPL, Nancy
M. R. FOURNET Professeur ENSIC-INPL, Nancy
M. P.A. GLAUDE Chargé de Recherche CNRS-INPL, Nancy

Invité :
M. B. EPPLE Professeur à TUD, Allemagne
A mon père,
A ma mère,
A mes deux sœurs,
A mon frère,









































A Catherine
Remerciements

Je tiens à exprimer ma reconnaissance à Madame Marie Laure Viriot, Messieurs
Gérard Scacchi et Gabriel Wild et pour m’avoir accueilli au sein du DCPR et ainsi m’avoir
permis de réaliser une thèse dans d’excellentes conditions de travail lors de leurs successions
autant que directeurs de laboratoire.

Je remercie Madame Frédérique Battin-Leclerc, directrice de recherche au CNRS,
qui a dirigé brillamment cette thèse, pour ses conseils avisés, pour la confiance accordée, sa
gentillesse et pour son implication dans mes projets d’avenir. Pierre Alexandre Glaude,
Chargé de recherche au CNRS, pour sa disponibilité tout au long de cette thèse, pour m’avoir
fait partager son expérience, pour son implication et pour le grand plaisir de travailler avec
lui. René Fournet, professeur ENSIC, pour sa contribution et pour l’aide précieuse qu’il a su
me donner tout au long de cette thèse.

Mes sincères remerciements vont également à tous les membres du jury pour avoir
apporté un grand intérêt à cette étude. Merci Monsieur Jean François Pauwels, Professeur,
d’avoir d’avoir présidé ce jury et jugé cette thèse, a Monsieur Jacques Vandooren,
professeur, d’avoir examiné cette thèse, et Monsieur Michel Molière, Docteur-Ingénieur,
pour sa participation au jury de thèse.

Je remercie toutes les personnes avec qui j’ai partagé des moments de sympathie que
ce soit dans le travail ou en pause détente. Emir, pour son amitié et son dévouement, je te
souhaite bonne chance pour ta fin de thèse et une brillante carrière.

Fred, le docteur chanteur musicien avec qui j’ai eu de bons fous rires et avec lequel je
conserve une très belle amitié… sans oublier Fanny qui se trouve actuellement à Tokyo petite
bretonne au pays du soleil levant je pense à toi!

Nadia, Hayet et Joffrey Je vous remercie pour toutes vos attentions qui ont porté leurs
fruits…je vous souhaite beaucoup de bonheur et plein de réussite... Sylvain good luck in Paris la petite famille s’agrandit pleins de bonnes choses à vous
quatre. Mathieu longue et brillante carrière chez Shell au pays des moulins j’espère te croiser
lors de nos périples.

Denise et Nathalie pour vos gentillesses et un petit clin d’œil à Céline pour sa bonne
humeur.

Un grand merci à Valérie Warth pour son aide et sa sympathie, Pierre Pommier,
Christian Receveur et Alain Paternotte qui ont contribué d’une manière considérable à la
réussite de la partie expérimentale de cette thèse.

Bien sûr ces remerciements vont à toutes les personnes présentes ce 08 juin 2007 et en
particulier ; Nicolas, Baptiste,…

Je voudrais remercier tout particulièrement Catherine, qui m’a continuellement
encouragé, soutenue, aidé et a toujours été présente en toutes circonstances, alors un très
grand merci à toi !

Une dédicace spéciale est destinée à mes proches amis qui m’ont soutenu de manière
inconditionnelle et m’on suivi tout au long de cette aventure ; Allaoui, Sid Ahmed, Kameni,
Toufik, Meriéme, Djamel, Khiredine,…

Enfin, je remercie toute ma famille ; Maman, Papa, pour leurs encouragements
dévouement et toutes leurs prières qui ont été exhaussées. Malgré la distance géographique
j’ai ressenti votre chaleur et votre amour à chaque instant.

Sans oublier Said, Hadjira et Djamila pour leurs gestes fraternels sans lesquels ce
manuscrit n’aurait pu voir le jour. Enfin une pensée va à ma défunte grande mère et Mon feu
oncle car je suis sûr qu’ils auraient dû être heureux pour ma réussite. Cette thèse leur est
dédiée.



Mehdi








SOMMAIRE

Sommaire général

Introduction……………………………………………………..…3

Chapitre I :
Etude bibliographique………………………………………….11

Chapitre II :
Dispositif expérimental……………………………………........57

Chapitre III :
Etude expérimentale et modélisation de l’oxydation du
méthane, de l’allène et du propyne en flamme laminaire
de prémelange…………………………………………………...81

Chapitre IV : ation de l’oxydation du
1,3-butadiène en flamme laminaire de prémelange………….117

Chapitre V :
Etude expérimentale et modélis
cyclopentène en flamme laminaire de prémelange…….….…155


Conclusion et perspectives..……………………………….......191

Annexe I………………………………………………………...191

Annexe II……………………………………………………….207
……………………………………….211





I