Letteratura scientifica selezionata sul tema "Combustion hétérogène"

L’objet de cette thèse a été d’évaluer l’importance de la chimie de surface pour la combustion des particules d’aluminium. En brûlant, ces particules apportent un supplément d’énergie au système et ainsi permettent une augmentation significative de l’impulsion spécifique des moteurs à propergol solide. Ce travail ajoute une partie chimie de surface aux simulations de combustion d’une goutte d’aluminium isolée. La modélisation multi-échelle a été utilisée afin de construire un mécanisme hétérogène. Des calculs de chimie quantique ont été entrepris afin de constituer une base de données valable pour la construction d'un mécanisme réactionnel détaillé hétérogène. Ce mécanisme permet d’interpréter la réactivité chimique sur une surface d'aluminium. Le mécanisme s’appuie sur plusieurs hypothèses, les premières tendances dégagées sont satisfaisantes et cohérentes avec certaines observations de la littérature. Un solveur cinétique de surface a été intégré à un code de mécanique des fluides (CPS) permettant la simulation d’une goutte d’aluminium isolée en atmosphère contrôlée. Les résultats de cette étude numérique sont directement comparés à des résultats expérimentaux issus de la littérature. Les temps de combustion et les tailles de résidu d’alumine estimés sont en global accord avec les mesures expérimentales rapportées dans la littérature du domaine. Deux paramètres semblent influer sur la chimie de surface : la nature des gaz et la taille des particules. Plus la taille des particules est petite, plus la chimie de surface est importante
The aim of this study is to evaluate the importance of the surface chemistry involved in aluminum particle combustion. During the burning, aluminum particles add more energy to the system and significantly increase the specific impulse of solid rocket motors. This work provides a surface chemistry section to the simulation of single particle combustion. Multi-scale modeling is employed for the building of a detailed heterogeneous mechanism solving the chemistry on an aluminum surface. Quantum chemistry calculations are performed in order to establish a valuable thermodynamic and kinetic database for the building of the surface mechanism. Different assumptions are made to build the surface mechanism. Preliminary tendencies from zero dimensional calculation are satisfying and consistent with some literature observations. A surface kinetic solver has been added to a CFD code (CPS) that enables the simulation of single particle combustion. The numerical results are directly compared with experimental results from the literature. Estimated burning times and alumina residue show a decent agreement with experimental measurements from the literature. The atmosphere composition and the decreasing size of the particles make the surface chemistry more important

Ce travail est centre sur l'elimination de l'o-xylene a l'aide de catalyseurs zeolithiques echanges avec des metaux nobles (pt et pd). L'o-xylene subit deux reactions competitives : l'oxydation en co 2 sur les sites metalliques et la retention sur les sites acides (avec formation de coke). L'importance de chacune de ces reactions depend de plusieurs facteurs : temperature, temps de reaction, dispersion du metal et acidite du support. Sur une serie de catalyseurs pd/hfau d'acidite variable, la selectivite du catalyseur pour l'oxydation depend du rapport entre nombre de sites metalliques et nombre de sites acides. Il a ete montre, sur des catalyseurs prereduits, que l'espece active pour l'oxydation de l'o-xylene etait le palladium metallique (pd 0). Nous proposons un schema reactionnel sur pd/hfau ou le palladium metallique pd 0 conduirait rapidement en presence d'oxygene a un etat de transition pd 2 +o 2 , en verite la vraie phase active capable d'oxyder rapidement l'hydrocarbure aromatique et de se reoxyder en pd 0. Nous montrons que les catalyseurs pd/hfau peuvent egalement s'activer en cours de reaction, l'hydrocarbure pouvant lui-meme etre le reducteur. D'autre part, nous montrons que la structure poreuse des zeolithes a peu d'influence sur l'oxydation de l'o-xylene. Si certains catalyseurs tels que pd/hfau conservent leur activite apres plusieurs cycles de regeneration a 520\c, les catalyseurs pd/hzsm-5 et pd/mcm-41 se desactivent par frittage du metal, par contre le catalyseur pd/hmor s'active a cause d'une redispersion du metal. La comparaison de catalyseurs pt et pd montre que les catalyseurs au platine sont plus actifs que leurs homologues a base de palladium en depit d'une dispersion moindre, cela a cause d'une plus forte proportion de platine metallique (pt 0). Enfin il est montre que l'effet desactivant de l'eau pour la reaction est limite et reversible. Seule une fraction des sites actifs semble etre touchee.

