Dissertations / Theses on the topic 'Moteurs diesel – Gaz d'échappement – Environnement'
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Halfaya, Yacine. "Optimisation, fabrication et caractérisation d’un capteur de gaz à base d’hétérostructure AlGaN/GaN HEMT pour des applications automobiles." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0312.
Abstract:
Le travail de la thèse s’articule sur le développement d’un nouveau type de capteurs de gaz à base des matériaux semi-conducteurs III-Nitrure (Les nitrures de gallium). Ces matériaux présentent de nombreux avantages qui pourraient être utilisées pour concevoir des capteurs NOx sensibles et sélectifs pour le contrôle des pollutions émises par la ligne d’échappement Diesel. Afin de limiter et déduire les gaz polluants émis par les moteurs à explosion en générale et les moteurs Diesel en particuliers (NO, NO2, NH3, CO, …), différentes normes européennes ont été établies. Pour respecter ces normes, plusieurs modifications sur les moteurs et les lignes d’échappement des véhicules ont été effectuées (filtres à particules, catalyseurs, capteurs NOx, …). Les capteurs NOx utilisés actuellement sont à base d’électrolyte solide. Ils sont basés dans leur fonctionnement sur la mesure de la concentration d’oxygène présente dans le gaz d’échappement qui permet de son tour l’estimation de la concentration totale des gaz NOx (mesure indirecte). Ces capteurs ne détectent pas le NH3 à la sortie de la ligne d’échappement, et ne donnent pas une information précise sur le rapport entre NO et NO2 (manque de sélectivité) qui est un facteur important pour le bon fonctionnement de catalyseur sélectif SCR (amélioration de rendement) ; d’où la nécessité d’un capteur de gaz plus performant et en particulier sélectif afin d’améliorer les systèmes de contrôle, de post-traitement et de diagnostic. Notre approche consiste à utiliser un transistor HEMT (High Electron Mobility Transistor) à gaz bidimensionnel d’électrons à base de nitrure de Gallium avec l’association d’une couche fonctionnelle à la place de la grille. L’interaction des molécules de gaz avec cette couche fonctionnelle donne une signature (variation de signal de sortie) spécifique pour chaque type de gaz qui aide à l’amélioration de la sélectivité. Le projet contient deux parties : l’optimisation de la structure choisie et l’optimisation de la couche fonctionnelle afin d’obtenir une détection sélective entre les différents gaz polluants. Cette technologie est intéressante pour développer des capteurs de gaz grâce aux possibilités de détecter des faibles variations de tensions et aux possibilités de fonctionnement dans des environnements sévères. La thèse de doctorat s’inscrit dans le cadre de l’OpenLab materials and processes en collaboration entre le laboratoire Georgia-Tech lorraine et l’entreprise Peugeot-Citroën PSAThe work of the thesis focuses on the development of a new type of gas sensors based III-Nitride semiconductor materials (gallium nitrides). These materials have many advantages that could be used to develop sensitive and selective NOx sensors for the control of pollution emitted by diesel exhaust line. To limit the polluting gases emitted by internal combustion engines in general and diesel in particular (NO, NO2, NH3, CO, ...), different European standards have been established. To meet these standards, anti-pollution systems (consisting of particle filters, catalysts, NOx sensors, ... etc) are used. NOx sensors currently used in automobiles are based on a solid electrolyte. Their operation is based on the measurement of the oxygen concentration. This enables an estimate of the total concentration of NOx gas (indirect measurement) after filtering NOx from O2 and decomposing NOx into O2. These sensors do not detect NH3 at the outlet of the exhaust line, and do not give accurate information on the relationship between NO and NO2 (lack of selectivity) which is important factor for an optimal functioning of selective catalyst (SCR performance improvement). Hence there exists a need for a more efficient and selective in particular gas sensor to improve the control systems, post-treatment and diagnosis. Our approach is to use a HEMT (High Electron Mobility Transistor) transistor based on gallium nitride with a combination of a functional layer instead of the gate. The interaction of the gas molecules with the functional layer gives a signature (output signal variation) specific for each type of gas that helps to improve the selectivity. The project contains two parts: the optimization of the chosen structure and the optimization of the functional layer in order to achieve selective detection between various gaseous pollutants. This technology is interesting for development of gas sensors through the possibility of detection low voltage variations and the possibility of operating in harsh environments. The thesis is part of OpenLab "Materials and Processes" in a collaboration between Georgia Tech-CNRS laboratory and the PSA Peugeot-Citroen Group
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Halfaya, Yacine. "Optimisation, fabrication et caractérisation d’un capteur de gaz à base d’hétérostructure AlGaN/GaN HEMT pour des applications automobiles." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0312.
Abstract:
Le travail de la thèse s’articule sur le développement d’un nouveau type de capteurs de gaz à base des matériaux semi-conducteurs III-Nitrure (Les nitrures de gallium). Ces matériaux présentent de nombreux avantages qui pourraient être utilisées pour concevoir des capteurs NOx sensibles et sélectifs pour le contrôle des pollutions émises par la ligne d’échappement Diesel. Afin de limiter et déduire les gaz polluants émis par les moteurs à explosion en générale et les moteurs Diesel en particuliers (NO, NO2, NH3, CO, …), différentes normes européennes ont été établies. Pour respecter ces normes, plusieurs modifications sur les moteurs et les lignes d’échappement des véhicules ont été effectuées (filtres à particules, catalyseurs, capteurs NOx, …). Les capteurs NOx utilisés actuellement sont à base d’électrolyte solide. Ils sont basés dans leur fonctionnement sur la mesure de la concentration d’oxygène présente dans le gaz d’échappement qui permet de son tour l’estimation de la concentration totale des gaz NOx (mesure indirecte). Ces capteurs ne détectent pas le NH3 à la sortie de la ligne d’échappement, et ne donnent pas une information précise sur le rapport entre NO et NO2 (manque de sélectivité) qui est un facteur important pour le bon fonctionnement de catalyseur sélectif SCR (amélioration de rendement) ; d’où la nécessité d’un capteur de gaz plus performant et en particulier sélectif afin d’améliorer les systèmes de contrôle, de post-traitement et de diagnostic. Notre approche consiste à utiliser un transistor HEMT (High Electron Mobility Transistor) à gaz bidimensionnel d’électrons à base de nitrure de Gallium avec l’association d’une couche fonctionnelle à la place de la grille. L’interaction des molécules de gaz avec cette couche fonctionnelle donne une signature (variation de signal de sortie) spécifique pour chaque type de gaz qui aide à l’amélioration de la sélectivité. Le projet contient deux parties : l’optimisation de la structure choisie et l’optimisation de la couche fonctionnelle afin d’obtenir une détection sélective entre les différents gaz polluants. Cette technologie est intéressante pour développer des capteurs de gaz grâce aux possibilités de détecter des faibles variations de tensions et aux possibilités de fonctionnement dans des environnements sévères. La thèse de doctorat s’inscrit dans le cadre de l’OpenLab materials and processes en collaboration entre le laboratoire Georgia-Tech lorraine et l’entreprise Peugeot-Citroën PSAThe work of the thesis focuses on the development of a new type of gas sensors based III-Nitride semiconductor materials (gallium nitrides). These materials have many advantages that could be used to develop sensitive and selective NOx sensors for the control of pollution emitted by diesel exhaust line. To limit the polluting gases emitted by internal combustion engines in general and diesel in particular (NO, NO2, NH3, CO, ...), different European standards have been established. To meet these standards, anti-pollution systems (consisting of particle filters, catalysts, NOx sensors, ... etc) are used. NOx sensors currently used in automobiles are based on a solid electrolyte. Their operation is based on the measurement of the oxygen concentration. This enables an estimate of the total concentration of NOx gas (indirect measurement) after filtering NOx from O2 and decomposing NOx into O2. These sensors do not detect NH3 at the outlet of the exhaust line, and do not give accurate information on the relationship between NO and NO2 (lack of selectivity) which is important factor for an optimal functioning of selective catalyst (SCR performance improvement). Hence there exists a need for a more efficient and selective in particular gas sensor to improve the control systems, post-treatment and diagnosis. Our approach is to use a HEMT (High Electron Mobility Transistor) transistor based on gallium nitride with a combination of a functional layer instead of the gate. The interaction of the gas molecules with the functional layer gives a signature (output signal variation) specific for each type of gas that helps to improve the selectivity. The project contains two parts: the optimization of the chosen structure and the optimization of the functional layer in order to achieve selective detection between various gaseous pollutants. This technology is interesting for development of gas sensors through the possibility of detection low voltage variations and the possibility of operating in harsh environments. The thesis is part of OpenLab "Materials and Processes" in a collaboration between Georgia Tech-CNRS laboratory and the PSA Peugeot-Citroen Group
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Maiboom, Alain. "Etude expérimentale et modélisation phénoménologique de l'influence des caractéristiques thermodynamiques et de la composition des gaz d'admission sur la combustion et les émissions d'un moteur diesel automobile." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2142.
Abstract:
La réduction à la source des émissions polluantes (principalement NOx et particules) est un objectif primordial lors de la conception et de l’optimisation des moteurs Diesel de propulsion automobile. Dans ce cadre, le travail présenté dans ce mémoire vise à mieux comprendre l’influence des caractéristiques thermodynamiques et de la composition des gaz d’admission (via la recirculation de gaz d’échappement) sur la combustion et les émissions d’un moteur Diesel. L’étude bibliographique fournit une synthèse des principales connaissances à ce jour sur le déroulement de la combustion Diesel à injection directe et sur la formation des émissions polluantes, et permet d’identifier des modèles de jet et de combustion. Une étude expérimentale locale menée sur un moteur Diesel mono cylindre à accès optique apporte certaines informations nouvelles sur le déroulement de la combustion à faible charge, en milieu dilué et non dilué, pour des combustions avec et sans pré injection, et permet de tester et d’adapter certains des modèles relatifs à la description du jet de carburant. Ces derniers sont alors utilisés pour développer un modèle de combustion phénoménologique multi zones original, basé sur la description de Dec et al. , permettant notamment d’évaluer les évolutions des températures de flamme et de cœur de jet, de la longueur d’accroche de flamme et la richesse correspondante. Une large campagne expérimentale est ensuite menée sur un moteur 2 litres de série modifié, avec deux configurations de recirculation de gaz d’échappement (EGR) : haute pression (HP) et basse pression (BP), et dont les résultats sont analysés pour partie à l’aide du modèle de combustion. Les caractéristiques thermodynamiques et la composition des gaz d’admission sont modifiées de façon séparée afin d'isoler l'influence de ces différents paramètres sur les émissions et le déroulement de la combustion (dégagement de chaleur instantané), en particulier lors de l’utilisation de forts taux de recirculation de gaz d’échappement ; différents points de fonctionnement sont étudiés. Les évolutions des émissions de NOx et de particules sont le résultat de processus complexes et de phénomènes antagonistes ; dans la plupart des cas, des explications sont proposées. Finalement, des régimes de combustion à très faibles émissions de NOx et de particules sont décrits et analysés, et des voies de réduction des émissions de NOx en maintenant constant le niveau d’émissions de particules et la consommation spécifique sont proposées, en particulier à l’aide de la boucle EGR BPIn-cylinder pollutant emissions reduction (NOx and particulate matter (PM) principally) is a major challenge during automotive Diesel engine design. The objective of this work is to characterize inlet gas thermodynamic properties and composition (exhaust gas recirculation) on combustion and pollutant emissions of a Diesel engine. The bibliographic survey gives principal phenomena occurring during direct injection Diesel combustion and pollutant formation, and identifies some models for fuel jet description and combustion. A local experimental study on an optically accessible one cylinder Diesel engine gives some new informations on combustion at low load conditions, for non diluted and diluted conditions, with and without pilot injection, and allow to test and adapt some fuel jet models. These latter are utilized to develop an original multi zone phenomenological combustion model, based on Dec’s description, allowing the evaluation of core spray and flame temperature, as well as lift-off length and corresponding fuel/air ratio. A wide range experimental study is then undertaken on a 2 litre standard Diesel engine, with two exhaust gas recirculation (EGR) loops: a high pressure (HP) one and a low pressure one (LP). The results are analysed with the combustion model. Inlet gas thermodynamic properties and composition are modified separately to isolate the influence of these parameters on combustion (rate of heat release), in particular when utilizing high EGR rates. Various operating points are studied. NOx and PM emissions are the result of complex and sometimes opposite phenomena; explanations are proposed in most cases. Finally, low-NOx / low-PM emissions combustion regimes are described and analysed, and in-cylinder strategies for reducing NOx emissions while maintaining specific fuel consumption and PM emission level are proposed, in particular owing to LP EGR loop
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Molle, Romain. "Exposition des voyageurs aux polluants de l’air dans les autobus : caractérisation des sources et des transferts." Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1127.
Abstract:
Ce travail permet d'approfondir les connaissances sur l'exposition des voyageurs aux polluants de l'air dans les autobus via des mesures représentatives en fonction du matériel roulant (Agora Long, Agora Standard), le taux de renouvellement de l'air, de la qualité de l'air extérieur et des paramètres du trafic routier. Les expériences ont été réalisées en étudiant la répartition des polluants dans l'habitacle, un sujet peu abordé jusqu'à présent dans la littérature. Sont quantifiées certaines sources de pollution comme le relargage des nouveaux matériaux et le transfert des effluents du bus vers sa cabine (auto-pollution). Dans le cadre de cette démarche, une campagne inédite a été créée pour quantifier l'auto-pollution minimum et maximum pour ces deux types de bus. Dans des conditions réelles de circulation, les concentrations en polluants (NO2, PM2.5, concentration en nombre des particules entre 0,02-1µm) ont été plus élevées dans les habitacles des bus par rapport au fond urbain. De plus il a été constaté des concentrations en NO2 plus faibles à l'avant par rapport à l'arrière du bus, position du pot d'échappement et du moteur. Cette surexposition a été expliquée par une auto-pollution plus importante à l'arrière par rapport à l'avant (0,13% contre 0,05% dans des conditions défavorables). Enfin l'influence du relargage des matériaux, du trafic routier, des ouvertures des portes, de la vitesse du vent sur les concentrations des polluants dans les habitacles des bus a été démontréeThis study can increase knowledge about the travelers' exposure to air pollution inside buses through measures based representative of rolling stock (Agora Long, Agora Standard), the air change rate, air outdoor quality and traffic parameters. The experiments were performed by studying the distribution of pollutants in the cabin, a subject little discussed in the literature. Some sources of pollution such as the material emissions and the transfer of bus exhaust in the cabin are quantified (self-pollution). As part of this approach, an unprecedented campaign was conducted to quantify the maximum and minimum self-pollution for both types of bus. In real traffic conditions, the pollutant concentrations (NO2, PM2.5, particle number concentration between 0.02-1µm) are higher in the instrumented buses compared to outdoors. Moreover the lowest concentrations of NO2 have been measured in the front of the cabin compared to the rear, the localization of exhaust pipe and the engine. This overexposure was explained by a self-pollution higher in the rear of the cabin compared to the front (0.13% against 0.05% in adverse conditions). Finally the influence of the material emissions, traffic, door openings, the wind speed on the pollutant concentrations inside buses have been demonstrated
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Dovifaaz, Xavier. "Modélisation et commande d'un moteur Diesel en vue de la réduction de ses émissions." Amiens, 2001. http://www.theses.fr/2001AMIE0003.
