Tesis:

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Villenave, Nicolas. "Étude expérimentale des propriétés fondamentales de la combustion de l'hydrogène pour des applications de propulsion". Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2025. http://www.theses.fr/2025ORLE1001.

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Resumen

En vue d'atteindre la neutralité carbone d'ici 2050, l’Union européenne envisage l'hydrogène comme un vecteur énergétique prometteur afin de réduire la consommation des ressources fossiles. Alors que les piles à combustible et les véhicules électriques occupent déjà une place importante dans la décarbonation du secteur des transports, l'hydrogène est également considéré comme une alternative aux carburants conventionnels pour les véhicules lourds. Toutefois, de nombreux obstacles liés aux propriétés physico-chimiques ainsi qu’à la combustion pauvre en hydrogène sont encore à l’étude : apparition de phénomènes de combustion anormale, production d'oxydes d'azote, instabilités dues aux effets thermodiffusifs. Cette thèse contribue à la compréhension du processus d’auto-inflammation des mélanges pauvres hydrogène/air ainsi qu’au phénomène de propagation des flammes prémélangées laminaires et turbulentes. Dans une première partie, des mesures de délais d’auto-inflammation hydrogène/air et hydrogène/air/oxydes d’azote sont réalisées à l’aide d’une machine à compression rapide afin de revisiter et valider un mécanisme cinétique dans des conditions similaires à celles rencontrées dans un moteur à allumage commandé. Dans une deuxième partie, des flammes laminaires prémélangées en expansion sont étudiées au sein d’une chambre de combustion sphérique à volume constant, en faisant varier la température initiale ainsi que la dilution à la vapeur d’eau et en considérant les instabilités intrinsèques liées aux propriétés physico-chimiques de l’hydrogène : instabilités thermodiffusives, hydrodynamiques et liées à la pesanteur. Dans une dernière partie,des flammes turbulentes prémélangées en expansion sont caractérisées par génération d’une turbulence homogène et isotrope au sein d’une chambre sphérique. Une étude paramétrique est réalisée par rapport à un cas de référence en faisant varier l’intensité turbulente, la pression initiale et la richesse. Finalement, une corrélation turbulente est proposée afin de décrire la propagation de ces flammes et en vue d’être utilisée dans des modèles numériques
In order to reach carbon neutrality by 2050, the European Union is considering hydrogen as a promising energy carrier to reduce reliance on fossil fuels. While fuel cells and electric vehicles already play an important role in decarbonizing the transport sector, hydrogen is also seen as an alternative to conventional fuels for heavy-duty vehicles. Yet, a number of challenges linked to the physico-chemical properties of lean hydrogen combustion are still under investigation: abnormal combustion phenomena, production of nitrogen oxides,instabilities due to thermodiffusive effects, to state a few. This thesis contributes to the understanding of the auto-ignition process in lean hydrogen/air mixtures, as well as the propagation of laminar and turbulent premixed flames. First, measurements of hydrogen/air and hydrogen/air/nitrogen oxides ignition delay times are carried out using a rapid compression machine, to update and validate a kinetic mechanism under spark ignition engine-like conditions. Second, outwardly propagating spherical premixed laminar flames were studiedin a constant-volume combustion chamber, varying the initial temperature and steam dilution, and considering the intrinsic instabilities linked to the physico-chemical properties of hydrogen namely thermodiffusive,hydrodynamic and gravity-related instabilities. Then, expanding premixed turbulent flames are characterized by the generation of a homogeneous and isotropic turbulence zone within a spherical chamber. A parametric study is conducted by varying turbulent intensity, initial pressure and equivalence ratio. Finally, a turbulent correlation is proposed to describe the turbulent propagation of such flames, for use in numerical models

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Hillion, Mathieu. "Contrôle de combustion en transitoires des moteurs à combustion interne". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005749.

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Resumen

Cette thèse traite le problème du contrôle de combustion des moteurs automobiles à combustion interne. On propose une méthode complétant les stratégies de contrôle existantes reposant sur des cartographies calibrées en régime stabilisé. Pendant les transitoires, cette méthode de contrôle utilise des variations de la variable rapide (moment d'allumage ou d'injection) pour compenser les déviations des conditions initiales des variables thermodynamiques dans les cylindres (variables lentes) par rapport à leurs valeurs optimales. Les corrections sont calculées grâce à une analyse de sensibilité d'un modèle de combustion. La stratégie de contrôle en résultant est utilisable en temps réel et, de manière intéressante, ne requiert ni capteur additionnel, ni phase de calibration supplémentaire. Plusieurs cas d'´etudes sont exposés: un moteur essence, un moteur Diesel dilué dans un cadre d'injection monopulse puis multipulse. Des simulations ainsi que des résultats experimentaux obtenus sur banc moteurs et véhicules mettent en valeur l'interêt de la méthode proposée.

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Alizon, Franck Pascal. "Transferts de chaleur convectifs dans la chambre de combustion des moteurs à combustion interne : Influence de l'aérodynamique interne". Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066116.

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Tarabet, Lyes. "Etude de la combustion d’un biocarburant innovant dans les moteurs à combustion interne de véhicules". Nantes, 2012. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=7c6ed750-8345-42ff-9548-e16d79254bad.

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Resumen

L’utilisation des huiles végétales, qui ne sont destinées à la consommation humaine ou animale, comme carburant pour les moteurs Diesel apparaît comme une solution intéressante pour faire face à la raréfaction des énergies fossiles et au réchauffement climatique provoqué par les émissions de gaz à effet de serre. La caractérisation physico-chimique de l’huile d’eucalyptus a montré qu’elle ne peut pas être utilisée directement à l’état pure sur moteur vue sa viscosité élevée et sa mauvaise volatilité. La conversion de cette huile en biodiesel par une réaction chimique de transestérification a permis de rendre ses caractéristiques voisines de celles du gazole et conformes aux normes américaine (ASTM D6751) ou européenne (EN 14214). Une campagne d’essais a été effectuée sur un moteur diesel monocylindre pour l’étude des performances, des émissions et de la combustion du biodiesel préparé et de ses mélanges formulés avec le gazole. Les résultats obtenus ont montré que les biocarburants donnent de performances comparables à celles du gazole avec une réduction significative des émissions d’hydrocarbures, de monoxyde de carbone et de suies à fortes charges du moteur. Un modèle thermodynamique à une zone a été développé pour prédire la pression cylindre et les performances énergétiques (puissance effective, rendement thermique et consommation spécifique de carburant). La confrontation des résultats de simulation à ceux de l’expérimentation a montré une bonne concordance avec une moyenne des erreurs moins de 3%
The use of vegetable oils, which are not intended for human or animal consumption, as fuel for diesel engines seems to be an interesting solution to undertake the fossil fuels depletion and the global warming caused by the greenhouse gases emissions. The physicochemical characterization of the pure eucalyptus oil shows that it can not fuelling directly the diesel engine due to its high viscosity and poor volatility. Converting this oil into biodiesel by chemical reaction transesterification has to make its characteristics close to those of diesel fuel and in agreement with American standards (ASTM D6751) and European standrads(EN 14214). A single cylinder diesel engine is used to test eucalyptus biodiesel and its blends with diesel fuel. The engine combustion parameters, performances and exhaust emissions are evaluated. Results show that neat eucalyptus biodiesel and its blends present significant improvements of carbon monoxide, unburned hydrocarbon, and particulates emissions especially at high loads with equivalent performances to those of diesel fuel. A thermodynamic model, based on a single zone combustion model, is developed to predict the cylinder pressure and the engine performances. The predicted results are validated by the experimental ones. A good agreement with experimental results is noted with average errors less than 3%

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Couet, Sébastien. "Auto-inflammation pilotée par injection de radicaux (APIR) : influence de l'aérodynamique interne et des concentrations locales sur l'initiation de la combustion". Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2025.

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Resumen

Une des principales préoccupations du 21e siècle est la pollution atmosphérique, qui est en partie due à l'utilisation des moteurs à combustion interne. L'une des voies envisageables pour diminuer les émissions polluantes des moteurs à combustion interne est l'utilisation de mélanges pauvres. La technologie actuelle des moteurs ne permet pas d'enflammer de manière efficace les mélanges pauvres. Ce travail est consacré à l'étude d'un dispositif d'initiation de la combustion : l'auto-inflammation pilotée par injection de radicaux. Tout d'abord, les différents types de combustion moteur sont décrits ainsi que différents dispositifs d'initiation de la combustion. Les avantages et les inconvénients de chaque mode de combustion sont exposés. Puis, l'APIR est étudié en détail. Nous démontrons que l'APIR se déroule en quatre étapes : la combustion d'un mélange riche dans la préchambre, l'ensemencement en produits intermédiaires de combustion de la chambre principale, l'auto-inflammation de multiples sites dans la chambre principale, et la combustion du reste de la charge par la propagation de fronts de flamme. Nous étudions aussi l'influence de paramètres tels, le volume et le matériau de la préchambre, le diamètre et l'orientation des conduits de la préchambre, sur les performances de l'APIR. Enfin, une comparaison est effectuée entre l'APIR et la bougie classique On constate que l'APIR permet de réduire la consommation et la production de NOx sur certains points moteur. Ce travail montre que l'APIR a un grand potentiel en terme de réduction de la consommation et des émissions polluantes bien que les dispositifs, qui ont été utilisés pendant ce travail, ne sont pas optimisés.

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Mao, Yu. "Simulation numérique par éléments finis de l'aérodynamique interne des chambres de combustion des moteurs à piston". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1990ECDL0016.

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Resumen

L'écoulement dans la chambre de combustion d'un moteur à piston a une influence très grande sur les performances du moteur. Il est donc important de pouvoir simuler numériquement de tels écoulements de façon à mieux comprendre les phénomènes complexes dans la chambre. Ce travail a consisté à développer un code de simulation utilisant une méthode d'éléments finis avec un maillage déformable. Apres avoir étudié une méthode générale d'éléments finis auto adaptatives, on a déduit une méthode simplifiée d'éléments finis avec maillage mobile applicable aux équations de Navier-Stokes. On a ensuite introduit et comparé des modèles de turbulence du type k-epsilon adaptes aux écoulements compressibles subsoniques. Le code a ensuite été utilisé pour la simulation de l'écoulement turbulent dans une chambre de combustion d'un moteur diesel pendant la phase d'admission et de compression. Les résultats numériques sont en bon accord avec les mesures expérimentales dans le cas d'un écoulement sans giration. Mais dans le cas d'un écoulement avec giration, les vitesses tangentielles prédites sont sous évaluées, sans doute à cause du modèle de turbulence utilisé. En conclusion, la méthode numérique développée s'est révélée très bien adaptée à la simulation de l'écoulement complexe dans une chambre de combustion.

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Zidat, Saïd. "Etude du refroidissement des moteurs a combustion interne par ebullition-condensation". Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066716.