Aujourd'hui, les nouvelles reglementations poussent les industriels à rendre les moteurs à combustion interne plus efficaces et moins polluants. Dans cet objectif, les simulations numériques tridimensionnelles des écoulements dans les moteurs, et en particulier les approches RANS, sont fréquemment utilisées dans les phases de conception. Cette thèse présente différents travaux effectués pour developper et valider un modèle de combustion turbulente utilisable en RANS et permettant la représentation de I'auto-inflammation ainsi que des flammes de diffusion dans des conditions typiques des moteurs Diesel. La première partie de cette thèse a pour objectif de montrer que les flammes de diffusion laminaires peuvent être approximées par des flammelettes dont les termes chimiques proviennent de tables d'auto-inflammations homogènes qui sont très rapides à calculer. Ces flammelettes sont ensuite utilisées pour générer une table turbulente, ce qui conduit au modèle ADF-PCM (Approximated Diffusion Flames Presumed Conditional Moment). Ce modèle est d'abord validé en termes de délais sur la simulation de I'expérience d'auto-inflammation de mélanges hydrogène/air développée à Cambridge. L'experience de Cabra est ensuite utilisée pour vérifier I'aptitude du modèle ADF-PCM à prédire correctement la hauteur de lift-off et la composition d'une flamme turbulente methane/air. La partie suivante concerne la prediction de la concentration de NO. Une approche basée sur des temps caractéristiques est proposée et validée sur la simulation de I'expérience de Cabra. Finalement, I'application d'ADF-PCM à la simulation aux grandes échelles et au calcul moteur est étudiée
Nowadays, due to more and more stringent regulations, internal combustion engines have to become more efficient and cleaner. For this purpose, three dimensional numerical simulations of the internal flows and specifically RANS simulations are frequently used by engineer during the engine conception. The aim of this work is the development of a turbulent combustion model dedicated to RANS simulations which should be able to represent auto-ignition as well as diffusion flames in physical conditions corresponding to Diesel engines. The fir~ part of this work aims at showing that laminar diffusion flames can be approximated by flamelets in which the chemical terms are extracte from a look-up table based on perfectly stirred reactors calculations. These flamelets can be calculated very fast and are then used to generate a turbulent look-up table, leading to the ADF-PCM model (Approximated Diffusion Fame Presumed Conditional Moment). This model is first validated in terms of auto-ignition delays predictions by simulating the hydrogen/air auto-ignition experiments developed at Cambridge University. Furthermore, an improved model which accounts for variable scalar dissipation rate is introduced. Then, the experiment of Cabra et al. Is used to quantify the ability of ADF-PCM to predict the lift-off height and the chemical composition of a methane/air lifted jet flame. The next part of this work concerns the prediction of the NO concentration. An approach based on characteristic times is retained and validated on the Cabra experiment simulation. To conclude this work, the application of ADF-PCM to large eddy simulations and to engine simulations is investigated

La combustion de la biomasse est une des principales sources de matières organiques fines (<2. 5μm) qui peut contribuer à plus de 70% de fractions organiques des aérosols et à plus de 50% de la masse PM2. 