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Marcuccilli, Frédéric. "Etude expérimentale et théorique de la structure et de la réactivité de suies issues de moteur Diesel." Mulhouse, 1993. http://www.theses.fr/1993MULH0290.
Abstract:
La principale source de pollution d'un véhicule diesel est l'émission de petites particules riches en carbone : les suies. Ces particules, nocives pour la santé et l'environnement, doivent être éliminées. Une technique envisageable consiste à placer un filtre à paroi poreuse dans l'échappement et à brûler les suies ainsi piégées. Le but de la thèse est d'évaluer les cinétiques de combustion des suies diesel dans le domaine de température 500-800c représentatif des conditions réelles de régénération d'un filtre à particules. La structure et la composition des suies ont été étudiées par différentes techniques analytiques. Les expériences d'oxydation des suies ont été réalisées par analyse thermogravimétrique. Les émissions d'oxyde de carbone pendant la combustion ont également été mesurées. Les vitesses d'oxydation se sont avérées être limitées par les transferts de masse dans le lit des suies. La compétition entre la diffusion de l'oxygène et sa réaction a été modélisée. Des constantes de vitesses d'oxydation des suies se rapprochant des constantes intrinsèques ont ainsi été déterminées. Les résultats ont été validés par comparaison avec des constantes de vitesses obtenues sur un autre dispositif expérimental : un réacteur vertical à lit fixe où les limitations dues au transfert de masse sont négligeables. La loi cinétique ainsi déterminée a été utilisée pour le calcul théorique des concentrations en oxygène et oxydes de carbones dans un empilement de suies piégées dans un filtre à particules. Enfin, un mécanisme simple d'adsorption-désorption décrivant l'oxydation du carbone a été appliqué aux suies diesel
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Boehm, Serge. "Formation et oxydation de suies : influence de dérivés métalliques." Mulhouse, 1994. http://www.theses.fr/1994MULH0312.
Abstract:
L'une des méthodes permettant de limiter les émissions de suies des moteurs Diesel consiste à les collecter dans un filtre. Pour en éviter le colmatage, le filtre est porté périodiquement à une température suffisante pour oxyder les suies. La température et la composition des gaz d'échappement ne permettent pas d'atteindre les conditions d'auto-inflammation des suies. L'ajout de catalyseur permet d'envisager un abaissement de cette température. Dans le présent travail, les suies étudiées sont produites par décomposition thermique, pyrolytique ou oxydative, à 1200°C d'un flux de mélange d'hydrocarbures simulant les carburants Diesel. Des suies sont produites en absence et en présence d'un catalyseur à base de cérium. La présence de catalyseur n'affecte pas de manière significative le rendement en suies. Le catalyseur injecté se retrouve presque intégralement dans les suies. Une partie du catalyseur apparaît sous la forme de cristallites d'oxyde de cérium (CeO2) disposés sensiblement au centre des particules. L'autre partie, n'est observable ni en microscopie électronique ni en diffraction des rayons X. Elle se trouve à l'état dispersé au sein et en surface des particules. L'oxydation des suies par l'oxygène de l'air a été étudiée par analyse thermogravimétrique soit en montée linéaire de température à 2 K/min soit en palier isotherme. Au cours de la montée en température survient une accélération de la réaction pouvant conduire à une auto-inflammation. La température d'accélération est obtenue par extrapolation à usure nulle de la partie linéaire de la courbe. Cette température est fortement affectée par la teneur en cérium de la suie. Les courbes d'usure obtenues au cours des oxydations isothermes font apparaître trois processus d'oxydation : 1) à température inférieure ou égale à 450°C, la suie additivée s'oxyde en régime chimique. L'énergie d'activation apparente du processus est de 120 kJ/mol. ; 2) à température supérieure à 450°C, un phénomène d'auto - accélération survient et la vitesse de réaction devient indépendante de la température (la réaction est contrôlée par les processus de diffusion et l'énergie d'activation est proche de zéro). Les températures d'auto - accélération des suies sont voisines de celles calculées par la théorie de Semenov étendue à un système biphasique; 3) à température supérieure à 450°C, lorsque l'usure est importante (60% a 465°C, 75% à 525°C) le régime cinétique est à nouveau contrôlé par la chimie du système et l'énergie d'activation apparente redevient égale à 120 kJ/mol
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Collura, Salvatore. "Réactivité des suies diesel en atmosphères oxydantes." Metz, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2004/Collura.Salvatore.SMZ0410.pdf.
Abstract:
L'objectif principal de cette thèse était d'étudier la réactivité des suies d'échappement d'un véhicule diesel sous atmosphère oxydante. Les suies diesel présentées ici proviennent de deux lots obtenus sur un même banc moteur. Cette étude s'inscrit dans un projet intitulé " modélisation d'un filtre à particule catalysé " pour lequel plusieurs laboratoires (LTAC Metz, LRS Paris VI et LCA Saint-Avold) associés à Renault SA ont collaboré. Tout d'abord les échantillons de suies ont été caractérisés par diverses techniques analytiques. C'est ainsi que nous avons pu déterminer les caractéristiques structurales et chimiques des suies ainsi que leur comportement thermique. Nous avons aussi mis en évidence l'existence d'interactions entre les suies et les composés adsorbés à leur surface lors de traitement thermique en atmosphère inerte (formation d'une couche carbonée microporeuse). Concernant la réactivité des suies non catalysée sous air, les paramètres cinétiques ont été déterminés grâce à des analyses thermogravimétriques. Quel que soit l'échantillon de suie utilisé, les valeurs obtenues pour la combustion de la matrice carbonée des suies sont proches (Ea = 140-170 kJ. Mol-1, n ~ 0,25, nO2 ~ 0,72). Ni la quantité de fraction organique soluble (FOS), volatile (FOV), ni les inclusions minérales et le traitement thermique ne semblent avoir d'influence sur les paramètres cinétiques de la combustion des suies. L'effet d'un catalyseur de type Pt/ZrO2-CeO2 sur l'oxydation des suies sous air et sous un mélange contenant 10 % d'oxygène et 700 ppm de NO2 dans l'argon a été étudié en thermobalance. En présence de catalyseur, l'énergie d'activation diminue et l'ordre de la réaction par rapport à la masse de suie augmente. Il y a un changement de mécanisme de réaction. Dans le cas de la réaction sous air, il semble que le contact entre les suies et le catalyseur soit nécessaire alors qu'en présence de NO2 le catalyseur est actif même sans contact. Enfin, la formation d'intermédiaires réactionnels (R-NOx) créés lors de la réaction des suies et du NO2 a été mise en évidence par thermogravimétrie. La nature de ces composés a été déterminée par spectroscopie infrarouge en réflexion diffuse en accord avec les résultats de la littérature. Des mécanismes possibles de formation et de décomposition de ces espèces ont été proposés grâce à l'analyse des gaz émis lors de la réaction suies-NO2 et la thermodésorption des R-NOx et R-Ox formésThe main objective of this thesis was to study the reactivity of diesel exhaust soot under oxidizing conditions. The two studied diesel soot are collected from the same motor bench. This survey appears in a project titled "modelling of a catalysed diesel particulate filter" in which several laboratories (LTAC Metz, LRS Paris VI and LCA Saint-Avold) had collaborated with an industrial partner (Renault SA). Firstly, the soot samples have been characterized by various analytic techniques in order to determine their structural and chemical characteristics as well as their thermal behaviour. We also put in evidence the existence of an interaction between soot and adsorbed compounds during thermal treatment in inert atmosphere (formation of a microporous carbonaceous layer). Concerning the reactivity of non catalysed soot under air, the kinetic parameters have been determined thanks to thermogravimetric analyses. The values obtained for the combustion of the carbonaceous matrix are near for all soot samples (Ea = 140-170 kJ. Mol-1, n ~ 0. 25, nO2 ~ 0. 72). Nor the quantity of soluble organic fraction (SOF), volatile organic fraction (VOF), the mineral inclusions and the thermal treatment seems to influence the combustion process. The effect of a Pt/ZrO2-CeO2 catalyst on the oxidization of soot under air and under a mixture containing 10 % of oxygen and 700 ppm of NO2/Ar has been studied by thermogravimetry. For the catalysed reaction, the activation energy decreases and the order of the reaction of soot (n) increases. There is a change of reaction mechanism. In the case of the reaction under air, it seems that contact between soot and catalyst is necessary whereas in presence of NO2 the catalyst is active even without contact. Finally, the formation of the reaction intermediates (R-NOx) created during the reaction of soot with NO2 has been put forward by thermogravimetry. The nature of these compounds has been determined by infrared spectrometry in agreement with the literature results. Some possible formation and decomposition mechanisms of these species have been proposed thanks to the analysis of gases obtained during soot-NO2 reaction and the thermodesorption of the R-NOx and ROx formed
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Achour, Louiza. "Dynamique et contrôle de la régénération d'un filtre à particules diesel." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1004.
Abstract:
Les particules diesel indesirables a l'echappement des moteurs diesel peuvent etre eliminees par l'utilisation de filtres a particules diesel places dans la ligne d'echappement. Ils permettent, lors de la phase de chargement, de collecter les particules diesel par passage des gaz a travers une paroi poreuse. Puis, lors de la phase de regeneration, les suies retenues sont eliminees par combustion. Le pilotage d'un tel systeme necessite une surveillance permanente de l'etat du filtre et du fonctionnement moteur ainsi que le deploiement de strategie de controle par le biais de la modelisation. Ainsi, l'objectif de la these est de developper un modele de regeneration de filtre a particules, possedant a la fois un degre d'acuite suffisant pour decrire les phenomenes physico-chimiques et une certaine simplicite pour elaborer et tester des lois de commande. Le but poursuivi est la modelisation et le controle des transitoires thermiques en mode de regeneration. En effet, des temperatures trop fortes en cours de regeneration peuvent endommager voire casser le filtre. Nous montrons ici comment limiter les pics de temperature en jouant sur le flux partiel d'oxygene en entree du filtre. Pour cela, nous proposons plusieurs modeles dynamiques originaux (0d et 2d). Ils permettent, a partir des caracteristiques des gaz d'echappement et du niveau de chargement de predire l'evolution thermique du filtre durant la regeneration. Ces modeles sont valides experimentalement a partir d'essais sur banc moteur realises en boucle ouverte (bo) et en boucle fermee (bf) pour verifier et valider l'efficacite de notre loi de commande de type proportionnelle avec saturation. Ensuite, une analyse theorique s'appuyant sur les methodes developpees en dynamique et controle des systemes prouve la robustesse de la loi de commande. En particulier, nous montrons qu'il est impossible d'avoir des phenomenes oscillants (absence d'orbites periodiques en bf).
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Bonnet, Patrick. "Contribution a la conception d'un systeme de mesure de gaz d'echappement d'un moteur diesel." Amiens, 1998. http://www.theses.fr/1998AMIE0102.
Abstract:
La reduction de la pollution et de la consommation des moteurs diesel fait actuellement l'objet de travaux importants en raison, en particulier, de la prise de conscience recente des nuisances que ce mode de propulsion entraine pour l'homme. La plupart de ces travaux montrent qu'il serait interessant de suivre en temps reel l'evolution de la composition de l'effluent diesel. Cette these a pour objet d'etudier un systeme de mesures pouvant convenir a ce type d'application. Apres une description du fonctionnement du moteur diesel, puis un passage en revue des capteurs susceptibles de convenir au suivi de la composition des gaz d'echappement, le principe de detection du capteur retenu est expose : il s'agit d'un capteur catalytique a microfilament de platine auquel on a ajoute une detection ionique. On presente ensuite le prototype de capteur mis au point ainsi que les bancs de mesures realises pour tester ce capteur. Les resultats obtenus lors des tests effectues sur une cinquantaine de molecules en phase gazeuse ont permis de caracteriser son fonctionnement. L'etude du comportement du capteur en presence de differents types de fumees et plus particulierement d'effluent diesel a permis de mettre en evidence que la reponse du capteur est surtout liee aux particules. Le probleme de l'integration du capteur dans le moteur est finalement aborde.
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Shah, Samiur Rahman. "Etude expérimentale et thermodynamique de l'injection d'eau à l'admission d'un moteur diesel automobile pour la réduction à la source des émissions polluantes." Ecole centrale de Nantes, 2011. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01207643.
Abstract:
La réduction des émissions polluantes des moteurs Diesel automobile est devenue un enjeu majeur ces dernières années. Le post-traitement des NOx restant complexe et onéreux, la réduction à la source est intéressante. Pour ce faire, il existe certaines techniques classiques comme la recirculation des gaz d’échappement refroidis (EGR). L’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de l’injection d’eau à l’admission du moteur, qui est utilisée sur certain moteurs Diesel industriels. Une étude bibliographique est tout d’abord menée. Après avoir brièvement rappelé l’état de l’art sur la compréhension de la combustion Diesel et des émissions polluantes qui s’y rattachent, une analyse détaillée des travaux précédents est présentée. Les différentes techniques d’injection d’eau sont décrites et comparées, notamment du point de vue de leurs effets sur la combustion et les émissions polluantes. Le dispositif expérimental est ensuite présenté, en particulier le moteur utilisé, le système d’injection d’eau mis en place avec les différentes étapes de son développement et principaux systèmes de mesure et d’acquisition. Les équations de thermodynamique régissant le mélange de l’eau liquide avec l’air d’admission puis son éventuelle évaporation sont également établies. Elles sont alors utilisées pour évaluer en fonction des paramètres d’influence, les quantités d’eau évaporées dans le circuit d’admission du moteur et, le cas échéant, dans le cylindre, lors des phases d’admission et de compression, en particulier dans les configurations testées expérimentalement. Finalement les résultats expérimentaux obtenus au banc d’essais moteur avec l’injection d’eau sont exposés. L’influence de l’eau et ces différents effets sur la combustion et sur les émissions polluantes sont analysés et comparés à ceux de l’EGRThe pollutant emission reduction of automotive Diesel engine has become a difficult challenge during the last decade. NOx after-treatment is still complex and expensive, thus in cylinder reduction remains of interest. For that purpose, there are some well established technologies, such as exhaust gas recirculation (EGR). The aim of this study is to evaluate water injection at the engine intake, which is already in use on some industrial engines. First a bibliographic survey is presented. State of the art Diesel combustion and corresponding pollutant emissions descriptions and analyses are summarized. Previous studies on water injection are then detailed: the various techniques of water injection are described and compared, in particular, their effects on combustion and emissions. The experimental setup is then presented. This includes the engine itself as well as the water injection system with a short history of its development to its present, stable, form. Measurement methods are also explained and detailed. Following that, thermodynamic relations are developed to describe liquid water mixing with the intake air and its evaporation. They are used to evaluate the quantities of vaporised water in the intake track and eventually inside the cylinder, during intake and compression strokes. Finally, the results obtained on the engine test bench with the water injection system are presented. These results are analysed and compared to both baseline operating points and also to low-pressure exhaust gas recirculation. In light of the obtained test results, conclusions are drawn discussing the different effects of water injection on diesel engine combustion and emissions
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Boiarciuc, Andrei. "Développement de la technique "Incandescence Induite par Laser" pour caractériser les particules de suies dans un moteur Diesel." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2025.