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Le refroidissement des moteurs a combustion interne par ebullition peut contribuer aux efforts engages par les constructeurs automobiles afin de concevoir des vehicules economes, moins polluants, plus fiables et plus confortables. Apres une revue des caracteristiques et des evolutions de la fonction refroidissement classique, les mecanismes d'echanges thermiques par ebullition ainsi que les caracteristiques du systeme de refroidissement par ebullition sont decrits. L'etude est ensuite orientee sur trois aspects. Le premier aspect concerne les mecanismes d'echanges thermiques par ebullition dans la chambre d'eau d'un moteur diesel de 1870 cm#3. Cette etude experimentale sur un banc moteur a permis de situer les parametres les plus influents sur les risques d'apparition de l'ebullition en film (assechement des parois). Une attention particuliere est portee sur la geometrie de l'ecoulement. Le deuxieme aspect decoule de celui decrit ci-dessus et concerne les modifications apportees a la geometrie de l'ecoulement afin de repousser les conditions d'apparition de l'ebullition en film. Quelques avantages du systeme de refroidissement par ebullition sont confirmes. Enfin, le troisieme aspect concerne l'etude numerique du cycle evaporation-condensation d'un modele de circuit de refroidissement qui a permis de situer les conditions optimales permettant de minimiser la taille de l'echangeur principal

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Organisciak, Michel. "Optimisation de la microgéométrie des chemises de moteurs à combustion interne". Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0051/these.pdf.

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La microgéométrie de la surface de la chemise influence les pertes par frottement et la consommation d'huile d'un moteur. Traditionnellement, cette surface est usinée par pierrage, qui crée une rugosité aléatoire composée de stries continues croisées. Elles sont indispensables pour la fiabilité du moteur. Le gravage laser permet aujourd'hui de choisir et de contrôler la microgéométrie de la surface. La lubrification de l'ensemble segment piston chemise (SPC) est influencée par la dynamique de la segmentation et l'alimentation aléatoire en huile. Le contact est hydrodynamique, avec une forte sous-alimentation et une distribution variable du lubrifiant sur la chemise. Ce dernier phénomène peut être responsable d'un frottement local important et d'usure. Il est limité, entre autres, par l'effet redistributeur de la microgéométrie de la chemise. Les effets de la texturation (stries croisées, traits ou coupelles) sur l'épaisseur d'huile, le frottement et la redistribution du lubrifiant sont étudiés pour un seul segment dans des conditions de fonctionnement stationnaires. L'écoulement est modélisé avec l'équation de Reynolds sous-alimentée. Les simulations transitoires, possibles grâce à l'emploi de techniques multigrilles, permettent d'obtenir l'épaisseur du film, le débit et le frottement lorsque les stries traversent le contact. L'étude comprend la sous-alimentation homogène et variable. Pour la première, les résultats montrent que toute striation réduit l'épaisseur moyenne du film. La réduction dépend de la géométrie des stries. Des courbes de prédiction sont établies pour les stries croisées et les traits. Les résultats en frottement sont fonction de la géométrie, avec notamment une réduction avec l'angle de striation. Pour la sous-alimentation variable une courbe de prédiction de la réalimentation dans le cas lisse et texturé est établie. Elle montre l'effet positif des striations sur la réalimentation des zones sèches
The surface microgeometry of a cylinder liner influences the frictional losses and the oil consumption of an engine. The traditional honing process creates a random surface roughness with grooves forming a specific cross-hatched pattern. These grooves are essential for engine reliability. Nowadays, laser texturing allows a precise choice of the microgeometry. Piston ring pack lubrication depends on piston ring dynamics and the random oil supply. The piston ring cylinder liner contact operates under starved hydrodynamic conditions and with a variable lubricant film thickness on the liner (in both transverse and longitudinal directions). This phenomenon can conduct to local friction increase and local wear. The wear is limited by lubricant reflow induced by the surface microgeometry. Surface texturing influence on lubricant film thickness, friction and lubricant reflow are studied for a single ring under stady-state operating conditions. The lubricant flow is modeled using the starved Reynods equation. Multigrids techniques are used to compute the transient lubricant film thickness, lubricant flow and friction when the grooves are passing through the contact. Homogeneous and variable starvation are studied. For the first one, the results show that the lubricant film thickness is always reduced for a textured surface. The reduction depends on grooves geometry. Prediction curves are established for cross-hatched surface patterns and discontinous grooves. Friction variations is function of the geometry, for instance the friction is reduced with the cross-hatched angle. For variable film configurations, a prediction curve of lubricant reflow is established for the smooth and textured surfaces. It shows the positive effect of surface texturing on lubricant reflows

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Organisciak, Michel Lubrecht Antonius A. "Optimisation de la microgéométrie des chemises de moteurs à combustion interne". Villeurbanne : Doc'INSA, 2008. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=organisciak.

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Ternel, Cyprien. "Contribution au développement de l'allumage par laser pour les moteurs à combustion interne". Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUES025.

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Avec les nouvelles stratégies de combustion, la bougie atteint les limites de son potentiel. Nous avons travaillé sur un nouveau type d'allumage : l'allumage laser. Nous avons caractérisé la nature du plasma laser. La valeur seuil d'irradiance qui déclenche le claquage est d'environ 50GW/cm². Nos essais d'allumage ont soulevé le problème de raté de combustion pour les milieux fortement dilués. La présence seule du plasma n'entraîne pas un allumage réussi. Le but est aussi d'apporter une source suffisamment volumineuse, supérieure au volume critique d'allumage, qui a été déterminé de façon théorique. Deux lasers ont été testés sur moteur : un laser de puissance et un laser compact afin d'étudier la faisabilité de l'implantation d'un tel système. L'analyse de combustion montre que le plasma entraîne une initiation plus stable. Aucun effet mémoire de la qualité de l'allumage sur la propagation de la flamme n'a été mis en évidence. Des essais en fonctionnement stratifié ont aussi été effectués
With new combustion strategies, spark plug seems to reach its potential limits. We worked on a new ignition system : laser-induced ignition. We characterized the plasma properties in funtion of experimental parameters. We determined an irradiance threshold of circa 50 GW/cm², which starts the breakdown process. The ignition tests of mixtures diluted with nitrogen also raised problem of combustion misfire for high diluted mixtures. Plasma does not involve necessarily a successful ignition. It also must bring a sufficiently large ignition source, at least equivalent to the critical ignition volume, which has given by theoretical method. Two lasers were tested on engines : a powerful and a compact laser. This last was used to study the feasibility of such a system on engine. The combustion analysis shows that plasma involves a more stable initiation. No memory effect of ignition quality on the flame propagation could be observed. Stratified injection tests were also carried out

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Podevin, Pierre. "Contribution a l'etude de la reponse transitoire d'un moteur a combustion interne soumis a une acceleration". Paris, CNAM, 1996. http://www.theses.fr/1995CNAM0272.

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L'etude de la reponse transitoire d'un moteur a combustion interne soumis a une acceleration se revele particulierement importante dans le domaine de la propulsion routiere. En effet, de cette reponse dependent le confort et les performances du vehicule mais aussi le respect des futures normes anti-pollution. Cette contribution porte principalement sur la simulation des reprises d'une berline de haut de gamme, equipee d'un moteur diesel turbocompresse, d'un point de vue experimental et theorique. Dans le but de simuler le comportement du moteur lors des accelerations en 3#e#m#e 4#e#m#e et 5#e#m#e vitesse, un volant d'inertie a ete installe sur un banc moteur classique. Ce volant, a inertie variable, possede une masse maximum d'environ 400 kg et accepte des vitesses de rotation superieures a 5000 tr/min. Il est accouple directement au moteur, ce qui constitue probablement une disposition unique en son genre. La mise en uvre, les moyens de mesures, la validation du banc ainsi que certains releves de mesures sont presentes. La modelisation du moteur, de type quasi-stabilise, est basee sur le cycle theorique du moteur diesel. La modelisation du turbocompresseur est quasi-unidimensionnelle, l'ecoulement dans la machine est suppose stationnaire. L'influence des transferts thermiques et de l'instationnarite de l'ecoulement sur les performances du turbocompresseur est debattue. L'utilisation de variables reduites, prenant en compte le travail polytropique permet une concordance remarquable entre les essais de la turbine sur moteur et sur un banc de turbocompresseur froid. La comparaison des resultats obtenus, par le calcul et par les essais, revele une bonne adequation des programmes de predictions des performances du moteur en regime stabilise et en acceleration

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Monteil, Guy. "Etude tribologique d'un système came-poussoir". Besançon, 1987. http://www.theses.fr/1987BESA2005.

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Etude de l'usure du systeme came-poussoir dans un moteur a combustion interne. Etude du film lubrifiant en regime de lubrification elastohydrodynamique. Role des additifs du type zinc dithiophosphate. Etats de surface (rugosite; rugosimetrie)

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Warth, Valérie. "Conception et développement d'un logiciel de génération de mécanismes réactionnels d'oxydation et de combustion de substances organiques". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL087N.

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Cette thèse concerne la mise au point d'un logiciel de génération de mécanismes de combustion et d'oxydation de substances organiques (alcanes, cyclanes, éthers) contenues dans les essences et les gazoles. Un des principaux objectifs de ce travail est la prédiction des émissions de polluants par les moteurs à combustion interne. Le logiciel comporte les éléments suivants :une base de données de réactions de petites espèces (Co-C2), un générateur de mécanismes primaires exhaustifs, un générateur de mécanismes secondaires globalisés et enfin, deux générateurs de données, l'un thermochimiques et l'autre cinétiques. Sont générés des modèles de réactions compatibles avec le logiciel CHEMKIN II des laboratoires SANDIA (USA) de simulation de réactions en réacteurs de laboratoires. Les mécanismes générés par notre logiciel peuvent être validés de manière interactive grâce à CHEMKIN par confrontation avec des résultats expérimentaux. En outre, un logiciel de réduction de ces mécanismes détaillés a été également développé et validé. Une représentation externe non canonique des réactifs chimiques est transformée en une représentation interne canonique par un compilateur auquel sont associés deux algorithmes de canonicité. Les mécanismes réactionnels sont générés par application aux structures internes chimiques d'algorithmes implémentant les réactions chimiques élémentaires. La complétude et la non redondance des mécanismes produits sont assurées par canonicité des espèces d'une part, et par des règles de création/consommation des espèces radicalaires établies sous forme d'un algorithme itératif, d'autre part
This thesis deals with the development of a software for the generation of combustion and oxidation mechanisms of organic compounds (alkanes, cyclanes, and ethers) found in gasoline and diesel fuel. One of the main aims of this study is to predict the emission of pollutants by internai combustion engines. The software is made of the following items : a database of small species (Co-C2) reactions, a comprehensive primary mechanism generator, a lumped secondary mechanism generator and two data generators : a first one of thermodynamic data and a second one of kinetic data. Generated reaction models are compatible with CHEMKIN II package from SANDIA laboratories, USA, for the analysis of gas phase chemical kinetics. The generated mechanisms can be interactively validated thanks to CHEMKIN by comparison with experimental results. Moreover, another software has been developed and validated for reducing these detailed mechanisms. A non ~anonical external repre~entation of chemical reactants is transformed into a canonical internai representation through a compiler and two canoniêity algorithms. The mechanisms are generated by applying algorithrns implementing elementary chemical reactions to internai chemical structures. Completeness and non redundancy of the produced mechanims are ensured by, on the one hand, the canonicity of the species and, on the other hand, by creationlconsumption rules for radical species implemented via an iterative algorithm

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Foucart, Hervé. "Modélisation tridimensionnelle des films liquides pariétaux dans les moteurs à combustion interne". Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES077.