5 dans les zones urbaines. Cependant, le devenir de ces matières fines et leurs impacts sur le climat, l’environnement, la santé sont actuellement des questions ouvertes. D’autre part, les réactivités hétérogènes à l’interface gaz/particules dans l’atmosphère sont loin d’être entièrement expliquées. L’objectif de cette thèse était d’apporter une contribution aux objectifs du programme INTOX (étude de l’impact sanitaire des produits de combustion du bois), et de développer parallèlement de nouvelles connaissances sur la réactivité hétérogène chimique et photochimique des composés organiques émis dans l’atmosphère par la combustion de la biomasse. Les réactivités hétérogènes entre l’ozone gazeux et 12 composés organiques provenant de combustion de la biomasse, adsorbés sur les particules de silice ont été étudiées. L’étude de l’influence de différents paramètres tels que la photolyse, la photosensibilisation, la nature des composés sur cette réactivité a été également effectuée. L’ensemble des résultats obtenus au cours de cette thèse révèle l’importance des réactivités hétérogènes à l’interface gaz/particule. Ce type de réaction forme des produits de propriétés physicochimiques très variées, volatils, semi-volatils, polaires, peu polaires, de petites masses moléculaires à de grandes masses moléculaires ainsi que des oligomères. Ces produits formés interagissent alors dans différentes phases atmosphériques telles que la phase gazeuse, aqueuse et particulaire. Dans ce travail de thèse, les constantes cinétiques des réactions chimiques et photochimiques ont été calculées ainsi que leurs âges apparents. Les produits de la réaction ont été identifiés ; les principaux produits ont été confirmés et quantifiés avec leurs standards correspondants
Biomass combustion is one of the major sources of fine organic materials (<2. 5μm), which contribution has been estimated at more than 70% of the total organic fraction of aerosols and more than 50% of the mass PM2. 5 in urban areas. The transformation of this ultrafine particulate matter and its impact on climate, environment and health, yet remains an intriguing question. Moreover, the heterogeneous interactions between the gas-phase oxidants and aerosol particles in the atmosphere are not completely resolved. One of the primary goals of this thesis was to develop new knowledge towards chemical and photochemical heterogeneous chemistry of the organic compounds produced from wood combustion processes. To this end, the heterogeneous reactions between gaseous ozone and 12 of the most representative wood combustion products adsorbed on the silica particles were carried out at various experimental conditions of atmospheric relevance. The results obtained in this work show the importance of heterogeneous reactivities at the interface gas/particles. This type of reactions gives secondary products with a range of physico-chemical properties, i. E. Variable volatiliy, polarity and molecular masses (sometimes even oligomers). Such secondary products may interact with the gas, aqueous and solid phase in the atmosphere. In this thesis, the kinetic constants of chemical and photochemical reactions were determined as well. The reaction products were identified and the major products were confirmed and quantified by their corresponding standards

L'objectif de ce travail etait de synthetiser des catalyseurs actifs pour la reaction de combustion du methane, qui se realise dans le dernier etage de travail des turbines a gaz ou la temperature atteint des valeurs comprises entre 1200c et 1400c. En plus d'une activite intrinseque en oxydation, ces catalyseurs doivent conserver leur activite meme apres un traitement a haute temperature. Ces catalyseurs sont constitues par une matrice hexaaluminate de baryum (baal#1#2o#1#9), oxyde mixte thermostable, dans laquelle un ou plusieurs ions aluminium sont substitues par des ions actifs (ions des metaux nobles et ions des metaux de transition). La composition des catalyseurs sera bam#xal#1#2#-#xo#1#9 avec m egal a mn, cu, pd, ir et rh et x compris entre 0,5 et 4. Dans le cas de l'incorporation des metaux nobles, des problemes ont ete rencontres avec le palladium et l'iridium: a cause de la faible stabilite thermique des oxydes correspondants, ces metaux n'ont pu etre introduits dans la structure hexaaluminate. Par contre, un faible pourcentage du rhodium a pu etre incorpore dans la maille hexaaluminate, et le reste se trouvant occlus dans l'aluminate de baryum, phase intermediaire dans la formation de l'hexaaluminate de baryum. En revanche, l'incorporation des ions des metaux de transition donne des resultats plus encourageants. L'introduction d'un ion manganese et d'un ion cuivre dans la maille hexaaluminate conduit a des catalyseurs dont les