Abstract:
Une contribution au développement de la technique « Laser-Induced Incandescence » (LII) a été apportée dans le but de quantifier d’une manière non intrusive les suies dans la chambre de combustion d’un moteur Diesel dit « transparent » et d’améliorer ainsi la compréhension de la formation des particules lors du processus de combustion spécifique à ces moteurs. Cette technique, dont le principe est basé sur l’analyse du rayonnement émis par des particules chauffées par un laser permet d’estimer avec une bonne résolution temporelle et spatiale des concentrations de suies et des tailles des particules dans des milieux réactifs. Une approche originale de cette technique, consistant en l’acquisition simultanée d’une image LII et de l’évolution temporelle du signal LII filtré à deux longueurs d’onde, a été mise en place et utilisée pour caractériser quantitativement les particules dans des flammes de diffusion laminaires et dans la chambre de combustion du moteur Diesel « transparent ». Une attention particulière a été accordée à la modélisation des échanges de chaleur au niveau des particules de suies le long du processus LII afin de pouvoir, par la suite, estimer leurs tailles. Deux approches de modélisation du signal LII sont présentées et analysées : la première pour des particules situées à la pression atmosphérique et la seconde caractéristique des milieux à pression relativement importante, comme dans la chambre de combustion d’un moteur Diesel. L’évolution de la concentration des suies et des tailles des particules dans la chambre de combustion du moteur Diesel selon les conditions de recirculation des gaz d'échappement a été étudiée à l'aide de la technique LII.
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Costa, Isabelle Da. "Étude cinétique de réactions de composés monoaromatiques en tube à onde de choc et en réacteur parfaitement agité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01750303.
Abstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une meilleure compréhension des mécanismes réactionnels liés à la combustion anormale dans les moteurs à allumage commandé (cliquetis) et à la formation de polluants émis à l'échappement des moteurs diesel (polyaromatiques, suies). L'étude expérimentale de l'oxydation du benzène et du toluène été réalisée sur deux appareillages complémentaires afin de couvrir un vaste domaine de température: un tube à onde de choc et un réacteur parfaitement agité. Le tube à onde de choc permet de déterminer les délais d'auto-inflammation de mélanges composés d'aromatiques, d'oxygène et d'argon à haute température (de 1 1300 à 2200 K) et à haute pression (de 6,5 à 9,5 atm) en suivant l'émission des radicaux OH- à 306 nm. Le réacteur auto-agité par jets gazeux permet de mesurer, par chromatographie en phase gazeuse, les profils des produits de réactions en fonction du temps de passage à pression atmosphérique à température modérée (de 873 à 933 K). Un mécanisme a été écrit à partir d'une analyse des principales voies réactionnelles proposées dans la littérature. Les paramètres cinétiques associés (facteurs pré-exponentiels et énergies d'activation) sont soit issus de la littérature, soit calculés par des méthodes d'estimation basées sur des analogies. Le mécanisme proposé contient plus de 160 espèces et 1080 réactions élémentaires et est fondé, pour les espèces contenant moins de 6 atomes de carbone, sur une base de réactions déjà validée. Des simulations ont été effectuées à l'aide de la bibliothèque de logiciel CHEMKIN II et permettent d'obtenir un accord satisfaisant avec les résultats expérimentaux, aussi bien pour les délais d'auto-inflammation que pour la distribution des espèces obtenue en réacteurs dynamiques. Des analyses de sensibilité et de vitesse ont permis de dégager les voies réactionnelles prépondérantes. En parallèle, une étude expérimentale de pyrolyse en tube à onde de choc des xylènes a été réalisée en utilisant la méthode de détection ARAS. Elle a permis de déterminer les constantes de vitesse de décomposition unimoléculaire du para-xylène, du méta-xylène et de l'ortho-xylène. Ces constantes de vitesse sont proches quelque soit l'isomère considéré.
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Nguyen, Thi Thanh Xuan. "Etude physico-chimique de la formation et de l'évolution des particules dans la ligne d'échappement des véhicules : Modélisation et expérimentation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13173.
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Mastrantuono, Laeticia. "Etude de l'élimination catalytique simultanée des NOx et des suies présents dans les gaz d'échappement Diesel." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2005. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210945.
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Issa, May. "Etude théorique et expérimentale de l'oxydation catalytique du noir de carbone : Influence du contact entre solides." Mulhouse, 2008. https://www.learning-center.uha.fr/opac/resource/etude-theorique-et-experimentale-de-loxydation-catalytique-du-noir-de-carbone-influence-du-contact-e/BUS4168757.
Abstract:
Compte tenu de la dangerosité des particules de suies Diesel pour la santé humaine et pour l'environnement, des réglementations strictes fixant leurs émissions ont été adoptées. Le FAP (filtre à particules), permettant de piéger les suies, doit être périodiquement régénéré par combustion des suies. La régénération passive consiste à utiliser des catalyseurs. Ils permettent d'abaisser la température d'oxydation des suies et de les éliminer ainsi de manière continue. Dans ce contexte, ces travaux sont dédiés à l'étude du contact entre un noir de carbone (NC) (modèle de suies) et un catalyseur (cérine) et son effet sur la réaction d'oxydation du NC en présence d'oxygène. Une corrélation entre la morphologie des mélanges préparés NC/cérine et la réactivité du NC a été établie. Des modèles mathématiques (ID et 3D) sont proposés. Ils permettent de simuler l'oxydation du NC, en tenant compte de différents paramètres cinétiques et de représenter le contact en s'appuyant sur les résultats expérimentaux. En particulier, le modèle 3D permet de représenter les mélanges étudiés en considérant des agrégats de catalyseur de différentes tailles granulométriques. Cette représentation du milieu permet d'estimer l'effet du contact entre le NC et le catalyseur sur la réaction d'oxydation du NC en déterminant l'environnement catalytique du NC. Un accord satisfaisant entre les valeurs de vitesse d'oxydation expérimentales et théoriques calculées a été obtenu. De plus, un modèle 3D basé sur une représentation géométrique du FAP a été développé afin de mieux appréhender les phénomènes mis en jeu pendant sa régénération. Ce modèle décrit l'oxydation des suies dans le FAP en vue de l'optimisation de son fonctionnementStringent standards have been imposed to reduce the emisions of soot particulates known by their danger for human health and environnment. DPF (Diesel particulate filter), enables to collect soot particulates in the exhaust gas, should be regernerated periodically by soot combustion. This regeneration could be active or passive. Passive regeneration uses catalysts in the filter to promote soot oxidation at lower temperatures (400-500°C). Therefore, this investigation was dedicated to the effect of contact between carbon black (model of diesel soot) and catalyst (cerium oxide) and its influence on carbon black oxidation in the presence of oxygen. A correlation between the morphology of mixtures of carbon black and cerium oxide and the reactivity of carbon black was established. Mathematical models (1D and 3D) were developped. These models predict soot oxidation taking into account different parameters based on experimental results. In partiuclar, the three dimensionnai model represents the studied mixtures considering that catalyst is composed of agregates with different sizes. These agregates, distributed randomly in the system, are composed of isometric elementary volumes of 200 nm of length. This representation enables to estimate the effect of the contact between carbon black and catalyst on carbon black oxidation. The model determines the catalytic neighberhood of each elementary volume of carbon black. A good agreement was obtained between experimental results and calculated ones by the model. Indeed, a three dimensionnai model based on geometrical representation of DPF was developped to get a better insight on the phenomena occuring during the regeneration process
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Guyon, Marc. "Dépollution des échappements diesel : étude de la réduction des oxydes d'azote à l'aide de catalyseurs à base de zéolithes." Mulhouse, 1995. http://www.theses.fr/1995MULH0381.
Abstract:
L'accroissement du parc automobile a engendré le problème de la pollution atmosphérique. Des systèmes catalytiques ont alors été développés en vue de réduire ces émissions polluantes. Les véhicules munis de moteur diesel sont handicapés par la présence à l'échappement de petites particules riches en carbone et d'oxydes d'azote. La littérature a montré que la zéolithe Cu-ZsM-5 est capable de réduire les oxydes d'azote dans les conditions d'un échappement diesel. Au cours de ce travail, l'analyse des régimes transitaires a montré qu'un intermédiaire se synthétisait sur le catalyseur. Il nécessite pour se former la présence de propène et d'oxydes d'azote. L'oxygène n'est pas indispensable à ce niveau. Il a par ailleurs été montré que l'intermédiaire n'est pas constitué par un dépôt de coke, ni par un produit d'oxydation partielle du propène. Le dioxyde d'azote réagit alors avec cet intermédiaire et est réduit en azote. Par une approche quantitative de ces phénomènes, il a été montré qu'une réaction compétitive intervenait entre l'intermédiaire et l'oxygène. Elle contribue à la destruction d'une partie de l'intermédiaire par combustion
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Gilot, Patrick. "Interprétation théorique et modélisation de la combustion de suies sur filtre à particules Diesel." Mulhouse, 1990. http://www.theses.fr/1990MULH0153.
Abstract:
Lors de la régénération thermique d'un filtre à particules Diesel, la réactivité des suies est étroitement couplée avec les transferts thermiques mis en jeu au sein du monolithe. Une bonne connaissance, à la fois de la cinétique d'oxydation des suies et des mécanismes des transferts thermiques impliqués est donc nécessaire dans le but d'une optimisation du processus de régénération. L'étude expérimentale consiste à étudier au laboratoire la régénération d'un filtre à parois poreuses de taille réduite (1/7 de celle d'un monolithe commercial) dans des conditions permettant de simuler l'échappement Diesel d'un véhicule au ralenti. La réactivité des suies est déterminée à partir des émissions de CO et CO2 analysées en continu pendant la régénération. Les températures sont mesurées en différents points du filtre, à l'intérieur des canaux. La modélisation est menée en deux étapes grâce à un découplage des transferts thermiques et de la réactivité des suies. Un premier modèle traite des transferts thermiques au sein du monolithe, la puissance thermique de combustion des noirs étant connue expérimentalement à partir des émissions de CO et CO2. Ce modèle permet de connaître la réponse thermique du filtre et l'ordre de grandeur de la température de sortie des gaz. Une deuxième partie est consacrée à la détermination de la cinétique d'oxydation des noirs de carbone. La combustion de faibles masses (5 à 40 mg) de noirs est suivie en thermogravimétrie. Un modèle tenant compte de la limitation diffusionnelle de l'oxygène au sein de l'empilement permet de déterminer la constante apparente de vitesse à différentes températures. Une équation d'Arrhenius valable dans le domaine 600°C-900°C est proposée. Dans la dernière partie, nous procédons au couplage entre les transferts thermiques et la réactivité des suies. Un modèle monodimensionnel est développé. Il prédit une régénération du filtre
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Manigrasso, Alexis. "Modélisations et études de l’impact des évolutions technologiques et normatives sur la catalyse de dépollution Diesel." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066282.
Abstract:
Cette thèse a été effectuée au sein de l’Institut Jean Le Rond d’Alembert de l’Université Pierre et Marie Curie en coopération avec Renault. La catalyse de dépollution automobile prend une place de plus en plus importante dans les projets de développement des futurs véhicule de la gamme Renault. Plusieurs modèles auront été développés et validés durant la durée de l’étude, notamment des modèles de réductions des oxydes d’azote (le NOX-Trap et le SCR). Le modèle NOX-Trap est même désormais partie intégrante du processus de développement des lignes d’échappement EURO 6. Un phénomène d’hystérésis sur les catalyseurs d’oxydation Diesel a été observé, étudié et analysé sur des catalyseurs bimétalliques Pt/pd commerciaux. Plusieurs mécanismes décrivant cet effet ont été proposés. Enfin, un modèle complet de comportement véhicule, d’estimation des émissions polluantes et de ligne d’échappement Diesel a été mis en place. Cet outil permet ainsi de simuler l’impact de chaque composant et du comportement du véhicule sur la catalyse de dépollutionThis thesis was carried out in the Institut Jean Le Rond d’Alembert of the University Pierre and Marie Curie in collaboration with Renault. The after-treatment catalysis in automotive have an ever increasingly important role in development projects for future vehicle of the Renault company. Several models have been developed and validated during the study period, including models of reduction of nitrogen oxides (the nt and SCR). The nt model even becomes a part of the development process of exhaust lines for EURO 6 standards. An hysteresis phenomenon on diesel oxidation catalysts was observed, studied and analyzed on industrial bimetallic catalysts Pt / pd. Several mechanisms describing the hysteresis effect have been proposed. Finally, a complete model of vehicle behavior, pollutant emissions estimation and of a diesel exhaust line was established. This tool allows to completely simulate the impact of each component and of vehicle behavior on after-treatment catalysis
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Lebouvier, Alexandre. "Étude d'un réformateur de gazole assisté par plasma dédié au post-traitement des NOx émis par un moteur Diesel." Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2011ENMP0037.