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Afin de prédire le mélange d'air et de carburant en phase vapeur dans les conduits d'admission et les cylindres d'un moteur a combustion interne, un modèle de film liquide pariétal a été développé pour les codes de calcul tridimensionnels d'aérodynamique. Le film est d'abord formé sur la paroi par les gouttelettes impactantes ou par condensation de la vapeur, les phénomènes d'éclaboussement provoqués par l'impact n'ont pas été abordés ici. Il est ensuite soumis à l'entraînement de l'air et des gouttelettes, au frottement de la paroi avec les effets thermiques types Leidenfrost s'il y a lieu, et aux forces de volume. Enfin le film disparaît ici par évaporation, celle-ci étant évaluée analytiquement sous formes dynamique et thermique sans recours aux corrélations expérimentales. Le film est alors décrit par les équations de la couche limite laminaire en incompressible. Ces équations constituant le noyau du modèle sont intégrées et résolues au premier ordre en volumes finis suivant un schéma ALE (Lagrange Euler arbitraire) dans le code KIVA-MB développé à l'IFP à partir de KIVA-II. Le modèle a d'abord été validé sur des solutions analytiques puis a été confronté aux résultats de deux situations expérimentales. La première menée à l'IFP consiste à reproduire la formation d'un film de carburant dans un conduit d'admission d'un moteur. La deuxième expérience (Xiong et al. ) a pour but de caractériser la durée de vie d'un film sur une paroi chauffée. La comparaison des résultats semble tout à fait satisfaisante. Enfin, nous avons effectué un calcul pour une configuration moteur en vue de démontrer les potentialités industrielles du modèle.

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Chandoul, Mohamed. "Contribution à l'étude du cycle de Lenoir pressurisé (sans combustion)". Valenciennes, 1985. http://www.theses.fr/1985VALE0002.

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Leroy, Thomas. "Cylinder filing control of variable-valve-actuation equipped internal combustion engines". Paris, ENMP, 2010. https://theses.hal.science/tel-00506471.

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Resumen

Nous étudions la production de couple et de polluants de moteurs à combustion interne à distribution variable d'un type fréquemment répandu dans l'industrie automobile (moteurs Diesel ou essence). Les systèmes de distribution variable (VVA pour Variable Valve Actuation) ont été introduits dans les moteurs pour optimiser l'efficacité du fonctionnement global sur des plages très larges de points de fonctionnement, considérés à l'équilibre. A tout instant, les résultats de la combustion dépendent du remplissage en air/gaz brûlés du cylindre, qui lui même dépend de la position des actionneurs VVA et des conditions dans le collecteur d'admission. Ces deux sous-systèmes ont des temps de réponse différents, ce qui conduit, pendant les transitoires, à des pertes d'efficacit ́e du moteur. Dans cette thèse, nous proposons une solution a ce problème, qui prend la forme de boucle de coordination entre les sous-systèmes de contrôle de bas-niveau. Cette coordination s'effectue par l'intermédiaire d'un modèle de remplissage développé dans ce manuscrit. Des résultats expérimentaux établissent qu'il est possible d'améliorer la production de couple et de réduire les polluants
The production of torque and pollutants of Variable Valve Actuation equipped internal combustion engines found in the automotive industry (both Diesel and gasoline engines) is studied. Variable Valve Actuation (VVA) is a technology which has been introduced to optimize engine efficiency at steady-states covering a wide range of operating conditions. In more details, the outcome of the internal combustion engine (torque and pollutant) depends on the cylinder filling at each stroke which, itself, depends on the VVA positions and the engine intake manifold conditions. These two subsystems have inconsistent response times which results in efficiency losses during transient operations. In this manuscript, a remedy for this issue which takes the form of coordination loops of low-level controllers is proposed. This coordination uses a cylinder filling model, designed in the thesis. Experimental results prove that torque production and pollutant emissions can be improved

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Giansetti, Pascal. "Contrôle moteur à l'allumage : estimation/prédiction de la masse et de la composition du mélange enfermé dans le cylindre". Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2028.

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Le contrôle des moteurs à allumage commandé est devenu capital pour satisfaire la législation sur les émissions polluantes tout en garantissant un bon agrément de conduite. L'objectif était d'estimer la masse et la composition des gaz dans le cylindre d'un moteur à partir de lois physiques afin d'assurer un meilleur contrôle des phases transitoires en prenant en compte les gaz résiduels et les gaz recirculés. La quantité de gaz résiduels a été caractérisée à l'aide de deux expériences et d'un code de calcul. Un modèle a été validé expérimentalement et intégré à un observateur prédicteur bouclé qui permet de prédire la pression et la température dans le collecteur. Les prédictions des différents flux de gaz et des espèces chimiques présents dans le cylindre en sont alors déduites. L'observateur à été validé expérimentalement et en simulation. De plus, un algorithme permettant d'estimer la masse de gaz frais et brûlés à partir de la pression cylindre a été proposé pour obtenir l'information cycle à cycle et cylindre à cylindre.

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Awad, Sary. "Contribution à l’étude de la valorisation énergétique des résidus graisseux et de leur combustion dans les moteurs à combustion interne". Nantes, 2011. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=d1ff0d4b-e1a4-4376-82fa-f4b0bb2ff8c9.

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Les huiles végétales et les graisses animales usagées sont des déchets produits quotidiennement par les activités humaines dont l’impact environnemental s’amplifie avec l’augmentation de la population mondiale. En revanche, leur composition chimique et leur teneur énergétique leur offrent le potentiel d’être utilisées comme carburants. Pour cela une adaptation des propriétés physiques de la graisse est requise. La transformation de ces déchets en biodiesel est très prometteuse vu sa compatibilité avec les moteurs diesel et ses caractéristiques très proches du gazole. Dans le cadre de ces travaux thèse deux types de déchets graisseux (l’huile de friture usagée et des résidus graisseux) ont été traités pour les transformer en biocarburants. Les réactions de transformation des déchets en biodiesel ont été optimisées et les carburants produits ont été caractérisés et ont été conformes avec la norme européenne EN14214. Afin de tester les biocarburants mis en oeuvre, un banc d’essais équipé de systèmes d’acquisition rapide et lente et des appareils de mesure des émissions polluantes a été utilisé. Les performances énergétiques et les émissions d’un moteur alimenté par les biocarburants et le gazole ont été mesurées et un modèle d’analyse de combustion a été développé. Les résultats obtenus ont montré que les biocarburants ont donné des performances comparables à celles du gazole avec une réduction drastique des émissions d’hydrocarbures. Un modèle à une seule zone de combustion a été développé et confronté aux résultats expérimentaux. Une étude technico-économique a été conduite à la fin de la thèse afin d’analyser la rentabilité et d’appliquer l’étude à l’échelle industrielle
Waste animal fats and vegetable oils are produced daily by human activities. Their impact on the environment is worsening with the increase in world’s population. But on the other hand their chemical composition and calorific value make them good alternatives to fossil fuels. In order to make them compatible with engines, some transformations are required to decrease their viscosity and improve their properties. Among the possible fat derived fuels, the bio-diesel seems to be the most suitable to be used on engines because their properties are similar to diesel fuel. In this work municipal fatty wastes are transformed to bio-diesel via catalysed transesterification. The corresponding processes and their parameters were optimized and the produced fuels were characterised with respect to European norms (EN 14214). An equipped test bench was used to measure performance, emissions and combustion parameters. The collected data were analysed and a comparison between the produced bio-diesel and diesel fuel was established. . The use of bio-diesel results on comparable performance with diesel fuel with a drastic reduction of unburned hydrocarbons. A single zone model was also developed to compare theoritical results and experimental results which show good agreements between them. A techno-economic study was carried on in order to analyse the profitability and to realize the project on an industrial scale

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Torredème, Sophie. "Analyse et modélisation de la pression cylindre pour le contrôle des moteurs à allumage commandé". Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT085H.

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Le but de cette these est de developper un modele comportemental d'un moteur a allumage commande base sur les lois de la physique. Ce modele doit etre suffisamment facile a mettre en uvre pour pouvoir servir de reference au test de strategies de commandes destinees a ameliorer le rendement du moteur sous contraintes de respect des normes anti-pollution et de non-apparition du cliquetis. Ce travail se situe donc a l'interface entre deux domaines: la mecanique des fluides et l'automatique. Les phenomenes physiques qui influencent le fonctionnement du moteur ont d'abord ete etudies. Une attention particuliere a ete portee a la combustion dont la qualite determine les performances (couple, puissance) du moteur. Une etude bibliographique ainsi qu'une classification des divers modeles de la combustion disponibles dans la litterature a ete effectuee. On distingue ainsi les modeles physiques et les modeles orientes commande. Nous avons ensuite developpe un modele thermodynamique une zone. Un formalisme de type entrees/sorties, classique en automatique, a ete retenu pour presenter un schema bloc et les equations d'etat du systeme moteur. Ce modele est utilisable comme modele predictif (calcul de la pression cylindre a partir de donnees sur la combustion) ou comme modele d'analyse (calcul de la fraction de masse brulee a partir de mesure de pression). Afin de valider notre modele, des mesures de pression cylindre ont ete realisees sur banc moteur sur des moteurs equipes de culasses usinees pour pouvoir implanter un capteur de pression piezo-electrique. Les problemes propres aux mesures de pression a l'aide de capteurs de ce type ont ete etudies. Enfin, la derniere partie est consacree d'une part a la validation et l'exploitation du modele basees sur les mesures precedentes et, d'autre part, a l'analyse experimentale des observateurs du rendement moteur en vue de son optimisation. Les correlations obtenues entre le modele et les mesures sont satisfaisantes. Les meilleurs observateurs du rendement sont, d'apres notre etude, l'angle de pression maximale qui permet de definir le reglage optimal de l'avance a l'allumage et la pression moyenne indiquee representative du couple maximal

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Karrer, Maxime. "Diagnostic des plasmas de combustion par sonde d'ionisation : application à l'étude de l'interaction flamme-paroi instationnaire". Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00445348.

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L'enjeu des technologies futures pour les motoristes sera de proposer une motorisation ayant de faibles émissions polluantes tout en conservant un coût de conception et de réalisation compétitif. L'une des caractéristiques de la combustion dans un moteur à allumage commandé est que la flamme atteint par endroit la paroi alors que seulement 30% de la charge a été consommée. Une grande partie du combustible brûle alors en proche paroi. Il es t indispensable de s'intéresser aux mécanismes de l'interaction flamme-paroi pour le développement et l'amélioration du fonctionnement des moteurs à allumage commandé. Les travaux proposés dans cette thèse montrent que les sondes d'ionisation permettent de mesurer des paramètres qui caractérisent l'interaction flamme-paroi et notamment pour des conditions de pression et de température élevées. Le développement de modèles théoriques simples a permis de mesurer différents paramètres comme la distance de coincement de la flamme, la vitesse de flamme ou bien encore la température, à partir de l'analyse du courant d'ionisation. Ces mesures ont été réalisées pour différentes géométries d'interaction flamme-paroi et différents types de mélanges. Des mesures combinées par diagnostics optiques (PIV, LIF, visualisation directe) et par mesure du flux de chaleur pariétal ont permis de valider l'ensemble des résultats obtenus sur différentes gammes de pression. Enfin, les propriétés de conductivité électrique de la flamme à haute pression ont été étudiées expérimentalement et théoriquement.

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Harouadi, Farid. "Contribution à l'étude de la cinétique de la combustion turbulente en limite pauvre dans les moteurs alimentés au gaz naturel". Aix-Marseille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX11039.