activites a l'etat frais et a l'etat vieilli sont comparables. La substitution de plusieurs ions aluminium par le cuivre n'est pas possible, sans doute a cause des differences de charges entre les ions al#3#+ substitues et les ions cu#2#+ substituants. L'introduction progressive de plusieurs ions manganese dans la maille hexaaluminate (bamn#xal#1#2#-#xo#1#9, x compris entre 0,97 et 4) permet l'obtention de catalyseurs plus performants pour la reaction de combustion du methane et stables dans les conditions de travail des turbines a gaz. Le solide bamn#2#,#7al#1#1o#1#9 est le catalyseur le plus actif dans la reaction d'oxydation et son application dans les turbines a gaz serait envisageable

Le réchauffement climatique principalement dû aux émissions importantes de CO₂, gaz à effet de serre de référence, encourage les chercheurs à trouver des solutions pour lutter contre ce phénomène. Les techniques consistant à capter et stocker ou valoriser le CO₂ sont des solutions pertinentes, mais qui nécessitent d'avoir du CO₂ le plus pur possible. Parmi ces techniques, l'oxycombustion parait assez prometteuse pour produire du CO₂ en forte concentration. Toutefois, selon la nature du combustible et la pureté de l'oxygène, certains polluants peuvent apparaître tels que le CO et les NOx. Pour réaliser cette purification, la catalyse est un moyen efficace permettant de transformer simultanément le NO et le CO respectivement en N₂ et CO₂. L'objectif de cette étude est donc, de mettre au point des catalyseurs actifs pour la réduction des NOx en N₂ par le CO, dans un milieu oxydant et en présence d'eau. Deux types de catalyseurs ont été choisis : les métaux nobles (Pd, Pt, Rh) supportés et les oxydes de métaux de transition (Co, Cu, Al). Les résultats obtenus montrent que les catalyseurs à base de Pt sont plus performants et que leur activité catalytique augment pour les échantillons supportés sur un support neutre (SiO₂) ou réductible (TiO₂) que ce soit en présence ou en absence d'eau. Les oxydes mixtes de métaux de transition, obtenus par voie hydrotalcite, montre que la nature du cation bivalent joue un rôle important. Les oxydes mixtes Co-Cu ont montré une meilleure activité que les matériaux composés d'un seul de ces deux éléments. Cependant, l'ajout d'eau dans le flux réactionnel conduit à une baisse d'activité des catalyseurs contenant du Cu
Global warming, mainly due to high CO₂ emissions, reference greenhouse gas, motivates researchers to find solutions to combat this phenomenon. The techniques of capturing and storing or reuse of CO₂ are revelant solutions, but which require a CO₂ as pure as possible. Among these techniques, oxyfuel combustion seems promising enough to produce CO₂ in high concentration. However, depending on the nature of the fuel and the oxygen purity, some pollutants may appear such as CO and NOx. To carry out this purification, catalysis is an effective means for simultaneously converting NO and CO respectively into N₂ and CO₂. The objective of this study is to develop active catalysts for NOx reduction in N₂ by CO, in oxidizing conditions and presence of water. Two types of catalysts were chosen : supported noble metals (Pd, Pt, Rh) and transition metal oxides (Co, Cu, Al). The results obtained show that the Pt-based catalysts were more efficient and that their catalytic activity increases for the samples supported on a neutral support (SiO₂) or reducible (TiO₂) whether in the presence or absence of water. The mixed oxides of transition metals, obtained by hydrotalcite, show that the nature of the bivalent cation plays an important role. Co-Cu mixed oxides showed better activity than materials composed of only one of these two elements. However, the addition of water to the reaction flow led to a decrease in activity of the Cu-containing catalysts