Abstract:
En réponse aux contraintes sur l'émission des NOx de la future norme Euro 6 pour les moteurs Diesel, les constructeurs automobiles envisagent l'utilisation d'un piège à NOx. Lors de la phase de purge à NOx, des espèces réductrices (H2, CO, HC) sont apportées au contact du piège à NOx et vont permettre de réduire les NOx stockés en N2. Cet apport d'espèces sont apportées au contact du piège à NOₓ et vont permettre de réduire les NOₓ stockés en N2. Cet apport d'espèces réductrices peut être réalisé par contrôle moteur ou par un procédé de reformatage. Le reformatage plasma offre une alternative au reformatage catalytique traditionnel pour la production de gaz de synthèse. Cette thèse s'inscrit dans le cadre de recherches menées au Centre Energétique et Procédés depuis une vingtaine d'années sur la conversion d'hydrocarbures par voie plasma. Le premier objectif de ces travaux de thèse a été de montrer expérimentalement la faisabilité et la viabilité à bord d'un véhicule du reformatage assisté par plasma du gazole par les gaz d'échappement. Le banc expérimental, développé pour l'étude de l'alimentation de piles à combustible, a été adapté afin de répondre à cette nouvelle application. Il a permis de démontrer, sur deux points de fontionnement moteur, que les performances taient sensibles au taux d'oxygène présent dans les gaz d'échappement. La purge du NOₓ trap peut être estimée à 12 s à faible charge. Le second objectif a été de mettre en place des modèles numériques afin de comprendre les phénomènes physico-chimiques intervenant dans le plasma. Trois modèles ont ainsi été développés. Un premier modèle 3D MHD a permis d'acquérir un certain nombre de résultats difficilement mesurables expérimentalement sur les propriétés intrinsèques de la torche à faible courant. Ce modèle a ensuite été compléxifié avec notamment l'injection vortex des gaz et la mise en place d'un modèle de reclaquage. Un modèle 1 D cinétique, utilisant un schéma détaillé représentatif du gazole, a permis d'obtenir les tendances des différents paramètres et de les comparer avec les résultats expérimentaux. Enfin, un troisième modèle 2 D asymétrique a été mis en place pour étudier l'interaction entre le plasma, considéré comme un terme source de chaleur, et la cinétique chimiqueTo meet the future Euro 6 regulation for NOₓ emission from diesel engines, car manufacturers are considering the use od a NOₓ trap catalyst. During the regeneration phase, reducing species (H2, CO, HC) are brought to the stored NOₓ trap which will convert the NOₓ into N2. This injection of reductants can be achieved by engine control or by a reforming process. The plasma reformer offers an aletrnative to traditional reforming catalysts to produce syngas. This thesis is part of researches investigated at the Center for Energy and Processes for twenty years on the plasma-assisted hydrocarbon conversion. The first goal of this thesis was to show experimentally the feasibility and viability of plasma-assisted exhaust gas fuel reforming of diesel fuel for onboard application. The experimental bench, designed for the H2 fuel cell feeding, has been adapted to meet this new application. It has been demonstrated, on two engine operation points, that performances were sensitive to the available oxygen rate in exhaust gases. The NOₓ trap regeneration can be estimated to 12 s at low load. The second goal was to develop numerical models to understand the coupled physical and chamical phenomena occuring with the plasma. Three models have been developped. A first 3 D MHD model gave intereting results hardly experimentally measurable about the intrinsic properties of the low-current arc. A more complex model including the vortex injection of gases and the restrike mode has been implemented. A 1D multistage kinetic model, using a detail kinetic mechanism of a diesel fuel surrogate molecule, has resulted in acquiring the trends of different parameters which have been then compared with experimental results. Finally, a 2 D asisymmetric model was developped to study the interaction between the plasma, considered as a heat source, and chemical Kinetics
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Chini, Catherine. "Recherche d'un ou plusieurs marqueurs de la pollution de l'air par l'aérosol diesel." Paris 12, 1997. http://www.theses.fr/1997PA120021.
Abstract:
La revue des moyens aujourd'hui disponibles pour evaluer la proportion de l'aerosol diesel en milieu urbain montre qu'il manque un marqueur, par definition specifique et detectable de ce qu'on veut mesurer. Nous avons donc explore deux possibilites de detection de l'aerosol diesel : ? les mineraux (par microscopie electronique et fluorescence x) exclusivement contenus dans l'huile diesel : on les retrouve au cur des spherules de suie,specifiques de l'huile brulee, mais en faible quantite ? le carbone-suie (par une methode thermique) : il est suffisamment abondant pour la mesure mais n'est pas specifique de l'aerosol diesel. Les premiers resultats du dosage des mineraux presentent quelques differences entre l'aerosol d'un moteur diesel et celui d'une chaudiere, mais l'etude demande a etre approfondie. L'evaluation de notre methode d'analyse du carbone-suie dans les aerosols montre qu'elle donne des resultats comparables a ceux d'autres laboratoires. Il apparait, quelle que soit la technique thermique, des artefacts qui necessitent un examen plus approfondi et des modifications. L'utilisation du carbone-suie en environnement se revele satisfaisante, puisque nous observons une bonne correlation avec les fumees noires et que ces deux parametres ont un comportement semblable vis-a-vis de composes gazeux (oxydes de carbone et d'azote). Le carbone-suie est avant tout un marqueur des combustions, et, a ce titre, il est utilise comme substitut de marqueur pour l'aerosol diesel tant qu'on ne trouve pas mieux. Si d'autres sources interferent avec les echappements diesel, la valeur de carbone-suie obtenue est une simple limite superieure qui majore la teneur de l'aerosol diesel carbone. La distribution granulometrique de l'aerosol urbain et celle de la seule fraction carbonee sont un complement non negligeable qui permet de suivre, au point de mesure, l'evolution de l'influence de diverses sources d'aerosols.
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Duriez, Valérie. "Préparation et caractérisation de pérovskites substituées : application à l'élimination catalytique simultanée des suies et des oxydes d'azote issus des moteurs diesel." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMP815S.
Abstract:
Ce travail a pour objectif d'étudier la possibilité d'utiliser des oxydes de type perovskite comme catalyseurs pour l'élimination simultanée des suies et des oxydes d'azote issus des moteurs diesel. Les expérimentations sont menées en simulant la partie sèche des suies par du noir de carbone qui est intimement mélangé avec le catalyseur. Apres avoir situé le sujet dans une introduction générale, le premier chapitre présente les deux principaux polluants émis par un moteur diesel que sont les oxydes d'azote et les suies, et analyse les moyens permettant leur élimination séparée. Le deuxieme chapitre consiste en une bibliographie exhaustive des perovskites: propriétés structurales et thermodynamiques, méthodes de préparation et propriétés catalytiques. Le troisième chapitre est dévolu à l'expérimentation concernant la préparation et la caractérisation des catalyseurs (DRX, BET, dosages chimiques, IRTF, MEB, DTP). Le quatrième chapitre concerne le test catalytique et se divise en deux parties. La première correspond à la description du test: montage expérimental, moyens d'analyse, mode opératoire et définition de l'activité catalytique. Dans la seconde partie sont présentés les résultats obtenus lors d'un screening de nombreux catalyseurs testés en réduction de NOx par du noir de carbone en milieu réducteur puis les résultats obtenus sur quelques catalyseurs sélectionnés pour des essais en milieu oxydant. Un des résultats importants obtenus lors de cette étude est la mise en évidence de la possibilité d'utiliser le noir de carbone, en présence de catalyseur de type perovskite, pour réduire les oxydes d'azote. D'autre part, loin d'être inhibiteur, l'oxygène semble, au contraire, favoriser et accélérer la réaction, en particulier sur des catalyseurs au cuivre tel La0. 8Sr0. 2Mn0. 5Cu0. 5O3±λ de structure perovskite, ou tel La2CuO4, de structure K2NiF4 ; contrairement aux oxydes simples, les oxydes mixtes de cuivre sont stables dans les conditions de test. Cette étude permet de confirmer l'affinité du cuivre pour les réactions mettant en jeu les oxydes d'azote, déjà largement constatée en littérature. Malheureusement aucune corrélation n'a pu être mise en évidence entre l'activite catalytique des catalyseurs au cuivre et divers paramêtres liés au cuivre: structure de la matrice hôte, coordination et valence du cuivre. . .
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Noirot, Rémi. "Etude expérimentale et paramétrique de la combustion de suies sur filtre à particules : application à l'épuration des échappements des moteurs Diesel." Mulhouse, 1990. http://www.theses.fr/1990MULH0147.
Abstract:
La conception et la réalisation d'un montage expérimental simulant les conditions d'un échappement diesel au ralenti a permis d'étudier les facteurs influençant la combustion de suies diesel sur filtres à particules. Dans un premier temps, l'emploi de noirs de carbone de même granulométrie que les suies diesel a permis de montrer que la fraction organique volatile de la suie a peu d'influence sur les températures d'inflammation des suies. La mesure simultanée de la température des gaz avant, après et dans le filtre, ainsi que l'enregistrement des émissions gazeuses de CO, CO2, O2 et d'H. C. Totaux à la sortie du réacteur a permis d'établir que la charge de suies retenue par le filtre, la concentration en oxygène des gaz d'échappement et la présence d'un catalyseur d'oxydation contribuent aux émissions de fortes températures qui détruisent souvent les parties filtrantes par fusion au moment de la régénération. Plus particulièrement, les résultats expérimentaux ont montré le rôle principal du catalyseur, oxydant les émissions de CO en CO2 sans influence sur les températures d'inflammation des suies. Dans le but d'abaisser cette température, un système d'injection contrôlée de combustibles a été développé, pour permettre d'injecter des quantités connues d'hydrocarbures liquides ou gazeux dans le flux gazeux chaud d'échappement en amont d'un filtre à particules catalysé. En présence de platine, ce système permet la régénération à l'aide d'une température de gaz minimale de 150°C, l'oxydation catalytique de l'H. C. Injecté restituant aux gaz suffisamment d'énergie thermique pour permettre d'atteindre la température de combustion des suies de l'ordre de 600°C. La désactivation catalytique observée lors d'une injection de gazole commercial a été résolue par l'emploi de gazole désulfuré ou d'H. C. Purs.
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Bonnefoy, Frédéric. "Destruction des polluants carbonés et des oxydes d'azote dans les conditions d'un échappement diesel : étude expérimentale et théorique." Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0237.
Abstract:
Le thème général de nos recherches est le post traitement des échappements diesel visant à leur épuration. Deux aspects ont été abordés concernant la destruction des polluants gazeux (en particulier les oxydes d'azote) ou solides (suies). A cet effet, la régénération d'un filtre à particules diesel assistée par injection d'hydrocarbures a été étudiée. Nos travaux ont consisté, dans ce domaine, à compléter les données expérimentales et en améliorer la compréhension des phénomènes. Un modèle mathématique a ainsi été développé permettant de mieux préciser les conditions d'oxydation des suies pendant l'injection d'hydrocarbures. De plus, une étude effectuée en thermogravimétrie montre que la présence de fer ou de cuivre dans la structure des suies permet d'augmenter leur réactivité. Concernant les interactions entre les oxydes d'azote et les espèces présentes dans l'échappement, ce travail a montré la possibilité de transformation du monoxyde d'azote dans les conditions expérimentales rencontrées lors de la régénération assistée par injection d'hydrocarbures. Une étude systématique des différents paramètres agissants a été entreprise, mettant en évidence l'importance des concentrations en hydrocarbures et en oxygène présents dans l'échappement
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Carré, Vincent. "Caractérisation par désorption / ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse de particules émises par des véhicules diesel : mise en place d'une méthode impliquant la formation de complexes à transfert de charge." Metz, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2004/Carre.Vincent.SMZ0403.pdf.
Abstract:
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) étant souvent associés à des matrices complexes telles que les particules émises par les moteurs diesel (PMD), nous avons choisi de les analyser directement par désorption/ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse par résonance cyclotronique des ions à transformée de Fourier (LDI-FTICRMS). Nous avons mis en place une méthode d'analyse sélective des HAP adsorbés sur des PMD limitant leur sublimation en cours d'analyse. Il s'agit de former des complexes donneur-accepteur d'électrons p directement sur le filtre de prélèvement des PMD. A courte longueur d'onde (222 nm) et à faible irradiance (51́06 W. Cm-2), l'irradiation laser du filtre ainsi traité permet une augmentation significative de la détection des ions moléculaires M+· des HAP. Cette méthodologie a pour la première fois été appliquée à l'analyse de différents échantillons de particules. Ces derniers, collectés sur un banc moteur standard correspondent aux émissions d'un véhicule diesel suivant différentes parties du nouveau cycle normalisé de conduite Européen (conduite urbaine avec démarrage à froid ou avec moteur à chaud ou encore en conduite périurbaine). L'influence de la température du moteur, des régimes de conduite et de la teneur en HAP et en soufre des carburants sur l'empreinte spectrale des particules a pu être montrée. L'analyse de particules de suies modèles formées dans un tube à choc (collaboration LCSR-Orléans) à partir de précurseurs représentatifs des différentes familles chimiques des essences a montré une forte corrélation entre la réponse spectrale obtenue et les propriétés du précurseur étudié, notamment son caractère aromatiquePolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are often associated to complex matrices, as for example exhaust diesel particulate matter (DPM). We choose to use laser desorption/ionization Fourier transform ion resonance cyclotron mass spectrometry (LDI-FTICRMS). The deposit of complexing agent directly on a sampling filter leads to the formation of charge transfer (C-T) with PAHs absorbed on DPM and limits their sublimation during analysis. The laser irradiation at short wavelength (222 nm) and low laser power density (51́06 W. Cm-2) of these so-prepared samples allows PAH molecular ion production to be dramatically increased. This methodology has been applied for the first time to different kinds of particulate matter. These exhaust particles are collected on a standard chassis dynamometer according to the different parts of the new European driving cycle (NEDC) define for light-duty by the economic commission for Europe (urban driving condition with cold start or warm engine, and extra urban driving conditions). The influence of engine temperature, driving conditions and fuel PAH and sulfur contents on PAHs patterns of DPM has been highlighted. Collaboration with the LCSR laboratory (Orléans) was also conducted to investigated model soot particles produced in a shock tube with various precursors representative to the different chemical compounds present in gasoline. Strong correlation between the nature of precursor and the soot particle fingerprint is observed. Soot particles produced by aromatic precursor (toluene) present a specific PAH pattern, which is characterized by a less detection of heavy compounds
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Huguet, Christelle. "Etude cinétique de la combustion des suies diésel : application à la modélisation de la régénération du filtre à particule." Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2067.
Abstract:
En raison de leur toxicité, les particules de suies sont considérées comme un des principaux polluants du moteur Diesel. A l'heure actuelle, la solution adoptée pour réduire les émissions de suies consiste à utiliser un filtre permettant de les piéger à plus de 90% avant de les brûler. Le recours à un additif permet d'abaisser la température d'oxydation des suies à des valeurs accessibles grâce à des réglages moteur adaptés. L'additivation de la suie est un paramètre fondamental dans le développement des stratégies de régénération et il est important que son influence soit correctement représentée par des modèles. Cette thèse, effectuée en partenariat ADEME-IFP a été réalisée en collaboration avec le LCSR de l'Université d'Orléans. L'objectif est de développer un mécanisme cinétique caractéristique de l'oxydation des suies Diesel qui puisse être ensuite intégré à un modèle de régénération de filtre à particules et utilisé à des fins de contrôle moteur. La méthodologie suivie s'appuie sur le couplage d'une étude de caractérisation des suies et d'une étude cinétique de la réaction. Les échantillons de suies Diesel ont été collectés, sans et avec additif à base de cérium et de fer, sur deux points moteurs représentatifs de deux cycles européens normalisés (ECE et EUDC). Des analyses thermiques et de composition, ainsi que des techniques telles que l'XPS, la DRX ou le MET ont été utilisées pour déterminer leurs propriétés physico-chimiques. Leur cinétique d'oxydation a été étudiée expérimentalement sur un Banc Gaz Synthétiques (BGS) avec un réacteur à lit fixe. Diverses procédures ont été réalisées : oxydation à température programmée (TPO), oxydation isotherme (IO) et oxydation séquentielle. Les résultats ont permis de corréler les propriétés physico-chimiques des suies Diesel avec leur vitesse d'oxydation. Le schéma cinétique développé repose sur une loi globale de consommation du carbone et distingue l'oxydation des différents constituants de la suie. Cette approche permet d'obtenir des résultats de simulation en très bon accord avec les tests expérimentaux d'oxydation des suies Diesel sur BGS.