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La premiere partie de cette these resume les caracteristiques des gaz naturels et leur specificite liee a leur utilisation dans les moteurs. La deuxieme partie decrit le support experimental. Il s'agit d'un moteur r. V. I. Mips 620 045 dans une version de carburation gaz naturel a allumage commande, avec un taux de compression de 12,5:1. Ce moteur est dote d'une chaine de mesure et d'acquisition de donnees. La troisieme partie est consacree a une etude des defauts de combustion rates en limite pauvre. L'analyse met en evidence deux types de rates. Le premier est d'origine electrique et peut etre maitrise par un allumage a plus haute energie. Le deuxieme est propre a la combustion et se produit dans les melanges tres pauvres. La quatrieme partie concerne la mise au point de deux modeles thermodynamiques pour reconstituer la cinetique de la combustion a partir du signal de pression. Le premier modele est de type une zone avec une temperature moyenne liee a l'etat d'avancement de la combustion. Le second est a deux zones avec separation des gaz frais et gaz brules. Ces modeles sont valides sur trois fichiers tests etablis numeriquement a partir d'un modele a deux zones inverse mais ecrit de maniere independante. Les pertes thermiques sont reparties au cours du cycle selon le modele de woschni, en ajustant le coefficient de transfert a notre moteur. La derniere partie presente l'etude de la combustion en regime moteur normale. Deux modeles ont ete exploites pour analyser la fraction brulee et le taux de combustion. Le premier est le modele de weibe, le deuxieme est un modele de flamme turbulente cellulaire developpe dans cette section

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Socoliuc, Mihai. "Etude aérodynamique et thermique des phénomènes pariétaux dans un moteur alternatif à combustion interne". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1996. http://www.theses.fr/1996ECDL0033.

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Le but de cette thèse a été d'améliorer les connaissances en matière de phénomènes pariétaux, cinématiques et thermiques, dans la chambre de combustion d'un moteur alternatif. Afin d'éliminer les effets de la combustion sur les phénomènes analyses, l'étude a été effectuée en régime entraîné, pour différentes vitesses de rotation et ouvertures du volet d'admission. La vitesse de gaz a été mesurée, dans le conduit d'admission et dans la chambre de combustion, à l'aide d'un système de vélocimétrie doppler-laser. Le volume de mesure a pu être approché à 1 mm des parois dans le conduit d'admission et a 0,3 mm dans la chambre de combustion. Pour ces points, les vitesses plus faibles qu'au cœur de l'écoulement renseignent sur l'épaisseur de la couche limite cinématique, lorsque le régime est quasi établi. Diverses influences du régime de fonctionnement sur le champ cinématique sont également présentées. Les transferts thermiques ont été analysés par fluxmétrie et par strioscopie associée à la cinématographie rapide. Le caractère instationnaire du transfert thermique est mis en évidence par les valeurs aberrantes prises par le coefficient de transfert convectif au cours de la détente. Il est confirmé par le caractère non monotone de l'évolution de la température dans la zone pariétale qui apparaît clairement en strioscopie. Cette technique a permis également de visualiser la couche limite thermique et de suivre son évolution.

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Darwich, Hatem. "Étude d'une valve électromécanique à bobine mobile pour les moteurs à combustion interne /". Trois-Rivières : Université du Québec à Trois-Rivières, 2005. http://www.uqtr.ca/biblio/notice/resume/24251868R.pdf.

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Darwich, Hatem. "Étude d'une valve électromécanique à bobine mobile pour les moteurs à combustion interne". Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2005. http://depot-e.uqtr.ca/1415/1/000127784.pdf.

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Jaine, Thierry. "Simulation zérodimensionnelle de la combustion dans un moteur Diesel à injection directe". Orléans, 2004. http://www.theses.fr/2004ORLE2017.

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Les normes d'émissions polluantes sont de plus en plus contraignantes et la mise au point des moteurs ainsi que des systèmes de dépollution de plus en plus délicate. Dans cette optique, la modélisation 0D des moteurs Diesel est un outil permettant de prédire les performances en phase stationnaire et transitoire avec un bon compromis entre la vitesse d'exécution et la précision. Les modèles 0D de la littérature ont été comparés à des expériences réalisées sur mono-cylindre Diesel ainsi qu'à des calculs 3D. Puis, trois modèles de complexité croissante ont été mis au point à partir de ces modèles de base : deux modèles de combustion à turbulence simplifiée à une zone (avec et sans délai d'auto-inflammation) et un modèle à turbulence simplifiée multi-zones (ou n-fois une zone) avec sous-modèle de combustion, de pénétration de jet, de vaporisation des gouttes et prise en compte du délai d'auto-inflammation. Les modèles de combustion à turbulence simplifiée montrent un bon accord avec l'expérience notamment en terme de pression dans le cylindre. De plus, le modèle de combustion n-fois une zone permet de décrire localement la vaporisation du carburant et sa combustion. La vitesse d'exécution des modèles permet d'envisager leur utilisation dans les phases de développement de stratégies de contrôle moteur.

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Tudorache, Diana Elena. "Tabulation de la cinétique chimique pour la prédiction des polluants dans les moteurs à combustion interne". Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01000236.

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Les responsabilités environnementales font que les constructeurs automobiles visent à acquérir des connaissances approfondies sur les phénomènes physico-chimiques des chambres de combustion des moteurs pour la compréhension et le contrôle des émissions polluantes. En dépit des performances remarquables dans le domaine du calcul numérique intensif de très haute performance, les simulations numériques des chambres de combustion des moteurs à combustion interne ne permettent pas encore une description détaillée des processus chimiques. L'objectif de ces travaux est d'améliorer les modèles de combustion turbulente basés sur la Simulation aux Grandes Echelles en développant une méthode de tabulation de la cinétique chimique représentative de la combustion dans un cycle moteur. Une attention toute particulière est portée sur la capacité de la méthode de tabulation à reproduire la formation des espèces polluantes lors des phases de compression, d'auto-allumage et de détente d'un moteur à combustion interne. Cette méthode suppose que la chimie dans une chambre de combustion interne peut être approchée par une tabulation des résultats issus de calculs de réacteurs isochores 0-D, les coordonnées de la table étant: la variable de progrès, l'énergie et la masse volumique. La capacité prédictive de la technique de tabulation a été testée par des simulations d'auto-allumage en volume variable. La méthode de tabulation "Tabulated Thermo Chemistry" (TTC) a été initialement développée pour coupler la cinétique chimique à des solveurs Navier-Stokes compressibles dans des situations d'écoulement à faible nombre de Mach. Dans ce travail, la méthode TTC a été adaptée pour la combustion à pression variable. Une version TTC dédiée à la combustion dans les moteurs est donc implantée dans un code instationnaire LES compressible. La méthode de couplage a été testée avec succès tant sur des configurations simplifiées que sur une Machine à Compression Rapide.

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Dubreuil, Anthony. "Etude expérimentale du processus de combustion dans un moteur Diesel à accès optiques fonctionnant en charge homogène". Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2016.

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Les émissions de gaz d'échappement des moteurs à combustion interne sont soumises à des normes anti-pollution de plus en plus contraignantes. Le mode de combustion HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition), appliqué au moteur thermique, peut être une solution pour diminuer les polluants, particulièrement les oxydes d'azote et les particules. L'objectif du travail de thèse est de contribuer expérimentalement à une meilleure compréhension du processus d'initiation et de développement de la combustion HCCI dans un moteur Diesel à accès optiques. La combustion homogène a été caractérisée expérimentalement en étudiant l'effet de la température d’admission, de la composition du carburant, d’une recirculation des gaz d’échappement (EGR) reconstituée et de la présence d’espèces minoritaires à l’admission (CO, NO, CH4). Les diagnostics optiques tels que la chimiluminescence et la fluorescence induite par laser nous ont permis de mettre en évidence l’effet de l’EGR sur l'évolution, au cours du cycle moteur, de certaines espèces chimiques (formaldéhyde, OH) pendant la phase d’oxydation du carburant. Un modèle numérique, issu du code de calcul SENKIN, a été développé pour permettre la simulation d'un moteur fonctionnant en HCCI. Ce modèle nous a permis de valider les prédictions données par les schémas cinétiques, mais aussi de corréler les apparitions des espèces chimiques au cours de la combustion. Certains phénomènes relevés expérimentalement ont pu être expliqués par l’analyse de certaines réactions cinétiques prépondérantes pendant le processus HCCI.

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Leroy, Thomas. "Contrôle du remplissage des Moteurs à Combustion Interne équipés de Systèmes de Distribution Variable". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00506471.

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Nous étudions la production de couple et de polluants de moteurs à combustion interne à distribution variable d'un type fréquemment répandu dans l'industrie automobile (moteurs Diesel ou essence). Les systèmes de distribution variable (VVA pour Variable Valve Actuation) ont été introduits dans les moteurs pour optimiser l'efficacité du fonctionnement global sur des plages très larges de points de fonctionnement, considérés à l'équilibre. A tout instant, les résultats de la combustion dépendent du remplissage en air/gaz brûlés du cylindre, qui lui même dépend de la position des actionneurs VVA et des conditions dans le collecteur d'admission. Ces deux sous-systèmes ont des temps de réponse différents, ce qui conduit, pendant les transitoires, à des pertes d'efficacit ́e du moteur. Dans cette thèse, nous proposons une solution a ce problème, qui prend la forme de boucle de coordination entre les sous-systèmes de contrôle de bas-niveau. Cette coordination s'effectue par l'intermédiaire d'un modèle de remplissage développé dans ce manuscrit. Des résultats expérimentaux établissent qu'il est possible d'améliorer la production de couple et de réduire les polluants.

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Deng, Chao. "Synthèse unifiée de commandes robustes pour la chaine d'air des moteurs à combustion interne". Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00859632.

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Depuis la création des moteurs à combustion interne, les recherches sur les moteurs essence et diesel se sont développées indépendamment. Afin de réduire les temps et les coûts de développement d'un moteur, une approche unifiée de conception serait intéressante. Dans ce cadre, le contrôle et la mise au point des moteurs à combustion interne pourrait être elle aussi unifiée. Bien évidemment, ce contrôle doit être stable, robuste vis-à-vis des disparités de fabrication, comme de fonctionnement. Cette thèse porte alors sur une démarche unifiée, pour les moteurs essence comme pour les moteurs diesel, afin d'obtenir un contrôle robuste de la chaîne d'air du moteur. La chaîne d'air du moteur contient les éléments permettant de contrôler la quantité et les proportions d'air et de gaz neutres dans le cylindre (Recirculation des gaz d'échappement, papillon d'admission, turbocompresseur). Cette démarche unifiée de commande, permettant de contrôler les systèmes monovariables, tout comme multivariables non carrés (nombre d'entrées différent du nombre de sorties), contient plusieurs étapes : identification d'un modèle du système, analyse du système permettant d'en déduire une structure de contrôle, synthèse d'un contrôleur autour d'un nominal, vérification de la robustesse en stabilité, tests du contrôle. Le couplage des entrées vers les sorties, les non linéarités sont pris en compte lors de la synthèse du contrôleur. Cette méthode de conception a été validée sur plusieurs applications dont un moteur essence et un moteur diesel. Des résultats expérimentaux sur un banc moteur diesel haute dynamique ont montrés que la commande multivariable permettait de réduire les émissions d'oxydes d'azote.

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Ndayishimiye, Pascal. "Utilisation d'un biocarburant à base d'huile de palme dans les moteurs à combustion interne". Nantes, 2010. http://www.theses.fr/2010NANT2071.