Le sujet du Doctorat porte sur l'utilisation des voies de synthèse par mésostructuration pour la préparation de supports de catalyseurs poreux. Trois systèmes ont été abordés pendant la durée du Doctorat, mais l'objectif restait le même dans les trois cas puisqu'il s'agissait de contrôler la morphologie du support afin de permettre par la suite l'optimisation du catalyseur final. La première partie du travail a été consacrée à l'étude de la synthèse d'oxydes mixtes en milieu confiné (i. E. Dans la porosité d’un support hôte). Des composés de type pérovskite (ABO3, avec A le lanthane et B un métal de transition) ont été préparés et dispersés sur différents supports siliciques de textures différentes. L'approche adoptée pour la synthèse, une méthode originale d'autocombustion développée dans le cadre du Doctorat, a permis d'obtenir des nanoparticules d'oxyde mixte de taille restreinte (< 4 nm), dispersées de manière homogène dans la porosité du support hôte. De telles tailles sont rarement rapportées pour des oxydes mixtes de ce type. Des tailles de domaine cristallin de l'ordre de 15-30 nm pour ce type d'oxyde mixte sont généralement observées. Bien que l'étude de l'activité de ces solides n'ait pas été abordée dans le cadre de ce travail, la mobilité de l'oxygène dans ces matériaux est largement supérieure à celle mesurée pour des pérovskites massiques ce qui montre clairement que ces nanocristaux se comportent différemment des cristaux massiques. Dans une deuxième partie, la synthèse, les propriétés texturales et structurales, ainsi que l'activité de nanocomposites SiO2 – TiO2 sont présentés. Par dépôt contrôlé d'un précurseur organique de titane, il est possible d'obtenir des nanocristaux d'anatase accessibles dans la porosité d'un support mésoporeux. Le mode de synthèse utilisé permet de déposer des quantités élevées d'oxyde de titane (jusqu’à 55 %pds), sans obstruer la porosité du support ni altérer les propriétés physiques du composite final qui présente toujours une surface spécifique élevée. Le maintien de propriétés attractives peut être attribué à la taille limitée des particules de titane générées, qui est généralement de l'ordre de 4 nm ou moins. Comme dans le cas de pérovskites, ces nanoparticules présentent une mobilité d'oxygène élevée, et des tests de réactivité ont montré que le contrôle de la taille de particule permettait une modulation de l'interaction métal – support (effet SMSI) lorsqu'un métal noble était déposé à sa surface. La dernière partie du Doctorat portait sur la synthèse d'alumine, une autre phase importante pour la catalyse hétérogène. Différentes voies de synthèses par mésostructuration ont été abordées, ce qui a permis de mettre en évidence l'intérêt de ces procédures pour l'obtention de solides présentant des surfaces spécifiques élevées et des tailles de pores élevées. Des résultats préliminaires ont aussi montré la flexibilité de ces voies de synthèse pour la fonctionnalisation de la surface de l'alumine (par incorporation d'un métal de transition ou d’un métal noble lors de la synthèse)
First of all the study of the synthesis of mixed oxides of ABO, perovskite in the pores of a silica host is studied. A novel method of autoignition developed within the PhD has yielded mixed oxide nanoparticles of small size (<4 nm) homogeneously dispersed in the pores of the support while sizes of the order of 15-30 nm for this type of mixed oxide are generally observed. The mobility of oxygen in these materials is much higher than that measured for bulk perovskites. In second part, the synthesis, structural and textural properties, and the activity of SiO2-TiO2 nanocomposites are presented. Anatase nanocrystals of 4 nm or less, accessible in the pores of a mesoporous support are obtained. High amounts of titania were deposited without clogging the pores of the support or alter the physical properties of the final composite. These nanoparticles exhibit high oxygen mobility. Reactivity tests showed that control of particle size allowed to adjust the metal – support interaction (effect SMSI) where the noble metal was deposited on its surface. The last part of the PhD was on the synthesis of alumina by different routes of mesostructuration. The interest of these procedures of obtaining solids with high surface area and large pores has been shown. Preliminary results also showed the flexibility of these synthetic routes for the functionalization of the surface of alumina by incorporation of a noble metal of transition metal during synthesis