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Dayma, Guillaume. "Étude de l'oxydation et de la combustion de précurseurs de suies." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2003_DAYMA_G.pdf.
Abstract:
Alors que les autorités décident d'augmenter les taxes sur le carburant Diesel et tentent de promouvoir des carburants moins polluants, il nous a semblé utile de travailler sur la formation des suies durant la combustion dans les moteurs, afin d'en limiter l'émission. Le chapitre 1 de ce mémoire reprend des généralités sur la combustion, sur les mécanismes d'oxydation, sur la formation des suies et présente une revue bibliographique des travaux antérieurs sur le cyclohexène et le propadiène. Le chapitre Il présente les montages expérimentaux utilisés pour ce travail, en détaillant le montage de flamme laminaire de prémélange installée durant cette thèse. Le chapitre III présente les mécanismes réactionnels écrits afin de reproduire nos résultats expérimentaux. Les chapitres IV et V présentent les résultats expérimentaux obtenus en flamme pour le propadiène et en tube à onde de choc et en réacteur parfaitement agité pour le cyclohexène ainsi que leurs comparaisons avec les simulations.When government decide to increase taxes on Diesel fuel and try to push for less polluting fuels, it appears useful to work on soot formation du ring the combustion in angines in arder to limit their emission. The chapter 1 of this report gives generalities about combustion, oxidation mechanisms, soot formation and presents a bibliographie review of former works on cyclohexene and aliene. Chapter Il presents experimental apparatus used in this work detailing the premixed laminar flame set up during this study. Chapter Ill presents the mechanisms written to reproduce our experimental results obtained in flame for aliene and in shock tube and perfectly jet-stirred reactor for cyclohexene and also the comparison with simulations
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Ayachi, Naceur. "Contribution à l'étude de la formation de la suie dans les milieux en combustion par les méthodes optiques basées sur la diffusion de lumière." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://www.theses.fr/1991ECDL0026.
Abstract:
Une étude bibliographique du processus d'apparition et d'oxydation des particules de suie dans différents systèmes de combustion est tout d'abord présentée avec un intérêt particulier pour l'étude du moteur diesel. Une méthode de mesures optiques basée sur la diffusion de la lumière par les particules de suie a été d'abord étudiée théoriquement puis mise en place pour les mesures locales du diamètre et de la concentration de ces particules dans les milieux en combustion. Apres une validation sur des billes de latex, les premières applications ont porte, dans le cadre d'une étude fondamentale, sur une flamme de diffusion laminaire. Elles ont permis d'établir une cartographie détaillée des tailles et concentrations de particules dans cette flamme. Une estimation des paramètres représentatifs des cinétiques de formation et de précombustion des particules de suie a pu être effectuée. Transposée a un moteur diesel équipe d'accès optiques, cette méthode a permis de mesurer et de suivre l'évolution de la taille et de la concentration des particules au cours de la combustion en un point de l'axe du jet tandis que des mesures d'extinction délivraient le volume total de suie se trouvant dans la chambre de combustion a chaque instant
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Vonarb, Régis. "Contribution à l'étude des phénomènes d'inflammation et de propagation de la combustion d'un lit de suies diesel additivées." Mulhouse, 1999. http://www.theses.fr/1999MULH0579.
Abstract:
En France, le véhicule de tourisme à moteur Diesel est depuis 1998 confronté au respect des normes antipollution. Malgré l'amélioration des processus de combustion dans le moteur, des systèmes de post-traitement des échappements deviennent nécessaires. L'une des solutions adoptée pour réduire les émissions de particules consiste à utiliser conjointement un filtre et un catalyseur capable d'abaisser la température de combustion des suies et de les éliminer de manière continue. Notre travail s'inscrit dans cette optique. Nos objectifs sont précisément de : développer un outil d'étude expérimentale de l'initiation et de la propagation de la combustion du lit de suies Diesel, rechercher les paramètres qui affectent l'initiation et la propagation de la combustion du lit de suies, relier ces phénomènes à la réactivité des différentes suies étudiées, comparer les comportements en combustion de ces différentes suies. Nous avons conçu un réacteur de visualisation et d'enregistrements vidéo de la régénération (RVVR) permettant de visualiser la combustion (caméra vidéo) et de mesurer la température de surface d'un lit de suies (pyrométrie infrarouge). L'inflammation (point chaud) des suies est déclenchée localement par chauffage du lit de suies avec une lampe halogène couplée à une lentille. Une étude a été entreprise sur l'influence des paramètres : teneur en O2, H2O et NO2 ; débit gazeux ; pression ; température initiale du lit de suies ; mode de dépôt du lit de suies (masse, épaisseur), sur la combustion du lit de suies. Cette étude a permis d'identifier les facteurs favorables à la propagation de la combustion : augmentation de la température des suies, de la masse volumique du lit de suies, de la teneur en oxygène et de la pression. Des modèles numériques ont été développés pour simuler les phénomènes d'initiation et de propagation de la combustion dans le réacteur RVVR. Un modèle monodimensionnel permet dans une première étape, de simuler l'augmentation de la température du lit de suies du fait de la puissance lumineuse apportée par la lampe, l'initiation de la combustion et sa propagation. Les températures d'inflammation obtenues sont proches de celles observées expérimentalement. Pour pouvoir prendre en compte les effets d'hétérogénéité de masse volumique au sein du lit de suies, un modèle bidimensionnel a été proposé.
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Ifrah, Simon. "Synthèse de pérosckites La1-xAxBO3 (A = Sr, Ag, Ce ; B = Mn, Cr ; 0 ≤ x ≤ 0,2) par des méthodes conventionnelles ou assistées par micro-ondes pour la combustion catalytiue du méthane et des suies." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10215.
Abstract:
L’objectif de cette étude a été de développer et d’optimiser la préparation de catalyseurs à base de pérovskites La1-xAxBO3+δ (A = Sr, Ag, Ce; B = Mn et Cr; 0 ≤ x ≤ 0,2) utilisées en combustion du méthane. Les catalyseurs ont été préparés, à pression atmosphérique ou sous pression (conditions hydrothermales), par des méthodes conventionnelles (co-précipitation) et non conventionnelles (sous micro-ondes). La méthode de préparation a un effet important sur les propriétés physico-chimiques des catalyseurs préparés et par conséquent affecte leur activité catalytique en combustion du méthane. La substitution d’éléments actifs (Sr, Ag, Ce) dans les réseaux LaBO3 (B = Mn, Cr) permet d’abaisser considérablement la température (T50) de combustion du méthane. Le système à base des oxydes lanthane-chrome existe sous différentes formes (LaCrO3, LaCr2O6, LaCrO3- La2O3 et LaCrO3-LaCr2O6) dont l’obtention dépend du mode de synthèse utilisé. La teneur de la phase secondaire (LaCr2O6 ou La2O3) est fonction de l’atmosphère, de la température et de la durée de calcination utilisées. Ces catalyseurs présentent des réductibilités différentes (mobilité des espèces oxygène variable) ce qui affecte leur activité en combustion du méthane ou des suies diesel. En effet la pérovskite LaCrO3 préparée par la méthode hydrothermale, très peu réductible et possédant une importante aire BET, conduit à une activité très importante en combustion des suies diesel (Tmax = 435°C) mais présente une faible activité en combustion du méthane. Tous les catalyseurs à base de manganèse sont affectés par l’empoisonnement par H2S, lequel provoque une diminution de l’activité catalytique en combustion du méthane liée à la diminution du nombre des sites actifs. Ce dernier reste, toutefois appréciable dans le cas du catalyseur le plus actif La0. 8Ag0. 2MnO3+δ préparé par la méthode hydrothermale assistée par micro-ondesThe objective of this study was to develop and to optimize the preparation of La1-xAxBO3+δ perovskites catalysts (A = Sr, Ag, Ce; B = Mn or Cr; 0 ≤ x ≤ 0. 2) used for methane combustion. Catalysts were prepared, at atmospheric pressure or under pressure (hydrothermal conditions), by conventional methods (co-precipitation) and non conventional methods such as microwaves irradiation. The method of preparation has an important effect on the physico-chemical properties of the prepared catalysts and affects consequently their catalytic activity in methane combustion. The substitution of active elements (Sr, Ag, Ce) in the networks of LaMnO3 and LaCrO3 allows to lower considerably the light-off temperature (T50) of methane combustion. The lanthanum-chromium oxides system exists under various forms: LaCrO3, LaCr2O6, LaCrO3- La2O3 and LaCrO3-LaCr2O6 whose obtaining depends on the used mode of synthesis. The content of the secondary phase (LaCr2O6 or La2O3) is dependent on the atmosphere, the temperature and the duration of calcination used. These catalysts present different reducibility (mobility of the oxygen species) which affects their activity in methane or diesel soot combustion. However, LaCrO3 perovskite, prepared using hydrothermal method which was found to be hardly reducible and possessing a great BET surface area, leads to an important activity in diesel soot combustion (Tmax = 435°C) but shows low activity in methane combustion. All manganese based catalysts are affected by the poisoning by H2S, who provokes a decrease of the catalytic activity in combustion of the methane which is connected to the decrease of the number of the active sites. The latter remain, however noticeable in the case of the most active catalyst La0. 8Ag0. 2MnO3+δ prepared using microwaves assisted hydrothermal synthesis
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Vaezzadeh, Kourosh. "Dépollution des effluents des moteurs lean-burn et Diesel : Application des hétéropolyacides aux technologies axées sur le piégeage chimique des NOx." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13095.
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Aloui, Hichem. "Etude de l'oxydation catalytique des suies Diesel sur poudre métallique activée." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2330.
Abstract:
Ce travail est consacre a la preparation et la caracterisation d'un catalyseur capable d'abaisser de maniere importante la temperature d'oxydation des suies issues des moteurs diesel. L'activite est evaluee par deux techniques d'oxydation en temperature programmee du melange suies-catalyseur. Elles permettent une analyse de co 2 (tpo) ainsi qu'une analyse differentielle et gravimetrique (atd/atg). Les conditions de tests catalytiques ont ete optimisees. Les resultats presentes au cours de la premiere partie de ce travail montrent que les suies sont constituees de grains elementaires, de diametre moyen voisin de 30 nm, agglomeres en particules de tailles superieures a 1 m. Celles-ci emprisonnent une fraction organique dite soluble (sof) de 30% en masse ainsi qu'une fraction minerale constituee de p, ca, zn et fe avec une teneur globale de 1% en masse. La temperature maximale d'oxydation des suies en absence de catalyseur est de 620\c avec une temperature d'ignition de 490\c. Cette derniere varie avec la quantite en sof. Les catalyseurs etudies sont d'une part des oxydes et halogenures metalliques seuls ou en melange, et d'autre part un catalyseur plus elabore prepare par depot, sur une poudre de fer (modele du filtre metallique), des especes les plus actives. Les melanges cuo-cucl ou cuo modifie par ajout de chlore se sont reveles les plus actifs, avec une temperature d'ignition de 160\c et une temperature du maximum de vitesse d'oxydation de 260\c. Cette phase, additionnee de cuf 2, a ete deposee sur une poudre de fer sous courant d'oxygene a 800\c. Le catalyseur cu 0 , 6/fe 0 , 5/cuf 2 ( 0 , 0 5 ) se desactive par destruction du systeme cu-o-cl causee par le depart de chlore, confirme par les analyses e. X. A. F. S. . Le phenomene peut toutefois etre fortement ralenti en limitant la temperature de travail du catalyseur a 300\c ou par ajout de vapeur d'eau dans les reactifs. Un mecanisme reactionnel a ete propose impliquant une activation de l'oxygene par l'intermediaire d'un complexe oxychlorure.
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Le, Chanu Valérie. "Contribution à la recherche de catalyseurs de types zéolithiques pour l'élimination des oxydes d'azote des gaz d'échappement de moteurs diesel." Mulhouse, 1995. http://www.theses.fr/1995MULH0387.
Abstract:
Les émissions automobiles font l'objet dans la plupart des pays industrialisés de mesures réglementaires qui sont, au fil des années, de plus en plus contraignantes. Les limites imposées pour l'an 2000 obligent notamment les constructeurs à développer, après le catalyseur trois voies pour les moteurs essence, également un catalyseur de réduction des oxydes d'azote pour les moteurs diesel. Ce travail de thèse avait ainsi pour objectif l'étude et le développement de catalyseurs à base de zéolithes pour la réduction de NO dans les conditions d'un échappement diesel. Il a été supporté par les constructeurs automobiles français Peugeot et Renault. Le choix des zéolithes a été effectué à partir des trois principaux critères suivants : la stabilité thermique, pour une utilisation à des températures allant jusqu'à 700-800°C, la microporosité qui devait être suffisante pour accepter les molécules de NO et de l'hydrocarbure utilisé (C3H6) ainsi qu'une capacité d'échange d'ions puisque le cation échangeable de la zéolithe dit cation de compensation participe en tant que site actif à la réduction catalytique de NO. La zéolithe ZSM-5, déjà largement mentionnée dans la littérature, a par ailleurs servi de catalyseur de référence. Plusieurs types de zéolithes ont été envisagés. Il s'agissait soit de zéolithes de compositions voisines de celle de la ZSM-5 (de type aluminosilicate) mais de structures différentes et avec des porosités voisines (MCM-22, bêta, EMT et EMO) ou beaucoup plus élevées (MCM-41), soit de zéolithes ayant à la fois des compositions et des structures différentes (comme le titanosilicate ETS-10 ou les silicoaluminophosphates). Pour la plupart d'entre elles, les conditions de synthèse ont été optimisées et différentes caractérisations ont été mises en oeuvre avant le conditionnement pour l'étude de l'activité catalytique. Les matériaux ont également été analysés après tests catalytiques. Pour les meilleurs d'entre eux (EMT et EMO) une étude plus approfondie a été menée ; elle visait à étudier leur désactivation dans les conditions d'un échappement diesel et a conduit à effectuer différents essais d'optimisation (post-synthèse) de leur stabilité thermique et hydrothermique ; celles-ci étant généralement insuffisantes pour une application éventuelle des zéolithes dans la réduction de NO pour les échappements de moteurs diesel
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Bion, Anne. "Evaluation de l'impact toxicologique d'effluents moteur sur des cultures organotypiques de tranches de poumon de rat : cas d'un moteur diesel et d'un moteur à allumage commandé." Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES006.