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Les propriétés physiques et chimiques de l’huile de palme sont très proches de celles du carburant diesel. L’huile de palme peut donc être utilisée pure sans modification du moteur. Toutefois, sa viscosité reste un des obstacles majeurs à son utilisation directe. Il faut donc réduire cette viscosité pour la rapprocher de celle du diesel. Les différents procédés utilisés actuellement pour réduire la viscosité sont chers et souvent difficiles d’accès, particulièrement pour les pays producteurs potentiels de l’huile de palme. Ce travail propose donc d’étudier d’autres voies et procédés de traitements moins coûteux et faciles à mettre en œuvre. Différents procédés (préchauffage, dilution, transestérification et mélanges) ont été utilisés et les biocarburants ainsi formulés, testés dans un moteur diesel. Les résultats ont été analysés et comparés. Il y a une légère diminution du rendement et une augmentation de la consommation, mais il y a une diminution sensible des émissions polluantes, sauf pour les oxydes d’azote. Au vu de tous ces résultats, tous les carburants à base d’huile de palme formulés peuvent donc être utilisés dans un moteur diesel non modifié sans en altérer les caractéristiques. L’analyse des résultats a permis d’identifier le mélange qui présente les meilleurs avantages au point de vue des caractéristiques de la combustion, des performances, des émissions polluantes ainsi que du coût de production. A partir de l’analyse économique effectuée, le coût du biocarburant formulé montre que la filière de production du biodiesel n’est pas économiquement rentable, du moins si le prix du diesel reste à son niveau actuel
The physical and chemical properties of palm oil are very similar to those of diesel fuel. Thus, palm oil can be used pure without engine modifications. However, its viscosity remains a major obstacle to its direct use. Therefore, the viscosity must be reduced close to that for diesel fuel. The various methods currently used to reduce the viscosity are expensive and often inaccessible, particularly for the countries, potential producers of palm oil. This work aims to explore alternative ways and methods of treatment less expensive and easy to implement. Various processes (preheating, dilution, transesterification and mixtures) were used and the biofuels made were tested in a diesel engine. The results were analyzed and compared. There is a slight reduction in thermal efficiency and an increase in fuel consumption, but there is a significant reduction of pollutant emissions, except for oxides of nitrogen. In light of these results, all palm oil based fuels made can be used in an unmodified engine without altering their characteristics. The results analysis allowed identifying the mixture which showcases the best benefits in terms of combustion characteristics, performances, pollutant emissions and the production cost. From the results of the economic analysis conducted, the cost of biofuel made shows that the biodiesel production process is not economically viable, at least if diesel price remains at its current level

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Pinatel, Eric. "Contribution a l'etude des transferts de masse dans les moteurs alternatifs a combustion interne". Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066222.

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L'amelioration des rendements et la diminution des emissions de polluants des moteurs a combustion interne necessitent l'etude des ecoulements de fluide dans le cylindre moteur. L'ecoulement de balayage du cylindre d'un moteur a deux temps est etudie par voies experimentale et numerique. Nous employons des moyens de mesure specifiques: un anemometre l. D. V. Pour mesurer les vitesses, des capteurs piezo-electriques ou a jauges de contrainte pour les pressions et un thermocouple fin pour les temperatures. Les mesures effectuees permettent d'expliquer l'evolution de l'ecoulement pendant un cycle du moteur. Il existe: un contre-balayage a l'ouverture des lumieres d'admission ; un ecoulement de remplissage du cylindre pendant la phase ouverte qui livre les gaz frais avant le point mort bas ; un second contre-balayage avant la fermeture des lumieres. Nous avons teste differentes configurations du moteur: lorsque l'angle total d'ouverture des lumieres d'echappement augmente, le premier contre-balayage diminue d'intensite mais le second est inchange et la livraison est toujours faite avant le point mort bas ; lorsque l'on cree une forte perte de charge dans le canal de transfert, le contre-balayage d'ouverture est retarde et la livraison aussi. Le contre balayage de fermeture disparait completement. Cette configuration favorise la stratification du melange gaz frais/gaz residuels et permet d'obtenir un mode de combustion particulier: la combustion a. T. A. C. La simulation numerique des ecoulements apporte des informations sur l'influence de certains parametres geometriques sur le remplissage du cylindre. La simulation developpee ici est thermodynamique. Elle utilise une loi de combustion estimee experimentalement et un modele de balayage a deux zones. Les resultats obtenus corroborent les valeurs de mesure lorsque les effets d'ondes et d'inertie ne sont pas preponderants. Ces etudes experimentale et numerique ont permis de quantifier l'influence des modifications geometriques du moteur sur son comportement

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Mayer, Didier. "Contribution à l'élaboration et à la mise au point d'un moteur diesel équipé de soupapes électrohydrauliques contrôlées par un système multiprocesseur". Mulhouse, 1988. http://www.theses.fr/1988MULH0098.

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Méthodologie de l'arbre à cames et de la commande des soupapes d'un moteur diesel. Etude d'un système électrohydraulique (électrovalves) de commande des soupapes piloté par un système numérique temps réel multiprocesseur

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Akiki, Rony. "Etude de la recirculation des gaz carter et des gaz d’échappement dans les moteurs à combustion interne". Paris 10, 2008. http://www.theses.fr/2008PA100197.

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Ce travail de thèse porte sur l’étude théorique et expérimentale des circuits de recirculation des gaz carter et des gaz d’échappement dans les moteurs à combustion interne. La recirculation des gaz d'échappement, ou EGR consiste à rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne dans le collecteur d'admission. La recirculation de ces gaz d’échappement permet de diminuer les émissions des oxydes d’azote. Les séparateurs centrifuges présents dans le circuit de recirculation des gaz carter permettent de séparer les particules d’huile du gaz pour diminuer la consommation d’huile et protéger les pièces de la ligne d’admission d’air contre l’encrassement. Une nouvelle technique de mesure simultanée de la granulométrie et de la vitesse des particules en deux directions dans un champ de quelques centimètres carrés a été mise au point. Des mesures ont été réalisées sur un banc d’organe développé pour reproduire les gaz carter et le circuit de ventilation du carter. Un moyen de calcul de l’efficacité de séparation et de la perte de charge des décanteurs à hélice a été développé. Les résultats théoriques ont été validés par des résultats expérimentaux. Un nouveau concept de décanteur centrifuge « hélice à géométrie variable » adapté à notre application a été développé dans cette étude. Ce concept permet de réduire jusqu’à cinq fois la consommation d’huile provenant des gaz carter. Pour étudier le mélange air/EGR, dans le collecteur d'admission, une nouvelle technique de mesure non intrusive a été développée dans cette étude. Cette technique permet d’évaluer l’homogénéité du mélange air/EGR et de mesurer la répartition des gaz EGR cylindre à cylindre
In this project a combination of experiments and simulations is used to study the recirculation of the blow by gas and the exhaust gas in internal combustion engines. These systems were developed to reduce pollutant emissions. Exhaust Gas Recirculation EGR reduces flame temperature, thereby reducing nitrogen oxide (NOx) emissions. Centrifugal oil mist separators present in the crankcase ventilation systems are used to separate oil particles from blow by gas in order to reduce oil consumption and protect the air intake line. A new simultaneous measurement technique of particles sizes and velocities in a field of a few square centimetres was developed. Measurements have been carried out on an experimental set-up developed to simulate the blow by gas and the engine crankcase ventilation system. Analytical software was developed to predict the efficiency and the pressure drop of the swirl tube separator. Theoretical results were compared and validated by experimental results. A new concept of oil mist separator “variable swirl tube separator” adapted to our application was developed. This concept reduces five times the oil consumption coming from the blow by gas in internal combustion engines. To study the air/EGR mixture in the air intake manifold, before the combustion chamber, a new non-intrusive measurement technique was developed in this study. This technique evaluates the homogeneity of the air/EGR mixture and measures the EGR cylinder to cylinder distribution

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Truchot, Benjamin Magnaudet Jacques. "Développement et validation d'un modèle eulérien en vue de la simulation des jets de carburants dans les moteurs à combustion interne". Toulouse : INP Toulouse, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000310.

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Berthomé, Vincent. "Étude des émissions de particules d'un moteur à combustion interne de type allumage commandé". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2021. http://www.theses.fr/2021ECDN0054.

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Les émissions de particules d’un moteur à combustion interne de type allumage commandé sont très variables. La richesse du mélange air/carburant ne suffit pas à définir parfaitement la fonction de caractérisation de ces émissions. Des essais ont souligné l’importance du phénomène de balayage de l’huile par les gaz du blowby sur les émissions de particules Ceci est due à la position des segments qui tournent continuellement autour de leurs gorges. La fonction de caractérisation des émissions de particules a été complété en tenant compte de ces nouvelles conditions. Puis, la création d’un modèle de simulation des gaz du blowby sous GT-suite a permis de caractériser ces flux et d’appréhender ces mécanismes. Par exemple, au ralenti, il se créé un phénomène d’accumulation d’huile sur la couronne du piston. Des essais expérimentaux ont confirmé l’importance de la durée du ralenti sur les émissions de particules. Enfin, l’étude de l’impact du vieillissement de l’huile et du filtre à huile sur les émissions de particules a été investiguée. Un ensemble « huile + filtre » vieillit dans des conditions réelles présente un taux d’émission de particules deux fois plus important qu’un ensemble neuf. Finalement ces travaux ont permis de compléterla fonction de caractérisation des émissions de particules afin d’être plus en adéquation avec les conditions réelles de fonctionnement d’un moteur à combustion interne de type allumage commandé
Particulate emissions from a spark ignition engine are highly variable. The equivalent ratio of the air/fuel mixture is not sufficient to perfectly define the characterisation function of these emissions. Tests have highlighted the importance of the phenomenon of oil scavenging by the blowby gases on the particulate emissions. This is due to the position of the piston rings which rotate continuously around their grooves. The particle emission characterisation function was completed taking into account these new conditions. Then, the creation of a blowby gas simulation model in GTsuite allowed the characterisation of these flows and the understanding of these mechanisms. For example, at idle conditions, oil accumulates on the piston crown. Experimental tests confirmed the importance of the idling time on particle emissions. Finally, the impact of oil and oil filter ageing on particulate emissions was investigated. An "oil + filter" assembly aged under real conditions has a particle emission rate twice as high as a new assembly. Finally, this work has allowed to complete the particle emission characterisation function in order to be more in line with the real operating conditions of a spark ignition engine

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Zervas, Efthimios. "Etude des mécanismes de formation des polluants spécifiques émis par les moteurs à combustion interne". Mulhouse, 1996. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02966575.

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Le travail présenté ici a permis le développement de méthodes pour l'analyse du dioxyde de soufre, des alcools et des acides organiques. La première méthode comprend le piégeage du SO2 dans une solution d'eau oxygénée et l'analyse par chromatographie ionique équipée d'un détecteur conductimétrique. La seconde, un prélèvement des alcools dans de l'eau pure et une analyse par chromatographie en phase gazeuse équipée d'un détecteur d'ionisation de flamme. La troisième, un prélèvement des acides organiques dans l'eau pure et une analyse de l'acide formique par chromatographie ionique, et des acides supérieurs par chromatographie gazeuse. Ces méthodes sont appliquées à la recherche de précurseurs de polluants non réglementés issus d'émissions de véhicules. Un plan d'expériences, combinant des carburants spécifiques et l'analyse des gaz d'échappement, est conduit sur un moteur CFR. Ces tests démontrent plusieurs corrélations qualitatives et quantitatives entre les composants du carburant et les polluants émis. Des précurseurs d'hydrocarbures, d'aldéhydes, de cétones, d'alcools et d'acides organiques sont ainsi découverts. Les plus importants résultats montrent que les aromatiques et le cyclohexane contribuent à l'émission du benzène, l'1-hexène et le cyclohexane à celle du 1,3 butadiène, les aromatiques à la formation de l'acide propionique et l'o-xylène à celle de l'acide butyrique
Methods for the analysis on sulfur dioxide, alcohols and organic acids have been developed. The first one includes the capture of the sulfur dioxide in a solution of oxygenated water and the analysis by ionic chromatography with a conductimetric detector. The second one includes the capture in pure water and an analysis by gas chromatography/flame ionisation detector. The third one uses the capture in pure water and the analysis of the formic acid by an ionic chromatography and of the other acids by gas chromatography. These methods have been applied in the case of vehicles' non-regulated pollutants research. An experiment design, combined specified fuels and analysis of the exhaust gazes, has been applied on a spark ignition engine. These tests proved several qualitative and quantitative correlations between the composition of the fuel and the emitted pollutants. Precursors of hydrocarbons, aldehydes, ketones, alcohols and organic acids have been found. These results show that aromatics and cyclohexane contribute for the benzene's formation, 1-hexene and cyclohexane for the 1,3 butadiene's, aromatics are the precursors of the propionic acid and o xylene of the butyric acid

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Piton, Adrien. "Contribution à la modélisation unidimentionnelle des soupapes de moteurs à combustion interne : études expérimentale et numérique". Ecole centrale de Nantes, 2011. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00877187.