Employés dans les moteurs fusée civiles et militaires, les propergols composites sont caractérisés par une structure hétérogène au niveau microscopique. Ils sont constitués principalement de particules oxydantes insérées au sein d’une matrice de polymère, appelée liant. Le liant maintient l’intégralité structurelle du propergol, et fournit par sa pyrolyse des gaz dont la combustion est responsable de la majorité du dégagement de chaleur dans la flamme. Les produits de combustion des particules oxydantes permettent l’oxydation du fuel généré par la pyrolyse du liant.Le perchlorate d'ammonium (PA) est un oxydant largement utilisé dans les propergols composites, principalement en association avec un liant polymère tel que le polybutadiène hydroxytéléchélique (PBHT). Les propergols nouvelle génération pourraient inclure des nitramines dans leur composition, telles que l'hexogène (RDX), en remplacement partiel du PA pour certaines fins spécifiques. En particulier, la réduction de la quantité de PA contenue dans le propergol permet de limiter la formation d'une traîné visible à l'échappement du moteur, réduisant la signature du véhicule.Dans cette thèse, nous proposons de revisiter les études menées sur la combustion des propergols PA/PBHT classiques, ainsi que de caractériser l'effet de l'inclusion du RDX dans leur composition.A cette fin, une première partie de la thèse est dédiée à la mise en place de modèles de combustion pour les ingrédients considérés: PA, mélange PA/PBHT homogénéisé, et RDX.Un mécanisme de cinétique chimique est mis au point, capable de représenter les processus chimiques caractéristiques de la combustion de l'ensemble de ces matériaux énergétique. Pour chaque ingrédient, un modèle de décomposition en phase condensée est par ailleurs formulé, pour être associé au mécanisme cinétique. Des simulations unidimensionnels sont alors réalisées en approche couplée flamme/solide, afin de valider l’ensemble sur les données expérimentales disponibles.De part leur structure hétérogène, l'étude de la combustion d'un propergol composite nécessite l'utilisation de méthodes numériques multidimensionnelles. Une seconde partie de la thèse est donc dédiée au développement et à la validation d’un code de calcul 2D, permettant la simulation de la combustion d’une particule oxydante entourée d'une couche de liant, en configuration axisymmétrique.Dans une dernière partie, les modèles de combustion mis au point sont utilisés conjointement avec le code de calcul développé afin d’étudier l’effet de l’inclusion du RDX dans un propergol PA/PBHT classique. Pour la première fois, la structure de la flamme produite par un propergol PA/PBHT/RDX est obtenue et caractérisée. Une étude est menée sur l'effet de la pression et de la taille des grains de RDX sur la régression du propergol, mettante en évidence l’existence de différents régimes de combustion. Des recommandations sont faites afin d'optimiser les performances de ce type de composition
Used in civil and military rocket engines, composite propellants are characterized by a heterogeneous structure at the microscopic level. They consist mainly of oxidizer particles embedded in a polymer matrix known as the binder. The binder maintains the structural integrity of the propellant, and produces via its pyrolysis gases whose combustion is responsible for most of the heat release within the flame. The combustion products of the oxdizer particles oxidize the fuel generated by the binder.Ammonium perchlorate (AP) is a widely used oxidizing agent in composite propellants, mainly in association with a polymer binder such as hydroxytelechelic polybutadiene (HTPB). Next-generation propellants could include nitramines in their composition, such as hexogen (RDX), as a partial replacement for AP for certain specific purposes. In particular, reducing the amount of AP contained in the propellant can limit the formation of a visible trail at the engine exhaust, reducing the vehicle's signature.In this thesis, we propose to revisit the studies carried out on the combustion of conventional AP/HTPB propellants, and to characterize the effect of