Abstract:
La qualité de l'air fait aujourd'hui partie des toutes premières préoccupations des populations en matière d'environnement et de santé. Outre la pollution due aux activités industrielles, la population est depuis peu sensibilisée aux problèmes de la pollution due au transport par véhicules terrestres. Ainsi, le travail de recherche réalisé concerne l'étude de la réponse de cultures organotypiques de tranches de poumon de rat exposées à un flux continu d'émissions moteur diluées (gaz et particules). Le système d'exposition in vitro permet d'étudier l'impact potentiel des particules, ainsi que les effets induits par des effluents issus de différents moteurs (Diesel et à allumage commandé). Nos résultats montrent que les particules Diesel peuvent induire une réponse inflammatoire, ainsi qu'un phénomène apoptotique. Une étude plus approfondie montre que, dans nos conditions expérimentales, les mécanismes d'action n'impliquent pas une étape de désorption des polluants adsorbés aux particules Diesel. Par ailleurs, ces travaux de recherche montrent que les effets des effluents moteur ne se limitent pas à ceux de la phase particulaire. En effet, des expériences réalisées en présence d'émissions issues de moteur Diesel et à allumage commandé montrent un rôle prédominant de la phase gazeuse dans les effets biologiques observés. Nos résultats tendent à montrer que la nature oxydante des échappements caractérisée par les oxydes d'azote et notamment par le rapport NO2/NO, serait impliquée dans les effets induits par la phase gazeuse. Ainsi, dans des conditions faiblement oxydantes, la phase gazeuse des effluents issus de moteur Diesel entraîne un stress oxydatif associé à une réponse inflammatoire et à des dommages à l'ADN ; ces conditions expérimentales n'induisent pas de cytotoxicité. Dans des conditions fortement oxydantes, la phase gazeuse des effluents issus de moteurs Diesel et à allumage commandé entraîne une cytotoxicité, un stress oxydatif et une diminution de la production de TNFalpha. La modification du potentiel oxydant de l'atmosphère par l'utilisation d'un catalyseur trois voies sur moteur essence permet le maintien de la viabilité cellulaire et de la production de TNFalpha, confortant ainsi l'hypothèse de l'implication de molécules oxydantes dans les effets observés. En conclusion, nos travaux montrent toute l'importance qu'il y aura à l'avenir à ne pas s'attacher exclusivement à l'étude de l'impact de la fraction particulaire. La prise en compte du " potentiel toxique " de la phase gazeuse par une approche globale de l'émission, paraît désormais être un concept incontournableToday air quality is among the population very first concerns about environment and health. In addition to pollution due to industrial activities, the population has recently been sensitised to the problems of pollution due to vehicles. Thus, this work relates to the study of the response of organotypic cultures of precision cut rat lung slices exposed to a continuous flow of diluted engine exhausts (gas and particles). The biological system allows to study the potential impact of the particles, as well as the effects induced by exhausts resulting from various engines (Diesel and spark-ignition). Our results point out that Diesel particles can induce an inflammatory response, as well as an apoptotic phenomenon. A thorough study shows that, under our experimental conditions, the mechanisms of action do not imply a stage of pollutants desorption adsorbed on Diesel particles. In addition, our studies show that the engine exhausts effects are not only limited to those of the particulate phase. Indeed, the experiments carried out with Diesel and spark-ignition engine exhausts show a prevailing role of the gas phase in the biological effects. Our results tend to show that the oxidising nature of the exhausts characterised by nitrogen oxides and particularly by NO2/NO ratio, would be implied in the gas phase-induced effects. Thus, under slightly oxidising conditions, the gas phase of the Diesel engine exhausts involves an oxidative stress associated with an inflammatory response and DNA damages ; these experimental conditions do not induce cytotoxicity. Under strongly oxidising conditions, the gas phase of the Diesel and spark-ignition engine exhausts induces a cytotoxic effect, an oxidative stress and a TNFalpha production decrease. The modification of the oxidising potential of the atmosphere with the use of a three ways catalyst has allowed the maintenance of the cellular viability and the TNFalpha production, thus confirming the assumption of oxidising molecules implication in the biological effects. Finally, our work shows all the importance that there will be in the future not to have an exclusive interest in the impact of the particulate fraction. Taking into account of the gas phase "toxic potential" by a global approach of the exhausts, appears from now to be a strong concept impossible to circumvent
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Eymerie, Stéphane. "Etude expérimentale des décharges atmosphériques générées par impulsions nanosecondes : Application au traitement des particules de suie Diesel." Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES025.
Abstract:
Le filtre à particules monolithique représente le dispositif le plus efficace en terme de filtration des particules émises par les moteurs à combustion interne. Cependant, le traitement des particules stockées par action de l'oxygène moléculaire à des températures de l'ordre de 600ʿC peut induire certaines complexités en terme de stratégie de contrôle moteur. L'alternative à ces difficultés consiste, à générer au sein même du filtre à particules, une décharge filamentaire la plus homogène possible. Cette dernière constitue un milieu en très fort déséquilibre thermodynamique, susceptible, depuis la température ambiante jusqu'à 600°C, de créer les espèces réactives nécessaires au traitement des particules de suie. Afin d'optimiser l'efficacité et le coût énergétique d'un tel dispositif, les décharges sont initiées par des impulsions haute tension à temps de montée inférieur à 10 ns et faible durée de vie (< 1 microseconde) produites par un générateur de MarxUp to date, Diesel Particulate Filter (DPF) is the most efficient system dedicated to filtration of soot particulates emitted by internal combustion engines. However, treatment of trapped particulates by molecular oxygen at temperature levels around 600ʿC induces some engine management strategy difficulties. Another way for this treatment consists in producing the most homogeneous streamer discharge inside the filter. This discharge is a very strong non equilibrium thermodynamic medium in which reactive species to soot particulates can be generated from ambient temperature up to 600°C. In order to optimize efficiency and energetic cost of the process, very fast rise time (< 10 ns) and short duration (< 1 microseconde) Marx generator high voltage pulses are applied to produce the discharges
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Vanrell, Brigitte. "Caractérisations physico-chimiques et biologiques des émissions Diesel : étude des extraits particulaires et mise au point d'un protocole d'exposition directe d'un système bactérien." Paris 5, 1989. http://www.theses.fr/1989PA05P606.
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Barraud, Claire. "Impact des stratégies de post-traitements sur la génotoxicité des aérosols complexes émis par les moteurs diesel utilisant des carburants biosourcés." Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN4009.
Abstract:
Ce travail de thèse a pour but d’évaluer la génotoxicité des aérosols complexes issus de moteurs diesel ainsi que l'impact des nouveaux carburants réglementés (esters méthyliques du colza, emc) et des stratégies de post-traitements (catalyseurs d’oxydation et filtres à particules) des motorisations actuelles. Un dispositif original d’exposition des divers modèles biologiques, directement aux flux d’aérosols, a été utilisé en comparaison avec les méthodes classiques d’exposition en phase liquide. Il permet d'observer les effets de l'aérosol dans sa globalité, de manière à mimer des conditions plus réalistes. Ce modèle d'exposition « on line » apporte une vision novatrice de la génotoxicité et de la mutagénicité des émissions de moteurs diesel, mettant en avant la contribution significative de la phase gazeuse. En contraste, l’implication de la phase particulaire serait beaucoup plus limitée. Les systèmes de dépollution entrainent une diminution très significative des effets mutagènes et génotoxiques de la phase particulaire. Le protocole « on line » a permis de montrer qu’une génotoxicité et une mutagénicité limitées mais significatives restaient associées à la phase gazeuse. Concernant les biocarburants, la phase particulaire apparaît globalement plus génotoxique et mutagène que celle issue du gazole standard. Toutefois, l’aérosol complet étudié avec le protocole « on line » révèle un potentiel pro-oxydant plus faible de ces biocarburants. Dans tous les cas, les différences entre carburants sont fortement réduites, voire abolies, par les systèmes de dépollutionThe goal of this thesis was the mutagenicity and genotoxicity assessment of whole exhausts issued from diesel engine together with the impact of new biodiesel fuels supplemented with rapeseed methyl ester (rmc) and the impact of aftertreatment devices (diesel oxidation catalyst and particulate filter). An original exposure device was used on various biological models, exposed directly under a continuous flow of exhaust (on line exposure), and compared with more classical exposure to resuspended particles (off line exposure) in liquid phase. On line exposure device is thought to be more realistic. This on line exposure model provides an innovative tool for the study of genotoxicity and mutagenicity of diesel exhausts, underlining the significant contribution of the gaseous phase. In contrast, particles implication seems to be by far more limited. Aftertreatment devices induce a very significant reduction of mutagenic and genotoxic effects of the particulate matter. On line protocol showed a limited but significant remaining genotoxicity and mutagenicity associated with the gaseous phase. Concerning biofuels, particulate matter is more genotoxic and mutagenic than that issued from standard gasoil. However, on line exposure to the whole aerosol reveals the lower pro-oxidant potential of biofuels. In all cases, the differences between fuels are dramatically reduced, or abolished, by the aftertreatment devices
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Bouteiller, Bernard. "Etude théorique et expérimentale des filtres à particules à substrat céramique pour moteur Diésel : application à une nouvelle géométrie de cellules." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2017.
Abstract:
Les attentes des consommateurs et les normes antipollution contraignent les constructeurs à diminuer les émissions polluantes des moteurs à combustion interne. Le Filtre A Particule (FAP) à substrat céramique, sous forme de nid d’abeille, est un dispositif de post traitement des gaz d’échappement, qui permet de supprimer plus de 99% des particules. Le FAP doit filtrer les particules avec un minimum de perte de charge pendant la phase de chargement. Il doit aussi être le lieu de l’élimination des suies collectées. L’oxydation de ces dernières s’appelle la régénération. L’optimisation de ce type de dispositif nécessite la mise en place de critères objectifs de mesure des performances basés sur une approche expérimentale et théorique. Cette thèse propose différentes méthodes expérimentales et méthodes d’analyse qui permettent de mesurer les caractéristiques d’un FAP, lors des phases de chargement et de régénération. Pour la phase de chargement, la méthodologie proposée permet de quantifier la perte de charge du FAP et de qualifier sa durée de vie. Pour la régénération, les outils proposés, permettent de définir le niveau de sévérité de la régénération à partir de laquelle une perte d’intégrité du filtre est observée. Parallèlement, un modèle de perméabilité de FAP est proposé. Il permet de prédire la perte de charge d’un filtre avec ou sans suies, avec ou sans résidus au fond des canaux, pour différentes géométries de canaux. Plusieurs méthodes expérimentales permettant de définir les différents coefficients physiques qui décrivent les caractéristiques d’un filtre ou du dépôt de suies, sont aussi présentées.
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Valentino, Sarah. "Effets multigénérationnels d'une exposition maternelle aux gaz d'échappement de moteur diesel pendant la gestation sur le développement foeto-placentaire dans un modèle lapin." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLA013/document.
Abstract:
La pollution atmosphérique est un problème de santé publique majeur responsable en 2012 de 3,7 millions de décès prématurés dans le monde. La pollution de l’air, au même titre que les autres facteurs environnementaux (e.g., nutrition, stress) auxquels sont exposées les femmes enceintes, pourrait avoir un impact sur le développement foetal. L’objectif de ce travail était d’étudier les effets d’une exposition gestationnelle aux gaz d’échappement de moteur diesel, source majeure de la pollution atmosphérique, sur le développement foetoplacentaire en première (F1) et deuxième (F2) génération. Des lapines gestantes (F0) ont été exposées 2h/jour du 3e au 27e jour post-conception (jpc) à des niveaux de gaz d’échappement de moteur diesel mimant un pic de pollution aux particules fines de grandes villes européennes. L’exposition gestationnelle des lapines F0 entrainait des signes d’hypotrophie foetale (réduction de la longueur de la tête, de l’efficacité placentaire et hypoinsulinémie des foetus F1 à 28jpc) associés à un défaut de vascularisation placentaire et des dérégulations fonctionnelles du placenta identifiées par une analyse d’enrichissement de réseaux de gènes (GSEA) sur des données de transcriptomique (microarray dédié). Le transfert transplacentaire des nanoparticules inhalées a été démontré par microscopie électronique à transmission. En F2, la concentration plasmatique en triglycérides était réduite et la concentration plasmatique en cholestérol augmentée chez les foetus issus des lapines F1 exposées in utero. La biométrie foeto-placentaire et la structure du placenta n’ont pas été affectées. Les analyses GSEA du transcriptome placentaire F2 ont révélé des perturbations de réseaux de gènes impliqués dans la formation du protéasome et desexosomes et dans l’inflammation. Les modulations de profils en acides gras au niveau placentaire et fœtal suggèrent la mise en place de mécanismes adaptatifs anti-inflammatoires chez les F2. En conclusion, l’exposition gestationnelle chronique à des gaz d’échappement de moteur diesel induit des perturbations foeto-placentaires sur plusieurs générations. Ces données ont mis en évidence le risque lié aux nanoparticules émises par les moteurs diesel et qui ne sont soumises actuellement à aucune réglementationAtmospheric pollution is a major threat for human health, causing 3.7 million premature deaths worldwide in 2012. Air pollution, as well as other environmental factors (e.g., nutrition, stress) faced by pregnant women may affect fetal development. The objective of this work was to study the impact of gestational exposure to diesel engine exhaust (DE), a major source of air pollution, on the fetoplacental development in the first (F1) and second (F2) generation. Pregnant rabbits (F0) were exposed 2h/day from 3 to 27 days post-conception (dpc) at DE levels mimicking a pollution peak in major European cities. Gestational exposure of F0 females induced signs of fetal hypotrophia (reduced head length, placental efficiency and hypoinsulinemia in fetuses at 28 dpc) associated with placental vasculature failure and placental functional deregulations identified by gene set enrichment analysis (GSEA) on transcriptomic data (dedicated microarray). Transplacental transfer of inhaled nanoparticles was demonstrated by transmission electronic microscopy. In F2 generation, plasma triglyceride concentrations were reduced and plasma cholesterol concentration increased in fetuses of in utero exposed F1 rabbits. Placental biometry and structure were not affected. GSEA analysis of F2 placental transcriptome revealed disturbances in gene networks involved in formation of proteaome and exosome, in inflammation. Modulations of placental and fetal fatty acid profiles suggest anti-inflammatory adaptive mechanisms in F2 fetuses. In conclusion, chronic gestational exposure to diesel engine exhaust affects fetoplacental development over several generations. These data highlight health hazards caused by DE nanoparticles and currently not subject to regulation
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Van-Hulle, Pascal. "Caractérisation des aérosols émis par la combustion des hydrocarbures : application à la mesure de l'indice de réfraction des suies." Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ROUES009.