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Resumen

La modélisation des moteurs à combustion interne nécessite une compréhension fine de la vidange et du remplissage en air ou en mélange des cylindres. Pour ce faire, une analyse bibliographique des différents phénomènes intervenant sur ces paramètres et des modèles apparentés est faite. Une revue des différents moyens d’essais de la littérature est également effectuée. Des essais en condition stationnaire sur une culasse issue d’un moteur produit en série sont ensuite effectués. L’analyse de ces résultats est faite au regard des trois principaux modèles de soupape : Barré de St-Venant, Benson et Blair. L’étude des hypothèses de ces trois modèles ayant montré leur équivalence en écoulement sortant d’une tubulure, l’accent est missur l’impact des différentes hypothèses sur les résultats expérimentaux. Les trois modèles prenant pour hypothèse un écoulement stationnaire au col de la soupape, des essais instationnaires sont ensuite effectués. Ces données sont ensuite comparées à des résultats de simulation issus des trois précédents modèles. Les différences entre les trois modèles en écoulement sortant d’un cylindre et rentrant dans une tubulure apparaissent et sont analysées. Enfin, l’hypothèse d’absence de transferts thermiques est remise en cause. Des essais à haute température sont pour cela effectués. Les conditions d’essais ne permettant pas quantifier correctement ces transferts thermiques, un modèle d’écoulement au travers des soupapes prenant en compte les transferts thermiquesest proposé. Son étude théorique permet d’évaluer l’impact de ces transferts sur la vidange et le remplissage du cylindre
Modelling internal combustion engine requires a good comprehension of emptying and filling of cylinders with air or gas mixture. Thus, a bibliographical study of the different phenomena interfering on these parameters and of the corresponding models ismade. A review of the different experimental device seen in the literature is also done. Tests in stationary conditions using a manufacturedcylinder head are then conducted. The analysis of these results is made using the three main valve models: Barré de St-Venant, Benson and Blair. The study of the assumptions of these models having showed theirequivalence in the case of a flow exiting a pipe, the impact of different assumptions on the experimentalresults is analysed in detail. The three models assuming a stationary flow through the valve, some dynamic tests are then performed. These experimental data are then compared to simulation results from the models. Differences between the three models in the case of flow entering the cylinders appear and are analysed. Last but not least, the assumption of non thermal flow through the valve is investigated. High temperature tests are performed. Tests conditions did not allowed highlighting the importance of thermal losses, anew model taking in account the thermal transfers is proposed. Its theoretical study allows evaluating theimpact of these transfers on emptying and filling of the cylinders

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Martin, Guillaume. "Modélisation 0D - 1D de la chaîne d'air des moteurs à combustion interne dédiée au contrôle". Phd thesis, Université d'Orléans, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00623122.

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Resumen

La présente thèse porte sur la modélisation dédiée au contrôle des phénomènes physiques se produisant au travers des restrictions de la chaîne d'air du moteur. L'objectif est d'assurer la précision des modèles tout en limitant les temps de calcul associés. En effet, les modèles dédiés au contrôle nécessitent un temps de calcul court (proche du temps réel) afin d'être exploitables dans un processus de développement. En parallèle de cela, les normes concernant les rejets polluants sont de plus en plus drastiques, et nécessitent de prendre en compte finement les phénomènes physiques mis en jeu. Dans une première partie, les équations des phénomènes physiques liés aux turbocompresseurs radiaux sont introduites dans une approche cartographique. Les équations fondamentales des turbomachines sont développées et utilisées afin de construire une méthode d'interpolation / extrapolation de champs turbocompresseur expérimentaux incomplets. Dans un second temps, les résultats d'essais réalisés lors de la thèse sont utilisés pour identifier les transferts thermiques au sein des turbocompresseurs. Un modèle dynamique d'échange thermique est ensuite construit. Le modèle final permet d'obtenir une cartographie complète des champs compresseur et turbine, tout en prenant en compte l'impact des transferts thermiques sur les performances des turbomachines. La seconde partie porte sur la modélisation des restrictions (soupapes, changements de section...) rencontrées sur les MCI. Une méthode pour la résolution quasistatique des équations Euler 1D complètes (masse, énergie, moment) est proposée afin de construire les cartographies associées aux restrictions considérées, sans introduire de coefficient de correction expérimental. Ces cartographies sont utilisables en tant que modèles moyens ou utilisées comme conditions limites de codes aérodynamiques 1D. En cas de couplage avec un code 1D, une méthode de correction d'entropie basée sur un algorithme de linéarisation est proposée afin de réduire le temps de convergence aux conditions limites du domaine de calcul.Finalement, les développements sont validés expérimentalement en écoulements stabilisés et transitoires.

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Martinez, Lionel. "Simulation aux grandes échelles de l'injection de carburant liquide dans les moteurs à combustion interne". Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT040H/document.

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Resumen

Les objectifs ambitieux, fixés aux acteurs du secteur automobile par les pouvoirs publics, en matière d'émission de polluants et de gaz à effet de serre rendent aujourd'hui indispensable une compréhension plus fine de la combustion dans les moteurs. La simulation 3D aux grandes échelles (LES) représente une voie prometteuse pour répondre à ces enjeux. Elle permet l'étude de phénomènes transitoires complexes inaccessibles avec des moyens expérimentaux ou des méthodes de calculs traditionnelles de type RANS. Ce travail de thèse est une première étape vers la simulation LES de l'injection de carburant liquide dans les moteurs à piston. Il a consisté à adapter le code de calcul aux particularités physiques de l'injection directe, technologie qui se généralise actuellement à tous les types de moteurs à piston. Dans un premier temps, et afin de s'affranchir du calcul 3D complexe en sortie d'injecteur, une méthodologie originale, consistant à initier le calcul en aval de l'injecteur, est proposée et validée sur différents cas. Pour la simulation 3D, l'approche Eulérienne mésoscopique, à laquelle est ajouté un modèle d'interaction particules-particules, est utilisée pour simuler le spray. Les simulations ont été premièrement validées par comparaison expérimentale dans des conditions proches de l'injection Diesel. De plus, une étude sur la dynamique du spray a permis de mieux comprendre son évolution et de dégager des points communs avec un jet de gaz turbulent. Des simulations complémentaires ont également montré la prédictivité de la LES sur des injections Diesel réalistes. Enfin, un premier calcul moteur à injection directe a été réalisé et a permis de valider les développements réalisés dans le cadre de cette thèse
Car manufacturers are facing increasingly severe regulations on pollutant emissions and fuel consumption. To respect these regulations, a better understanding of combustion processes is needed. Large Eddy Simulation (LES) is becoming a promising tool for such issues as it allows the study of complex unsteady phenomena which can not be analysed with RANS simulations or experiments. The present work is a step towards the LES of liquid injection in piston engines. The numerical code has been adapted to the specifications of Direct Injection which is more and more used in industry. Firstly, in order to avoid the difficulties linked to the 3D simulation of cavitation, primary break-up and turbulence in the near-nozzle region, an original methodology, based on an injector model, has been proposed. The idea is to initiate the spray physics downstream to the injector exit. Then LES 3D simulations of spray have been conducted using the Eulerian Mesoscopic approach extended to dense dispersed sprays by the addition of a particle-particle interactions model. The simulation results have been validated by comparison with experimental data in Diesel conditions with a low injection pressure. Furthermore a study on the spray dynamics has permitted to better understand its development and to find similarities with a turbulent gaseous jet. Additional simulations on realistic Diesel injection conditions have shown the good predictivity of LES in such cases. Finally, a first simulation of a Direct Injection Engine has been been carried out to assess the developments achieved in this work

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Lengyel, Igor. "Caractérisation des échelles de longueur turbulentes dans la chambre d'un moteur à combustion interne". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1995. http://www.theses.fr/1995ECDL0015.

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L'objectif principal de ce travail est l'analyse du comportement des échelles spatiales de la turbulence dans une chambre de moteur à piston. Deux voies d'approche sont utilisées à cet effet: une approche théorique et une approche expérimentale. L'approche théorique consiste à schématiser les phases de compression et détente et en déduire l'évolution globale du champ turbulent durant ces phases du cycle moteur à l'aide de modèles statistiques de complexités variables (modèles en un point ou en deux points). On exploite dans un premier temps un modèle de turbulence homogène en un point, en présence d'une compression ou une détente uniaxiale. Une analyse des temps caractéristiques des différents mécanismes physiques justifie le bien fondé d'un calcul de distorsion rapide pendant la détente ; on en déduit l'anisotropie des échelles intégrales. L'approche expérimentale consiste a mesurer directement le coefficient de corrélation spatial des fluctuations de vitesse par la technique de l'anémométrie laser bi-points. Deux échelles intégrales ont été mesurées en différents points de la chambre durant les phases d'admission, compression et détente. L'influence de différents paramètres (régime moteur, taux de compression, mouvement de rotation) sur les échelles intégrales de longueur a été etudiée. Les comparaisons entre les évolutions expérimentales et les prédictions théoriques issues du calcul de distorsion rapide sont satisfaisantes pendant la détente ; l'importance des effets de confinement en fin de compression est également analysée. Différentes méthodes de filtrage sont comparées à la méthode statistique par moyenne d'ensemble afin de traiter les fluctuations cycliques dans une configuration bien définie, celle d'un mouvement de rotation superposé a la compression
The aim of this work is to study the behaviour of turbulence length scales in an internal combustion engine. This is achieved by using both theoretical and experimental approaches. The theoretical approach is based one-dimensional compression and expansion stroke modelling ; the evolution of turbulent ccharacteristics during these strokes of the engine cycle is deduced by using different statistical models of variable complexity (one-point and two-point models). At first we use a one-point homogeneous turbulence model in the presence of a one-dimensional compression (or expansion). The evolution of the characteristic times of different physical mechanisms predicted by this model justify the application of the rapid distortion theory (RDT) during the expansion stroke. The anisotropy of the integral length scales is deduced from the two-point model. The experimental approach consists of the direct measurement of the spatial correlation coefficient of velocity fluctuations by two-point Laser Doppler Anemometry. The spatial resolution analysis shows the limitations of the experimental set-up for the Taylor length scale measurement. Measurements are made of two different integral length scales at different points in the chamber during the induction, compression and expansion strokes. The influence of different parameters (engine velocity, compression ratio, swirl) is studied. Good agreement between experimental and theoretical (RDT) results is obtained during the expansion stroke. Wall effects at the end of compression stroke are also analysed. Different filtering methods are compared with the ensemble average method in order to remove cyclic fluctuations. Comparisons are made in a particular case where cyclic fluctuations are clearly linked to a large scale motion (swirl precession) superimposed on the turbulent field

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Dauron, Alain. "Modélisation et commande d'un moteur à combustion interne : Application à la régulation de richesse". Paris 9, 1991. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1991PA090042.