RDX inclusion in their composition.To this end, the first part of the thesis is dedicated to the development of combustion models for the ingredients under consideration: AP, homogenized AP/HTPB blend, and RDX.A chemical kinetics mechanism is assembled, capable of representing the chemical processes characteristic of the combustion of all these energetic materials. For each ingredient, a condensed-phase decomposition model is also formulated, to be associated with the kinetic mechanism. One-dimensional simulations are then carried out using a coupled flame/solid approach, in order to validate the whole on available experimental data.Due to their heterogeneous structure, the study of composite propellant combustion requires the use of multidimensional numerical methods. A second part of the thesis is therefore dedicated to the development and validation of a 2D calculation code, enabling the simulation of the combustion of an oxidizer particle surrounded by a layer of binder, in an axisymmetric configuration.In a final section, the combustion models and the computational code are used in conjunction to study the effect of RDX inclusion in a conventional AP/HTPB propellant. For the first time, the flame structure produced by such AP/HTPB/RDX propellant is obtained and characterized. The effect of pressure and RDX particle size on propellant regression is investigated, demonstrating the existence of different combustion regimes. Recommendations are made for optimizing the performance of this type of composition

Avec la sévérisation des réglementations environnementales sur les émissions polluantes (normes Euro) des moteurs d'automobiles, la nécessité de maitriser les phénomènes de combustion a motivé le développement de la simulation numérique comme outil d'aide à la conception. Tenant compte de la complexité des phénomènes à modéliser, et de l'antagonisme des objectifs à optimiser, l'optimisation évolutionnaire multi-objectif semble être la mieux adaptée pour résoudre ce type de problèmes. Cependant, l'inconvénient principal de cette approche reste le coût très élevé en termes de nombre d'évaluations qui peut devenir très contraignant dans le contexte des optimisations réelles caractérisées par des évaluations très coûteuseL'objectif principal de ce travail de thèse est de réduire le coût global des optimisations du monde réel, en explorant la parallélisation des algorithmes évolutionnaires multi-objectifs, et en utilisant les techniques de réduction du nombre d'évaluations (méta-modèles).Motivés par le phénomène d'hétérogénéité des coûts des évaluations, nous nous proposons d'étudier les schémas d'évolution stationnaires asynchrones dans une configuration parallèle de type " maître-esclave ". Ces schémas permettent une utilisation plus efficace des processeurs sur la grille de calcul, et par conséquent de réduire le coût global de l'optimisation.Ce problème a été attaqué dans un premier temps d'un point de vue algorithmique, à travers une adaptation artificielle des algorithmes évolutionnaires multi-objectifs au contexte des optimisations réelles caractérisées par un coût d'évaluation hétérogène. Dans un deuxième temps, les approches développées et validées dans la première partie sur des problèmes analytiques, ont été appliquées sur la problématique de la combustion Diesel qui représente le contexte industriel de cette thèse. Dans ce cadre, deux types de modélisations ont été utilisés: la modélisation phénoménologique 0D et la modélisation multidimensionnelle 3D. La modélisation 0D a permis par son temps de retour raisonnable (quelques heures par évaluation) de comparer l'approche stationnaire asynchrone avec celle de l'état de l'art en réalisant deux optimisations distinctes. Un gain de l'ordre de 42 % a été réalisé avec l'approche stationnaire asynchrone. Compte tenu du temps de retour très coûteux de la modélisation complète 3D (quelques jours par évaluation), l'approche asynchrone stationnaire déjà validée a été directement appliquée. L'analyse physique des résultats a permis de dégager un concept intéressant de bol de combustion permettant de réaliser un gain en termes d'émissions polluantes.