Abstract:
Ce travail porte sur la caractérisation des particules de suie émises dans des flammes de diffusion turbulentes ainsi qu'à la sortie d'échappement d'un moteur Diesel. Expérimentalement, des mesures d'extinction, de diffusion de la lumière par des particules, de granulométrie et des analyses de clichés par microscopie électronique ont été réalisées. Ces investigations ont permis d'obtenir la fraction volumique des suies, leur distribution en taille, leur morphologie Numériquement, une comparaison a été réalisée entre trois méthodes (RDG-FA, DDSCAT, RS) permettant le calcul des propriétés optiques des agrégats fractals en tenant compte de leur morphologie complexe. Cette étude montre que la RDG-FA donne des résultats satisfaisants pour les suies étudiées dans ce travail (paramètre de taille des particules primaires<0. 2). Une inversion a été réalisée pour déterminer l'indice de réfraction des suies en comparant des coefficients d'extinction et de diffusion calculés et mesurés expérimentalement. Trois configurations expérimentales ont été étudiées: flammes méthane/air, méthane/oxygène et moteur Diesel. En utilisant l'air comme carburant, l'indice des suies est égal à m=2. 1-0. 48 i et avec de l'oxygène, m=1. 95 - 0. 51 i (l=632. 8 nm). Pour le moteur, l'indice vaut m=1. 52 - 0. 49 i (l=632. 8 nm) et m=1. 47 - 0. 63 i (l=442 nm). Une étude de sensibilité de l'inversion a été réalisée afin d'apprécier les paramètres les plus importants dans la détermination de l'indice : il ressort que les paramètres morphologiques des agrégats, et plus particulièrement de la dimension fractale et du préfacteur sont les paramètres les plus sensibles. Les résultats obtenus montrent que la technique développée permet une détermination de l'indice de réfraction avec une prise en compte de la morphologie complexe des agrégats fractals. Les différentes configurations expérimentales étudiées mettent en avant la modularité de la technique proposée qui peut être transposée à d'autres configurations.
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Le, Prieur Elsa. "Impact toxicologique d'un flux continu d'échappements d'un moteur diesel sur un modèle de culture organotypique de poumon de rat dans un nouveau système d'exposition biphasique air/liquide : Influence de l'utilisation d'un biocarburant, l'ester méthylique de colza." Rouen, 2001. http://www.theses.fr/2001ROUES049.
Abstract:
Les échappements d'un moteur diesel sont connus pour leur toxicité et considérés comme " cancerogènes potentiel chez l'homme ". La littérature montre que l'exposition à ces échappements induit des tumeurs chez l'animal et que les particules semblent jouer un rôle majeur dans cette toxicité. D'un point de vue environnemental, les échappements augmentent l'effet de serre. Pour limiter de tels effets, l'utilisation de nouveaux carburants tels que l'ester méthylique de colza (EMC) a été envisagée. L'EMC est bénéfique sur les paramètres physico-chimiques des échappements, mais aucune étude ne s'est intéressée à l'impact de telles fumées sur le tissu pulmonaire. L'utilisation de cultures monocellulaires ne permet pas de considérer l'ensemble du tissu pulmonaire. Pour pallier ces inconvénients, nous avons mis en œuvre un modèle in vitro permettant d'étudier la toxicité d'un flux continu d'échappements dilués (gaz et particules) sur des tranches de poumon de rat, mises en culture dans des fioles ouvertes. Le système permet d'évaluer l'impact des particules (filtres sur les fioles), et de comparer les effets induits par des échappements issus de la combustion de différents carburants (gazole, EMC). Le modèle a été appliqué à l'étude de plusieurs paramètres. Les échappements issus de la combustion du gazole sont peu cytotoxiques, mais induisent une réponse inflammatoire et un processus apoptotique certainement liés aux particules diesel puisque ces effets ne sont plus observés en présence de filtre. Pour les échappements issus de la combustion d'EMC, une cytotoxicité et un fort stress oxydatif ont été mesurés, indépendamment de la filtration suggérant la présence d'espèces volatiles toxiques. En conclusion, ce nouveau modèle d'exposition est adapté à l'approche toxicologique d'atmosphères complexes telles que les échappements. Il pourrait aider à mieux comprendre les risques liés à la pollution atmosphérique puisqu'il permet l'étude d'un large panel de paramètres pour modéliser les atteintes induites
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Pesant, Laurie. "Elaboration d'un nouveau système catalytique à base de carbure de silicium (β-SiC) pour la combustion des suies issues des automobiles à moteur Diesel." Strasbourg 1, 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/PESANT_Laurie_2005.pdf.
Abstract:
Le Diesel connaît de plus en plus de succès. En effet, les moteurs Diesel sont bien connus pour leur robustesse, leur longévité mais également pour leur meilleur rendement de combustion qui implique une faible consommation de carburant. Cependant, les moteurs Diesel émettent des polluants tels que des NOx et des particules de suies. Cette thèse a été réalisée en collaboration avec la société Sicat, fabricant industriel du -SiC. L'objectif est de développer une mousse de carbure de silicium (-SiC) imprégnée de platine dans le cadre d'une application pour la dépollution des suies présentes dans les gaz d'échappement de voitures particulières à moteur Diesel. En effet, le matériau -SiC présente de nombreux avantages par rapport aux supports classiques tels que l'-SiC utilisés comme filtre à particules, c'est-à-dire, une bonne conductivité thermique, une bonne résistance mécanique, une importante surface spécifique, une légèreté accrue, une tortuosité contrôlable et une facilité de mise en forme. Dans un premier temps, des tests modèles de combustion sont réalisés sur un micropilote. Ainsi en simulant les conditions de fonctionnement réelles, il est possible d'apprécier la capacité du catalyseur à brûler la suie. Ces travaux ont permis de mettre en évidence les performances du catalyseur Pt/-SiC lors de la combustion des suies. De plus, le catalyseur à base de -SiC a montré une stabilité au cours de cycles successifs de combustion contrairement à un catalyseur à base d'-SiC. En outre, une étude par XPS a permis une meilleure compréhension de l'action du catalyseur au Pt supporté sur SiC lors de la combustion des suies. Dans un second temps, des tests ont été effectués en conditions réelles sur un banc à rouleaux et ont donné lieu à des résultats prometteurs. En effet, une efficacité de filtration/combustion de l'ordre de 50 à 70% a été obtenue avec une mousse de SiC catalysée au PtThe use of Diesel engines has greatly increased over recent years due to their reliability, durability and efficiency that implies a low fuel consumption. However, Diesel engines emit a large amount of pollutants that are NOx and soot particles. This thesis is based on the development of platinum supported on -SiC foam for oxidising particulate matter in Diesel engine exhaust gases. This work was done in collaboration with Sicat which develops silicon carbide industrial scale production. The -SiC foam presents several advantages which are a high thermal conductivity, a high mechanical strength, a medium surface area, a lightness, a high tortuosity and an easily shaping compared to the classical material (-SiC) used in particulate filter. The performance of the catalyst (Pt/-SiC) has been evaluated first in the catalytic combustion of model carbon particles. Works have showed that the -SiC is an adequate support for the catalytic combustion of model Diesel carbon particles in a continuous mode without any apparent deactivation as compared to low surface area -SiC. The high resistance towards deactivation as a function of the combustion tests on the -SiC was attributed to its peculiar surface reactivity with the deposited platinum particles which allowed the accessibility of these sites to the reactants to be maintained. In addition the catalyst performance has been tested on a real bench test. These results indicate a high catalytic volume efficiency of the catalysed foam. The filtration and combustion capacity of such a catalyst reached about 50 to 70% in number of particles
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Sri, Rahayu Wuryaningsih. "Préparation, caractérisation et mise en œuvre de catalyseurs à base de pérovskites dans la combustion des suies diesel." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD695.
Abstract:
La combustion catalytique des suies issues des moteurs Diesel, sur des catalyseurs à base de pérovskite ABO3 du type LaO,8Sr0,2MnO3 a été étudiée. L'activité a été évaluée à l'aide de l'analyse thermique ATD-ATG en utilisant des suies synthétiques (un mélange de 70 % de noir de carbone, 15 % d'huile de moteur et 15 % de gasoil), ou du noir de carbone seul. A l'aide d'une étude bibliographique nous avons, dans un premier chapitre, situé le sujet en abordant les principaux aspects du problème. Dans le deuxième chapitre nous avons préparé et testé une série de catalyseurs en introduisant une petite quantité de métal précieux (Pt, Pd ou Ru) et/ou un déficit de Mn dans le site B. Les meilleures performances sont obtenues par la pérovskite stoechiométrique dopée au Pd. Quelques paramètres pouvant influencer l'activité ont été examinés, à savoir : la méthode de préparation, la surface spécifique, le vieillissement et le rapport suies/phase active. Des mesures en ATD-ATG en régime isotherme ont été également faites. Cette technique a permis aussi de déterminer les paramètres cinétiques de la réaction. Les résultats sont enfin discutés et un mécanisme du type suprafacial a pu être proposé. Dans le dernier chapitre nous nous sommes intéressés à la recherche d'un support (wash-coat) permettant de déposer la pérovskite contenant du Pd sur un filtre de cordiérite ainsi qu'à la mise au point d'une méthode de dépôt du catalyseur. Quatre oxydes (M203-y, CeO2, TiO2 et ZrO2) ont été examinés. L'alumine provoque la désactivation du catalyseur. Les trois autres supports semblent être bien adaptés, en particulier la cérine qui donne le meilleur résultat. La méthode de dépôt qui permet d'obtenir une bonne activité consiste à déposer CeO2 à partir d'une solution de nitrate de cérium alors que le catalyseur est déposé à partir d'une suspension dans un mélange eau-éthylène glycol. L'état des couches déposées a été suivi par microscopie à balayage (MEB).
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Ajrouche, Hussein. "Mesures optiques d'imbrûlés - applications aux émissions des moteurs Diesel et des réacteurs." Rouen, 1995. http://www.theses.fr/1995ROUES021.
Abstract:
Une méthode optique in situ et non intrusive fondée sur la mesure simultanée de l'extinction et de la diffusion de la lumière par un nuage de particules a été mise au point. Elle a été utilisée pour caractériser le diamètre et la densité particulaire des suies émises par les véhicules Diesel et les turboréacteurs. Nous avons en particulier pu suivre dans un premier temps l'évolution des particules lors des accélérations successives d'un moteur Diesel. Il apparaît que le diamètre croît au cours de l'accélération alors que le nombre de particules tend à décroître. On retiendra comme ordre de grandeur typiques 50 nm et 510. 9 cm cubes à l'intérieur du tunnel. Ces résultats en régime instationnaire, que les méthodes classiques de filtration ne peuvent atteindre, sont à notre connaissance uniques. La première partie du travail a été réalisée au centre technique Citroën, le montage optique était directement fixé au tunnel de dilution recueillant les fumées émises par le pot d'échappement. La deuxième partie du travail décrit une cellule dédiée à la mesure des très faibles quantités d'imbrûlés, ici appliquée aux émissions des turboréacteurs. Compacte, elle utilise deux miroirs de renvoi pour générer un trajet optique total de 150 cm. Dans ces conditions des fractions volumiques inférieures a 10 puissance -8 ont été mesurées et leur évolution suivie en fonction de régime moteur. La discussion met en lumière l'influence des hypothèses faites lors du traitement des données, en particulier celles portant sur l'hypothèse de polydispersion et sur la valeur de l'indice complexe de réfraction des suies. Il est montré que l'usage des différentes valeurs de la littérature peut conduire par exemple à des variations de fraction volumique supérieures à 30%. Il est donc suggéré que l'accent soit mis sur la réduction de ces incertitudes. Sous ces conditions les méthodes optiques dont nous avons montré la faisabilité, y compris sur site industriel, seront un atout précieux dans les études touchant aux émissions d'aérosols et à leur suivi
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Miquel, Pierre. "Réduction catalytique de NOx par les hydrocarbures sur des catalyseurs à base de perovskite : application à la dépollution de moteurs Diesel." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10162/document.
Abstract:
Cette étude vise à obtenir la réduction catalytique sélective des oxydes d'azote (NOx), présents dans les gaz en sortie de moteur Diesel, par les hydrocarbures et l’hydrogène. L’objectif était de développer des catalyseurs exempts de platine et rhodium. Le choix s’est reporté sur le palladium déposé sur des supports type perovskites. L’inconvénient majeur des métaux nobles est leur faible sélectivité en régime pauvre. Pratiquement, l’introduction d’un supplément d’agents réducteurs est envisageable, permettant un gain de conversion des NOx notamment aux faibles températures. La conversion sélective en N2 doit également être promue. En effet, la formation de N2O est souvent observée aux faibles températures et faibles conversions. Celle-ci doit être minimisée en raison de son impact sur l’effet de serre. Cette réaction a été menée sur perovskite LaFeO3 imprégnées au palladium dans un environnement riche en oxygène, eau et dioxyde de carbone. Une forte dépendance des résultats en fonction des méthodes de préparation et/ou des modifications du support a été observée, ainsi qu’une influence du précurseur d’imprégnation. Les interactions entre le métal noble et le support jouent un rôle clé dans la conservation d’une activité en réduction des NO après vieillissement des catalyseurs sous milieu réactionnel. Cet effet est attribué à une plus grande stabilisation de l’état de dispersion du palladium sur la perovskite contrairement aux supports conventionnels tels que l’alumineThis study aims to develop a catalyst able to reduce nitrous oxides (NOx) pollutants in Diesel-engine conditions by hydrocarbons and/or hydrogen. The first goal was to eliminate rhodium and platinum based catalysts, which were replaced by palladium deposited on perovskite supports. The major drawback of deposited noble metals is the low N2 selectivity in lean –burn conditions. From a practical point of view, adding reducing agents enhancing NOx conversion, especially at low temperature, is a distinct possibility. Moreover, N2 selective conversion needs promotion. Indeed, N2O formation is often observed at low temperature and low NOx conversion. This phenomenon must be avoided due to the high greenhouse power of N2O. This reaction was carried out on palladium impregnated LaFeO3 perovskite with high oxygen, carbon dioxide and water content. Results were highly dependent of support preparation method or modifications as well as of impregnation precursor. Interactions between noble metal and perovskite support seem to play a key role in NOx conversion preservation after ageing under reactive conditions. This effect is attributed to better stabilization of palladium dispersion on perovskite surface compared to conventional supports like alumina
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Leray, Alexis. "Identification des mécanismes physico-chimiques impliqués dans le post-traitement plasma des gaz d'échappement et études comparatives des différentes technologies plasma." Thesis, Orléans, 2012. http://www.theses.fr/2012ORLE2049.