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La modélisation du moteur à combustion interne est utile pour la résolution de nombreux problèmes de commande. Parmi ceux-ci, la régulation de richesse joue un rôle important dans les émissions de polluants. Elle permet en particulier l'optimisation du fonctionnement du pot catalytique. Un algorithme de régulation est défini à partir de modèles simplifiés. Il comprend une compensation adaptative du retard variable de la mesure de richesse et une prédiction non linéaire de perturbation (dynamique du débit d'air). Des essais sur un véhicule expérimental confirment la validité des modèles et indiquent les performances de la régulation, comparées à celles des méthodes utilisées sur les véhicules de série

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Roux, Benjamin. "Couplage entre simulation système et simulation aux grandes échelles pour la simulation multi-échelles de moteurs à combustion interne". Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066633/document.

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La réduction des émissions de dioxyde de carbone et de polluants réglementés (oxydes d'azote, hydrocarbures, particules...) dans les moteurs à allumage commandé est possible via l'apport de nouvelles technologies comme le downsizing, l'injection directe, la suralimentation, etc... Toutefois, les gains apportés par ces technologies, qui complexifient grandement le groupe motopropulseur, sont réduits du fait qu'elles induisent aussi une augmentation de l'intensité de certains phénomènes tels que les variations cycliques de la combustion (VCC) ou les combustions anormales. La compréhension de ces phénomènes est une clé dans l'amélioration des futurs moteurs à essence. L'objectif principal de cette thèse est de permettre la modélisation des phénomènes transitoires et acycliques dans des moteurs à structure de plus en plus complexe grâce au développement, à la validation puis à l'application d'une méthode de couplage entre la simulation aux grandes échelles (SGE ou LES pour Large-Eddy Simulation en anglais) et la simulation système. Ces travaux de thèse ont permis de démontrer qu'il est possible de simuler une configuration moteur et d'en étudier les comportements transitoires en 3D tout en prenant en compte la dynamique de tous les composants du moteur. Les simulations obtenues par cette approche pour le moteur du projet ANR SGEmac ont été comparées avec succès aux résultats expérimentaux et à des simulations tridimensionnelles : ces résultats constituent la dernière étape de validation du couplage et démontrent sa capacité à simuler des systèmes moteurs complets. Les codes couplés développés sont ensuite appliqués à l'étude des transitoires de charge et de régime pour le moteur du projet ANR ASTRIDE. La comparaison simulation/expérience montre que le solveur couplé permet bien de remplir les objectifs fixés de simulation des VCC et des transitoires
The decrease of greenhouse gases and pollutant emissions (nitrous oxides, carbon oxides, particles...) for spark ignited engines goes through the development of new technologies such as direct injection, turbocharging, downsizing, etc. However, the benefits of these technologies, which complexify the engines, are limited by the phenomena they intensify such as Cyclic Combustion Variability (CCV) and abnormal combustions. A thorough understanding of these phenomena is a cornerstone for the improvement of future engines. The aim of this work is to predict acyclic and transient phenomena in increasingly complex engines through the development, the validation and the use of a coupling method between Large-Eddy Simulation (LES) and system simulation. This thesis has demonstrated that simulating a complete industrial engine in 3D with LES to study its transient behavior is possible. The methodology developed in the present work was used to study the engine of the national research agency project SGEmac and a good agreement was obtained between the experiments and the tridimensional simulations. These results are the last validation step of the coupling method and demonstrate the capacity of the coupled solver to simulate the whole engine. The coupling method is then applied to study engine load and regime transients for the national research agency project ASTRIDE. The comparison between simulations and experiments show that the coupled solver can simulate CCV and transients, thus fulfilling its initial goal

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Desenne, Denis. "Étude de la distribution spatiale des espèces moléculaires dans les moteurs par spectrométrie Raman multicanale en impulsions". Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10042.

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Travail en vue d'évaluer les possibilités offertes par l'application de la spectrométrie Raman multicanale en impulsions à l'identification, la localisation et la mesure des concentrations des espèces moléculaires majoritaires (propane, oxygène, mono et dioxyde de carbone, eau) lors de la propagation de la combustion dans la chambre d'un moteur à 4 temps.

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Augé, Micheline. "Développement et exploitation de diagnostics optiques basés sur la fluorescence de radicaux : application aux moteurs automobiles". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2005. http://www.theses.fr/2005ECAP1019.

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Au cours de cette thèse, nous avons développé une technique optique basée sur la fluorescence de radicaux dans le but de mieux comprendre les phénomènes de combustion. Dans un premier temps, nous avons appliqué la technique de PLIF OH et HCHO simultanée dans des flammes de prémélange à contre-courant sous pression. Par convolution des signaux de PLIF OH par ceux de HCHO, nous avons ainsi obtenu le taux de dégagement de chaleur local de ces flammes. Par extension, nous avons ensuite déterminé une estimation de la vitesse et de l'épaisseur de flamme pour différents carburants sous pression. Nous avons ensuite appliqué cette technique sur un jet Diesel dans une enceinte pressurisée, plus représentative des conditions du moteur Diesel à injection directe. Nous avons ainsi progressé dans notre compréhension des phénomènes se produisant dans les différentes étapes de la combustion Diesel. Puis nous avons appliqué la technique de PLIF à 355 nm dans différents environnements moteurs : essence à injection directe ou indirecte. Nous avons alors obtenu des informations sur la nature et la localisation des produits d'oxydation partielle des HC pendant tout le cycle de combustion. La technique utilisée pendant cette thèse a donc montré son fort potentiel dans l'obtention du taux de dégagement de chaleur local d'une flamme. Elle nous a aussi apporté beaucoup en terme de compréhension des phénomènes se produisant pendant la combustion
During this PhD, we have developed an optical technique based on radicals fluorescence. The objective was to obtain more information on combustion phenomena. We first have applied the OH and HCHO PLIF technique simultaneously in laminar premixed counter-flow flames under pressure. With this technique, we have obtained the local heat release rate of the flame and an estimation of the laminar flame speed and the thickness of the flame for different fuels and pressure. We have then applied this technique on a Diesel fuel jet in combustion placed in a high pressure cell to understand the different phenomena occurring. Then PLIF at 355 nm was applied in direct and indirect injection spark ignition engine to detect the unburned. We have demonstrated the high potential of the technique used during this PhD to obtain local heat release rate of a flame. We have also progressed in our comprehension of the phenomena occurring during the combustion processes

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Randimbisoa, Mirindra Tsitohaina. "FORMATION DE GELS ET D'ÉMULSIONS DANS LE CIRCUIT DE BLOW-BY DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00808240.

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Le phénomène de gels et d'émulsions de blow-by a été étudié à travers des essais sur banc et des travaux de modélisation. Physiquement, ces phénomènes se ramènent au changement d'état de la vapeur d'eau présent dans un gaz incondensable et en présence de particules ou de film d'huile. Pour les conditions chaudes, la condensation prédomine. Ce phénomène mérite une attention car les condensats sont susceptibles de s'accumuler puis de cristalliser (changement de direction du tube, changement de géométrie...). Les condensats peuvent se mélanger avec l'huile pour donner une émulsion visqueuse capable de boucher partiellement les tubes. Pour les conditions froides, la formation de givre est privilégiée. Il s'agit d'une matrice de glace poreuse qui bouche progressivement la conduite jusqu'à l'obturation totale. En présence d'huile, le givre piège les particules sous forme d'incrustation sans entrainer une modification des phénomènes observés. Pour les conditions intermédiaires, les condensats, le givre et la glace coexistent à l'intérieur des tubes. Ce phénomène entraine une brusque montée en pression. En présence d'huile, le condensat liquide qui se trouve le plus souvent en amont du tube est remplacé par de l'émulsion et cristallise après un certain temps de contact. La mobilité de l'eau et la position des bouchons ont été utilisées pour décrire les différents phénomènes observés. Ces deux paramètres peuvent être corrélés avec les conditions opératoires ainsi que d'autres paramètres liés aux phénomènes de transfert thermique. Ce sont le débit de condensation et le profil de température de paroi interne des tubes. Des corrélations des coefficients de transferts et des enthalpies échangées ont permis de constater l'influence des différents paramètres et les phénomènes de transfert thermique mis en jeu. Les phénomènes de transfert à l'intérieur des tubes peuvent être modélisés en se servant de l'analogie entre le transfert de masse et le transfert de chaleur et en introduisant le concept de formation de brouillard ou de stabilisation isothermique du gaz sursaturé qui se forme. Le risque de bouchon et les phénomènes prépondérants peuvent être prédits à partir des résultats de modélisation thermique en utilisant le débit de condensation et les températures de paroi maximale et minimale comme critère.

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Piton, Adrien. "CONTRIBUTION A LA MODELISATION UNIDIMENSIONNELLE DES SOUPAPES DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. ETUDES EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE". Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00877187.

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Resumen

La modélisation des moteurs à combustion interne nécessite une compréhension fine de la vidange et du remplissage en air ou en mélange des cylindres. Pour ce faire, une analyse bibliographique des différents phénomènes intervenant sur ces paramètres et des modèles apparentés est faite. Une revue des différents moyens d'essais de la littérature est également effectuée. Des essais en condition stationnaire sur une culasse issue d'un moteur produit en série sont ensuite effectués. L'analyse de ces résultats est faite au regard des trois principaux modèles de soupape : Barré de StVenant, Benson et Blair. L'étude des hypothèses de ces trois modèles ayant montré leur équivalence en écoulement sortant d'une tubulure, l'accent est mis sur l'impact des différentes hypothèses sur les résultats expérimentaux. Les trois modèles prenant pour hypothèse un écoulement stationnaire au col de la soupape, des essais instationnaires sont ensuite effectués. Ces données sont ensuite comparées à des résultats de simulation issus des trois précédents modèles. Les différences entre les trois modèles en écoulement sortant d'un cylindre et rentrant dans une tubulure apparaissent et sont analysées. Enfin, l'hypothèse d'absence de transferts thermiques est remise en cause. Des essais à haute température sont pour cela effectués. Les conditions d'essais ne permettant pas quantifier correctement ces transferts thermiques, un modèle d'écoulement au travers des soupapes prenant en compte les transferts thermiques est proposé. Son étude théorique permet d'évaluer l'impact de ces transferts sur la vidange et le remplissage du cylindre.

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Randimbisoa, Mirindra Tsitohaina. "Formation de gels et d'émulsions dans le circuit de blow-by des moteurs à combustion interne". Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066391.

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Resumen

Le phénomène de gels et d’émulsions de blow-by a été étudié à travers des essais sur banc et des travaux de modélisation. Physiquement, ces phénomènes se ramènent au changement d’état de la vapeur d’eau présent dans un gaz incondensable et en présence de particules ou de film d’huile. Pour les conditions chaudes, la condensation prédomine. Ce phénomène mérite une attention car les condensatssont susceptibles de s’accumuler puis de cristalliser (changement de direction du tube, changement de géométrie…). En particulier, en présence d’huile, les condensats peuvent se mélanger avec l’eau pour donner une émulsion visqueuse capable de boucher partiellement les tubes. Pour les conditions froides, la formation de givre est privilégiée. Il s’agit d’une matrice de glace poreuse qui bouche progressivement la conduite jusqu’à l’obturation totale. En présence d’huile, le givre piège les particules sous forme d’incrustation sans entrainer une modification des phénomènes observés. Pour les conditions intermédiaires, les condensats, le givre et la glace coexistent à l’intérieur des tubes. Ce phénomène entraine une brusque montée en pression. En présence d’huile, le condensat liquide qui se trouve le plus souvent en amont du tube est remplacé par de l’émulsion et cristallise après un certain temps de contact. La mobilité de l’eau et la position des bouchons ont été utilisées pour décrire les différents phénomènes observés. Ces deux paramètres peuvent être corrélés avec les conditions opératoires ainsi que d’autres paramètres liés aux phénomènes de transfert thermique. Ce sont le débit de condensation et le profil de température de parois internes des tubes. Des corrélations des coefficients de transferts et des enthalpies échangées ont permis de constater l’influence des différents paramètres et les phénomènes de transfert thermique mis en jeu. Les phénomènes de transfert à l’intérieur des tubes peuvent être modélisés en se servant de l’analogie entre le transfert de masse et le transfert de chaleur et en introduisant le concept de formation de brouillard ou de stabilisation isothermique du gaz sursaturé qui se forme. Le risque de bouchon et les phénomènes prépondérants peuvent être prédits à partir des résultats de modélisation thermique en utilisant le débit de condensation et les températures de parois maximale et minimale comme critère
Experiments and models were used to understand the ice and emulsion formation within blow-by pipe. These phenomena consist of phase change of water vapor from moist gas in oil polluted media (particles and oil film). Condensation occurs if gas temperature, humidity, wall temperature and gas flow rate are high enough. Though condensate doesn’t lead to pipe obstruction, one has to take into account its ability to build up and to freeze if any tube related parameters change (direction, shape,. . ). In the presence of oils, condensation is coupled with emulsion formation. The latter may plug the pipe due to its viscosity and its ability retains water until freezing. At a cooler environment, water liquid, frost and ice appear simultaneously. They may cause pressure to rises promptly. When oil particles are present, condensate that are located near the entrance of gases tend to become an emulsion. It may solidify as time increases. In cold environment, frosting prevails. Frost causes pressure to rise slowly. It is not affected by oil presence as particles acts as inert foreign material within the frost layer. Water mobility and plug location are used to describe all phenomena that occur during experiments. These parameters can be correlated with operating conditions (inlet gas dew point, inlet gas flow rate, pipe cooling temperature, pipe size) and with heat and mass transfer related parameters namely the condensate flow rate and the wall temperature distribution. Nusselt number correlations were used to emphasize the contribution of each parameter to heat transfer. In order to understand the heat transfer phenomenon, enthalpy correlation was carried out. Heat and mass transfer models were built by combining the heat and mass transfer analogy with fogging and isothermal condensation of supersaturated air related theories. The risk of blow-by pipe plugging and the prevailing phenomena can be predicted according to the wall temperature distribution and condensate flow rate. These two parameters are easily available by using models that were built during this study

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Demesoukas, Sokratis. "Modélisation 0D/1D de la combustion pour l’optimisation des systèmes de combustion des moteurs à allumage commandé". Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2024.

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De nos jours, la conception de moteurs à combustion interne à allumage commandé exige une consommation de carburant réduite et des émissions polluantes faibles, tout en conservant une performance adéquate. Le coût élevé des essais expérimentaux vient en faveur de l'utilisation de la simulation numérique pour l'évaluation de nouvelles définitions techniques. La modélisation phénoménologique zéro-dimensionnelle de combustion permet d'évaluer les différentes définitions techniques en tenant compte de différents aspects de de la combustion à allumage commandé comme la géométrie, la flamme laminaire et l'impact de la turbulence. Ces modèles calculent également la concentration des espèces de gaz d'échappement. Afin de créer un modèle de combustion, qui pourra décrire la physique de la combustion, les aspects principaux de la combustion pré-mélangée laminaire et turbulent sont identifiés. Trois versions de modèles de combustion typiques sont comparées en termes de description physique du processus de combustion. Le résultat de cette comparaison a indiqué le modèle le plus pertinent (le modèle de densité de surface de flamme). Ce modèle est retenu et il est complété avec la modélisation physique des plusieurs phénomènes qui affectent le taux de dégagement de chaleur. Ces phénomènes sont l’interaction flamme-paroi, les réactions post flamme et l’étirement de flamme. Enfin, le modèle proposé est validé pour plusieurs configurations techniques. Chaque configuration a un impact sur un paramètre spécifique de moteur. Cette analyse montre quels sont les intervalles de confiance et les limitations du modèle proposé
Nowadays, the design of Spark Ignition internal combustion engines is focused on the reduction of fuel consumption and low pollutant emissions, while conserving an adequate output power. The high cost of experimental testing comes in favor of the use of numerical simulations for the assessment of engine technologies. Phenomenological Zero-Dimensional combustion models allow evaluating various technical concepts since they take into account various aspects of spark ignition combustion such as chamber geometry, laminar flame characteristics (thickness and speed) and the impact of turbulence. Such models also calculate species concentration of the exhaust gases. In order to create a zero-dimensional combustion model, which can be able to describe correctly the physics of combustion, the key aspects of laminar and turbulent premixed combustion are identified. Three versions of typical combustion models are compared in terms of physical description of the combustion process. The result of this comparison indicated the most physically pertinent mod-el (the Flame Surface Density model). This model is retained and is enhanced with physical modeling of the several phenomena, which affect the heat release rate. Those phenomena are the wall-flame interaction, post-flame reactions and flame stretch. Finally, the proposed model is validated for several engine configurations. Each configuration has an impact on a specific engine parameter. This analysis shows which are the confidence intervals and the limitations of the proposed model

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Dinescu, Daniel. "Modélisation des moteurs thermiques pour l'évaluation des stratégies de contrôle moteur". Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=82d39171-e8e8-4211-b86f-d546b7c45b6f.

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Le travail mené dans le cadre de cette thèse a pour but la mise en place d’un outil de simulation pour le développement des stratégies de contrôle moteur. Le simulateur développé se présente sous la forme d’un modèle complet de la boucle des gaz d’un moteur Diesel. La démarche de modélisation adoptée est celle à valeurs moyennes, qui ne considère pas les variations sous-cycliques des grandeurs d’état du système examiné. Celui-ci étant assez complexe, on a procédé à sa décomposition dans ses principaux éléments : turbocompresseur, refroidisseur d’air de suralimentation, collecteurs, moteur, vanne et refroidisseur des gaz d’échappement recirculés. Pour chacun des composants mentionnés précédemment, on s’est particulièrement intéressé au débit de gaz qui les traverse et/ou à leur température de sortie. Dans l’estimation de ces grandeurs physiques, on a privilégié les modèles de régression basés sur des principes physiques sans pour autant exclure les relations empiriques clairement établies. Le calibrage et la validation de ces modèles ont été effectués à partir de données expérimentales. Pour chaque paramètre modélisé, une analyse systématique des résultats des modèles a été effectuée afin d’identifier la fonction de régression ayant la meilleure précision pour être ensuite implémentée sous Matlab/Simulink et intégrée au modèle global. Le présent travail s’est achevé avec une validation statique du modèle complet à partir des mesures moteur. Les résultats de la simulation ont montré une très bonne précision du modèle développé, l’erreur relative absolue moyenne étant inférieure à 10 %
The work presented in this thesis was aimed at setting up a simulation tool for the development of engine control strategies. The developed simulator consists of a complete model of the intake and exhaust systems of a diesel engine. The adopted modeling approach is the mean value modeling, which does not take into account the sub-cyclic variations in the state variables of the examined system. The investigated system being quite complex, it was decomposed into its main components : turbocharger, intercooler, manifolds, engine, EGR valve and cooler. For each of the components mentioned previously, special attention was paid to the gas flow rate through the device and/or to the gas outlet temperature. In the estimation of these physical quantities, regression models based on physical principles were preferred, without excluding, however, empirical relationships clearly established. The calibration and validation of these models were conducted based on experimental data. For each investigated parameter, a systematic analysis of model results was carried out in order to identify the most accurate regression relationship that would be later implemented in Matlab / Simulink and integrated into the global model. The present work was completed with a static validation of the global model based on engine test bench measurements. The simulation results showed a very good accuracy of the model, the average absolute relative error being less than 10 %

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Labreche, Amine. "Potentiel de la combustion partiellement prémélangée pour les moteurs essence". Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2032/document.

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Resumen

La limitation des rejets en CO₂ associés aux normes européennes antipollution de plus en plus sévères ont conduit les constructeurs automobiles à innover dans de nouveaux concepts de combustion, dans l’objectif d’augmenter le rendement des moteurs essence conventionnels. La combustion de type Partiellement Prémélangée, communément appelée Gasoline Partially Premixed Combustion (soit GPPC) semble être l’un des possibilités pour répondre à ces problématiques, en particulier s’il était possible d’atteindre un rendement proche des rendements Diesel avec des émissions polluantes plutôt de type moteur à allumage commandé et qui pourraient donc être traitées par systèmes de post-traitement classiques. Cette étude vise, par une approche expérimentale, à comprendre les processus physiques qui permettent d’optimiser ce nouveau mode de combustion, en particulier en termes de préparation du mélange et de déroulement de la combustion proprement dite. La première partie de ce travail a consisté en la détermination de l’impact des différentes conditions thermodynamiques, de la stratégie d’injections et du taux de dilution sur le déroulement de la combustion à partir de données obtenues sur un moteur opaque. Trois modes de dégagements de chaleur très distincts ont été sélectionnés, l’un représentant la configuration optimale en termes de rendement et d’émissions polluantes à partir d’expériences réalisées sur moteur monocylindre à fort taux de compression et avec une chambre typée Diesel. Des techniques de diagnostics optiques ont été mises en place sur un moteur identique mais à accès optiques dans l’objectif d’isoler tout particulièrement l’impact du phasage de la seconde injection sur le déroulement de la combustion. L’étude de la propagation liquide du spray lors de l’injection, de l’interaction entre l’air et le carburant lors du processus de formation du mélange et de la phase d’oxydation du carburant a ainsi pu être réalisée et a permis de valider les hypothèses émises lors des essais sur moteur opaque pour expliquer les processus de combustion et donner des pistes de contrôle de ce type de combustion
Carbon dioxide (CO₂) and other pollutant emission limitations are more and more rigorous. These limits conduct cars manufacturers to study new combustion concept, in order to increase conventional gasoline engine efficiencies. Gasoline Partially premixed combustion concept (GPPC) seems to have the potential to reach these objectives, in other terms an efficiencies comparable to diesel engine by with emissions of gasoline engine, which mean a low cost after-treatment system. This study investigates, by an experimental approach, the physical process responsible on controlling this combustion concept and by the way improves it. This will be done by studying the mixture preparation and the combustion behaviour. The first part of this work concerns on determining the impact of in-cylinder thermodynamic conditions, injection strategy and the dilution rate on combustion behaviour using a single cylinder all metal engine. Three distinctive heat release rates were selected; where one represent the optimized injection phasing in term of efficiencies and pollutant emissions. The second part was dedicated to studying the process involved in GPPC combustion mode by optical diagnostic techniques on single cylinder optical access diesel engine. The impact of second injection phasing, fuel and air interaction and also the fuel combustion process allowed the validation of hypothesis emitted in the first part to explain the combustion behaviour and give ways to control this combustion mode

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Tesis sobre el tema "Moteurs à combustion interne – Combustion – Innovation"

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