Abstract:
Le nouveau mode de combustion HCCI est adapté pour réduire les émissions d’oxydes d’azote et de particules fines issues de moteurs Diesel afin de respecter les futures normes d’émission Euro de plus en plus drastiques. Ce type de combustion se traduit par l’augmentation des émissions de monoxyde de carbone et des hydrocarbures et par une faible température des gaz d’échappement retardant ainsi leur conversion par le catalyseur d’oxydation Diesel (DOC). C’est dans ce contexte environnemental et économique que le couplage plasma-catalyseur apparait comme une solution intéressante afin d’améliorer l’efficacité du traitement des gaz d’échappement Diesel. Cette thèse est dédiée à l’étude du couplage d’un plasma non-thermique de type décharge à barrière diélectrique (DBD) et d’un catalyseur d’oxydation Diesel (Pt-Pd/Al2O3) pour le traitement de mélanges gazeux représentatifs d’un échappement de moteur Diesel HCCI (O2-NO-H2O-CO-CO2-CH4-C3H6- C7H8-C10H22-N2). Les expériences avec un réacteur plasma pilote ont été menées sur deux bancs expérimentaux : le premier à l’échelle laboratoire en vue de comprendre la physico-chimie impliquant le plasma et le catalyseur avec une attention particulière pour les sous-produits de réaction, et le second à l’échelle industriel afin de déterminer l’efficacité et la faisabilité d’un tel couplage dans les conditions de débit et de température les plus proches possibles de celles rencontrées en sortie moteur véhicule. L’étude menée en fonction de la puissance injectée dans le milieu, la VVH, la température des gaz, ainsi que la nature du cycle de roulage a permis de montrer l’efficacité du plasma pour abaisser de façon significative la température d’activation du DOC pour l’oxydation de CO et des hydrocarbures. Aussi, la présence du plasma en amont du DOC a permis, sur un cycle NEDC simulé, une réduction de 68% et 42% des masses de CO et des hydrocarbures émis en accord avec la norme Euro6 (2014). L’efficacité du plasma pour l’oxydation des hydrocarbures et de NO à basse température dans ces conditions de débits élevés (jusqu’à 900 Lmin−1 sur le cycle NEDC) a été confirmée et les principaux produits de réaction identifiés et quantifiésThe new HCCI combustion mode is well adapted to improve nitrogen oxide and particulate matter reduction from Diesel engine in order to meet future emission regulations adopted in the Euro zone. However, HCCI engines emit relatively high amounts of unburned hydrocarbons and carbon monoxide due to lower engine exhaust temperature increasing the catalyst light-off time and decreasing the average efficiency of the Diesel oxidation catalyst (DOC). In this environmental and economic context, the combination of plasma with DOC has been considered especially for intermittent use during the cold start. The thesis presents the combination of nonthermal plasma upstream Diesel oxidation catalyst (Pt-Pd/Al2O3) applied to the treatment of simulating Diesel HCCI exhaust gas (O2-NO-H2O-CO-CO2-CH4-C3H6-C7H8-C10H22-N2). The studies were conducted at atmospheric pressure with a pilot-scale dielectric barrier discharge reactor (DBD) on two experimental devices. The first is a laboratory scale set-up (low flow rate : 20 Lmin−1) used to understand the physico-chemical involving the plasma and the catalyst by focusing on the by-products reactions. The second is an industrial scale (gas flow rate up to 260 Lmin−1) used to study the feasibility and the efficiency of the plasma-DOC system under conditions similar to those encountered in Diesel exhaust engine. The effects of the plasma, the DOC and the plasma-DOC systems on the exhaust gas have been investigated under various conditions. The main contribution of the plasma was to give a « thermal » and a chemical « push » to the DOC resulting in the decrease of light-off temperature for CO and HC oxidation. These improvements were shown to depend on the treatment conditions (injected energy i.e. energy density, space velocity, gas temperature and nature of the driving cycle). It is shown that for a simulated European Driving Cycle (NEDC), the combination of plasma upstream DOC reduces the cumulative mass of CO and hydrocarbons by about 68% and 42%, respectively, in accordance with the Euro 6 standard (2014). The efficiency of plasma for hydrocarbons and NO oxidation at low temperature in high flow conditions (up to 900 Lmin−1 on the NEDC) has been confirmed and the main reaction products identified and quantified
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Castric, Sébastien. "Méthodes de recalage de modèles et application aux émissions des moteurs diesel." Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1696.
Abstract:
Depuis plusieurs décennies, les véhicules européens sont soumis à des normes concernant leurs émissions polluantes. Pour faire face à ces contraintes de plus en plus importantes, les constructeurs automobiles ont fait appel à des solutions technologiques complexes notamment dans le cas des véhicules diesel. Cette situation a par ailleurs entraîné une complexification de la mise au point des moteurs puisque ces derniers possèdent un nombre croissant de paramètres de réglage. Notre travail de recherche s’est déroulé dans l’entreprise Renault SAS. Il a pour objectif de présenter des méthodes de recalage de modèles et une application de ses méthodes aux modèles d’émissions polluantes de moteur diesel. Depuis plusieurs années déjà, Renault utilise les techniques de plans d’expériences, de modélisation et d’optimisation pour résoudre le problème de la mise au point des moteurs diesel pour la dépollution. Si l’approche fonctionne bien, elle comporte néanmoins un défaut. Le processus de mise au point des moteurs diesel est itératif, et chaque itération apporte son lot de modifications matérielles. Dans ce cas, les modèles servant à prédire les émissions du moteur, qui sont des LOLIMOT, ne sont plus valables. Sachant que nous ne pouvons pas relancer le processus de modélisation pour des raisons de coup et de délais, une question se pose alors : « Comment recaler les modèles d’émissions après un changement de définition technique du moteur en faisant le moins d’essais possible ? ». La contribution du travail de recherche se divise en deux approches. Une première voie utilise la théorie bayesienne. En se servant du modèle avant le changement comme d’un a priori ainsi que de nouveaux essais nous avons créé un algorithme permettant de recaler les modèles LOLIMOT. Nous proposons par ailleurs une méthode dérivée de la première intégrant en plus la connaissance que peuvent avoir les metteurs au point de leur moteur. Nous avons testé notre méthode en simulation puis sur des essais effectués sur un moteur 2 L diesel ayant subi différents changements de définition technique. Dans un deuxième temps, nous avons considéré que même si la théorie bayesienne permet d’intégrer certaines connaissances dans le recalage de modèles, elle ne permet pas d’utiliser directement les caractéristiques même de ce changement. Nous avons alors décidé de créer un modèle intégrant des paramètres physiques comme, par exemple, le nombre de trous des injecteurs. Nous avons alors, développé un modèle de combustion diesel. Ce dernier permet de simuler l’évolution des grandeurs thermodynamiques dans la chambre de combustion même dans le cas de la multi injection. Nous avons ensuite créé des modèles de polluants utilisant ces grandeurs comme entrées. Nous avons testé notre modèle sur de la prédiction de pression cylindre et de polluants sur un moteur 2L dieselSince some decades, European vehicles are subjected to normative laws about pollutant emissions. To face these constraints, car manufacturers have used more and more complex technologies especially for diesel engine cars. This situation has led to a complexification of engine tuning since the numbers of setting parameters has increased too. The present research work was made for the car manufacturer Renault SAS. It aims at proposing methods that allow readjusting models and applications over pollutant models of diesel engine. Renault decided to use techniques of design of experiments, modelling and optimization to solve the problem of diesel engine tuning for emissions. Even if this approach gave good results, it has some drawbacks. The tuning process is composed of loops. Each loop involves hardware changes in the engine. In this case, the model representing the engine’s behaviour, which is a LOLIMOT model, is not valid anymore. Considering that it is not possible to completely rebuild a model, a question appears: “How is it possible to readjust the model after an hardware change by doing as few tests as possible?” This PhD proposes some ways to solve this problem. The first one consists in using the bayesian theory. By using the initial model as an a priori, we created an algorithm permitting to readjust LOLIMOT models. In addition, we proposed a method derived from the first one, and, which aims at using the tuner knowledge about the engine as a prior knowledge. We tested our methods by simulation and owing to tests made on a 2L diesel engine, which was subjected to different hardware changes. In a second time, we considered that even if the Bayesian theory is able to take into account some knowledge, it does not take into account the hardware change characteristics. Thus, we decided to create a new model integrating physical parameters, like, for example, the number of holes in the injectors. We developed a model of diesel combustion. It simulates the evolution of thermodynamic variables inside the combustion chamber even for the multi injection case. Next, we adapted models of pollutants using these variables as inputs. We tested the whole model on prediction of cylinder pressure and pollutants over 2L diesel engine tests
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Zam, Edwin. "Identification et quantification des composés nitrés dans les gaz d'échappement des véhicules : développement d'outils analytiques performants et de systèmes de prélèvements adaptés." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAF052/document.
Abstract:
La SCR (Selective Catalytic Reduction) permet de réduire les oxydes d'azote (NOx) à l'intérieur d'une ligne d'échappement d'un véhicule Diesel à l’aide d’une solution réductrice à base d’urée injectée en amont d’un catalyseur. L'urée est convertie en NH3 par pyrolyse et hydrolyse, et NH3 réduit les NOx enN2 sur le catalyseur. Cependant, comme cette technique met en jeu un ensemble de réactions très complexes, beaucoup de réactions parasites peuvent entraîner la formation de produits secondaires contenant de l'azote et perturber le bon déroulement du procédé. Par conséquent, l’élaboration d’une étude sur la mesure de ces produits secondaires et de leurs conditions de formation est donc essentielle pour la bonne calibration de la SCR. Si pour certains composés, les techniques de mesures sont encore à développer, dans tous les cas, on se trouve confronté à des problèmes liés au prélèvement des espèces. L'objectif de la thèse est d'identifier, de comprendre et de quantifier les phénomènes qui entrent en jeu et qui perturbent l'analyse des composés azotés dans la ligne d'échappement et dans la ligne de prélèvement. Le travail a été mené selon différents axes de recherche : la comparaison des méthodes de mesure de composés azotés en situation réelles dans les gaz d‘échappement d'un moteur Diesel muni d’un catalyseur SCR, l'étude du prélèvement des composés azotés et notamment NH3 dans une ligne de prélèvement standard et la modélisation des pertes dans une ligne de prélèvement. A la fin de ce travail, nous avons évalué l’impact des conditions de prélèvements : température des gaz, composition et/ou longueur des lignes de prélèvement, sur les résultats de la mesure. Ce travail nous permet d'apporter des suggestions pour améliorer le prélèvement et les mesures des composés azotés présents à l'échappement d'un véhicule Diesel équipé d'une SCRSCR (Selective Catalytic Reduction) reduces nitrous oxides (NOx) in the exhaust line of a Diesel vehicle using a reducing solution containing urea injected upstream of a catalyst. Urea is converted by pyrolysis and hydrolysis in NH3, NH3 reduces NOx in N2 on the catalyst. However, as this technique involves a very complex set of reactions, many side reactions can lead to the formation of secondary products containing nitrogen and disturb the process. Therefore, the study of the measurement of these secondary products and the conditions of their formation is essential for the proper calibration of the SCR technology. If for some compounds, the measurement techniques are already on the market, for other devices they are still developing, but in all cases, we are faced with problems related to the collection of species that disturb measurement. The objective of this thesis is to identify, understandand quantify the phenomena that disturb the analysis of nitrogen compounds in the exhaust and the sampling line. The work was carried out in different areas of research: comparison of methods for measuring nitrogen compounds in real situations in the exhaust gas of a Diesel engine equipped with an SCR catalyst, study of the sampling of nitrogen compounds and particularly NH3 in a standard sampling line and modelling of losses in the sampling line. At the end of this work, we evaluated the impact of sampling conditions: temperature, gas composition and / or length of the sample lines on the measurement results. This work allows us to make suggestions to improve the sampling and the measurement of nitrogen compounds present in the exhaust of a Diesel vehicle equipped with an SCR
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Kieffer, Charlotte. "Étude d’un catalyseur commercial de NH3-SCR à base de zéolithe échangée au cuivre : activité catalytique, sélectivité, stabilité hydrothermale." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2013. http://www.theses.fr/2013ENCM0010/document.
Abstract:
La Réduction Catalytique Sélective (SCR) par l'ammoniac, ou l'urée, est un procédé connu de post-traitement permettant de réduire efficacement les oxydes d'azote émis par les motorisations Diesel, en azote et en eau. Les zéolithes échangées au cuivre sont parmi les meilleures formulations pour une application sur véhicules légers, puisque efficaces sur une large zone de température. Le but de cette thèse était d'étudier la stabilité hydrothermale de ce type de catalyseur. L'approche utilisée au cours de ce travail repose sur l'étude des différentes fonctionnalités d'un catalyseur commercial de NH3-SCR présent sous forme de monolithe, à l'état frais et pour différentes conditions de vieillissement, au Banc Gaz Synthétique couplée à une analyse physico-chimique précise de la phase active du catalyseur. Ceci nous a permis de comprendre les phénomènes de désactivation intervenant au cours d'un vieillissement hydrothermal et de mesurer leur impact sur l'activité et la sélectivité de ce type de catalyseur. Après traitement hydrothermal, on assiste à une désalumination plus ou moins importante de la zéolithe, pouvant conduire à l'effondrement de sa structure, ainsi que d'importantes modifications au niveau du cuivre dès les plus faibles températures de vieillissements. Les résultats ont montré l'importance de maintenir une teneur minimal de cuivre en position d'échange, afin de conserver une capacité de stockage en ammoniac suffisante, mais surtout pour garantir une bonne efficacité à basse température en SCR du NO. Le maintien de la structure de la zéolithe semble essentiel pour que le catalyseur conserve une bonne efficacité et sélectivité au cours du tempsThe Selective Catalytic Reduction (SCR) by ammonia, or urea, is a well-known after-treatment process used for converting efficiently the nitrogen oxides, emitted by Diesel engines, into nitrogen and water. Copper-exchanged zeolites are among the most efficient formulations for light-duty applications, since effective over a wide temperature-range. The aim of this thesis is to study the hydrothermal stability of this type of catalyst. The approach used is this work is based on the study of the catalytic properties of a fresh commercial monolith catalyst for NH3-SCR in fresh and after different ageing conditions, at synthetic gas test bench, coupled with a comprehensive physicochemical analysis of the catalyst active phase. This allowed us to understand the deactivation phenomena occurring during a hydrothermal ageing and the impact on the catalyst activity and selectivity. A hydrothermal treatment induces a dealumination of the zeolite, into a more or less significant extent, which can lead to its collapse, as well as important modifications of the copper sites, even at low ageing. The results showed the importance to maintain a minimal copper content into exchanged sites, in order to retain a sufficient ammonia storage capacity, and especially to provide a good efficiency for the SCR of NO at low temperature. The preservation of the zeolite structure seems to be essential in order to maintain the catalyst efficiency and selectivity over time
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Sabeh, Zahi. "Diagnostic à base de modèle : application à un moteur diesel suralimenté à injection directe." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00139674.
Abstract:
Les moteurs diesel suralimentés à injection directe ont bénéficié de nombreux progrès en termes de minimisation de consommation et d'émissions. Ils représentent aujourd'hui des processus technologiques de plus en plus complexes, d'où la nécessité d'améliorer et de développer des systèmes de diagnostic pour la détection des défauts de ces moteurs. Cette thèse propose une méthode de diagnostic à base de modèle pour la détection de différents types de défauts : de capteurs, d'actionneurs et des fuites dans la boucle des gaz d'un moteur diesel en n'utilisant que ses capteurs d'origine. L'utilisation de modèles physiques, polynomiaux, statiques et dynamiques permet de calculer des résidus entre les grandeurs mesurées par les capteurs et celles estimées par ces modèles. En présence de défauts, des variations anormales des résidus donnent naissance à des symptômes qui constituent la base de détection de différents types de pannes dans le système. La méthode proposée est implémentée, avec un système de prototypage rapide, et testée sur un moteur diesel à bord d'un véhicule de recherche. Des résultats expérimentaux d'application montrent la détection et le diagnostic, réalisés en temps réel, des différents types de défauts introduits durant les essais.